鄭山紅 趙輝 彭馨儀 王國春 董亞則

摘 ?要：軟件工程課程是軟件工程專業(yè)的一門重要核心課，是學(xué)生建立工程意識(shí)掌握工程方法必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課。針對(duì)軟件工程課程教學(xué)普遍存在的“五個(gè)割裂”問題，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了一種“四合”教學(xué)模式，即基于“內(nèi)容整合”構(gòu)建課程知識(shí)體系，基于“文化融合”激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)民族和文化自信，基于“方法結(jié)合”創(chuàng)新教學(xué)方法，基于“校企聯(lián)合”實(shí)施軟件工程教學(xué)，應(yīng)用該教學(xué)模式進(jìn)一步提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，對(duì)軟件工程專業(yè)其他工程類核心課程建設(shè)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：軟件工程;課程建設(shè);“四合”教學(xué)模式;五個(gè)割裂

中圖分類號(hào)：TP20 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Software engineering is a core course of software engineering specialty.It is a basic course for students to establish engineering consciousness and to master engineering methods.Aiming at the common problem of Five Splits in software engineering course teaching，a Four-in-One teaching model is designed and practiced，which is to construct curriculum knowledge system based on content integration，to stimulate learning interest based on cultural integration，to enhance national and cultural self-confidence，to innovate teaching methods based on method combination and to implement software engineering teaching based on school-enterprise combination.The application of this teaching model further improves the quality of personnel training and has a guiding significance for the construction of other core courses of software engineering.

Keywords：software engineering;course construction;Four-in-One teaching model;Five Splits

1 ? 引言（Introduction）

軟件工程一詞誕生于1968年[1]，由于全社會(huì)各領(lǐng)域?qū)浖枨蟮某掷m(xù)快速增長，促使軟件工程的理論、方法、技術(shù)和工具呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展的狀態(tài)，短短五十年，軟件工程已經(jīng)從一個(gè)術(shù)語發(fā)展成一種技術(shù)、一門課程、一個(gè)專業(yè)、一個(gè)學(xué)科，乃至一個(gè)產(chǎn)業(yè)，日益受到計(jì)算機(jī)行業(yè)的廣泛重視[2]。軟件工程課程是軟件工程學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其核心內(nèi)容是軟件開發(fā)方法學(xué)等[3]，由于軟件工程課程基礎(chǔ)概念理論枯燥、實(shí)踐性突出、應(yīng)用性強(qiáng)，而實(shí)際課程教學(xué)又多數(shù)采用傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)方法，常常出現(xiàn)各環(huán)節(jié)、內(nèi)容之間的脫節(jié)與割裂現(xiàn)的問題，使學(xué)生在缺乏社會(huì)活動(dòng)體驗(yàn)和軟件實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)[4]的前提下，很難理解軟件工程課程中的概念和原理，實(shí)踐能力培養(yǎng)更是難上加難。因此，如何在軟件工程教學(xué)中充分利用抽象思維和形象思維[5]，從教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、教學(xué)手段創(chuàng)新、教學(xué)資源建設(shè)等方面開展研究，以工程人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以教學(xué)模式綜合改革為重點(diǎn)，構(gòu)建更合理的軟件工程教學(xué)框架，是軟件工程課程改革的重中之重。本文深入剖析了軟件工程課程教學(xué)存在的問題，歸結(jié)為“五個(gè)割裂”問題，并基于此提出了“四合”教學(xué)模式，有力保證了軟件工程課程的教學(xué)質(zhì)量，為軟件工程專業(yè)課程建設(shè)指出了可供借鑒和具有指導(dǎo)意義的改革途徑與方法。

2 “五個(gè)割裂”問題的提出（The proposal of Five Splits）

由于軟件工程發(fā)展的歷史原因和軟件工程教育的理論性、技術(shù)性、實(shí)踐性并重的特點(diǎn)，以及軟件工程飛速發(fā)展所帶來的各種問題，使得軟件工程課程教學(xué)普遍存在著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、知識(shí)學(xué)以致用程度差、教師授課方法與知識(shí)特點(diǎn)不對(duì)接等眾多制約教學(xué)相長的現(xiàn)象，通過對(duì)這些現(xiàn)象的深入研究與剖析，我們將其歸結(jié)為“五個(gè)割裂”問題，即課程文化與民族文化割裂、專業(yè)理想與學(xué)習(xí)行動(dòng)割裂、教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)體系割裂、方法手段與學(xué)習(xí)效果割裂，以及專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用割裂。

（1）課程文化與民族文化割裂

軟件工程領(lǐng)域的理論、方法與技術(shù)發(fā)源于西方，國內(nèi)采用的相關(guān)教材與參考資料中的經(jīng)典內(nèi)容多數(shù)均取材于西方，課程教學(xué)內(nèi)容普遍缺少中國元素，致使當(dāng)代大學(xué)生崇尚西方文化現(xiàn)象比較普遍，民族自信心不足，文化自信缺失。

（2）專業(yè)理想與學(xué)習(xí)行動(dòng)割裂

國內(nèi)高校的軟件工程課程普遍開設(shè)在大二下學(xué)期或大三上學(xué)期，這一時(shí)期的多數(shù)學(xué)生開始對(duì)專業(yè)有所認(rèn)知，逐漸開始形成自己的專業(yè)理想，然而由于軟件工程知識(shí)抽象性的特點(diǎn)以及多種其他原因，致使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，學(xué)習(xí)行動(dòng)與專業(yè)理想背道而馳。

（3）教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)體系割裂

軟件工程技術(shù)日新月異、發(fā)展迅速，新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)，新知識(shí)和新理論不斷更新，然而由于很多方法與技術(shù)比較單一，尚未形成完善的體系，國內(nèi)采用的相關(guān)教材在內(nèi)容組織上均無法快速融入最新技術(shù)與方法，各種理論和知識(shí)之間尚無法建立完善的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容相對(duì)零散，難成體系。

（4）方法手段與學(xué)習(xí)效果割裂

軟件工程課程在教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革上不斷探索，勇于嘗試，持續(xù)開展基于信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的方法與手段創(chuàng)新，然而由于軟件工程課程的教學(xué)方法與手段的改革一直以來僅重在信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在資源的構(gòu)建與表現(xiàn)形式的創(chuàng)新上，未能很好地實(shí)現(xiàn)方法手段與知識(shí)模塊的對(duì)接，未能將方法手段改革與學(xué)生特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，致使教與學(xué)割裂，教學(xué)過程中雖然采用了先進(jìn)的信息化手段和方法，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中知識(shí)理解困難，學(xué)習(xí)效果差，教學(xué)質(zhì)量難以保證。

（5）專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用割裂

軟件工程課程知識(shí)具有明顯的工程特征，主要教學(xué)目標(biāo)就是學(xué)生軟件建模和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，通過課程學(xué)習(xí)應(yīng)該可以直接將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的軟件項(xiàng)目研發(fā)，然而由于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度差，以及軟件應(yīng)用領(lǐng)域無所不在的特點(diǎn)，致使學(xué)生即使完成了軟件工程課程的學(xué)習(xí)，也很難快速勝任軟件建模與研發(fā)的實(shí)際工作，學(xué)非所用，用非所學(xué)，學(xué)與用的裂痕普遍存在。

3 “四合”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)（Design of Four-in-One teaching model）

針對(duì)軟件工程課程教學(xué)普遍存在的“五個(gè)割裂”問題，軟件工程課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)策略、教學(xué)效果等方面持續(xù)開展教學(xué)改革與研究，全面分析專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，全面剖析課程理論與課程體系，全面解析新時(shí)代發(fā)展要求，全程追蹤教學(xué)過程中教學(xué)方法與教學(xué)手段的運(yùn)用，不斷探索應(yīng)對(duì)“五個(gè)割裂”問題的策略與途徑，提出并實(shí)踐了軟件工程“四合”教學(xué)模式，即“文化融合、內(nèi)容整合、方法結(jié)合、校企聯(lián)合”，有效解決了上述教學(xué)問題，有力保證了教學(xué)質(zhì)量。

3.1 ? 文化融合

軟件工程在短短50年的發(fā)展過程中，由于歷史的原因，其概念、原理、技術(shù)、方法、工具均來自于西方國家，教材內(nèi)容也多是西方經(jīng)典教材的簡單裁剪，技術(shù)的表達(dá)、闡釋方法與形式也多采用西方文化的習(xí)慣。由于文化的差異，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以理解，進(jìn)而降低學(xué)習(xí)興趣，打消學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。另外由于不斷受到西方文化的影響，加劇了學(xué)生對(duì)西方文化的崇尚，學(xué)生民族自信心和文化自信受到削弱，實(shí)質(zhì)上是“課程文化與民族文化割裂”的問題。針對(duì)該問題，我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)研究與實(shí)踐探索中發(fā)現(xiàn)，冥冥之中，中華民族的先哲們，在幾千年前就已經(jīng)為現(xiàn)代軟件工程奠定了哲學(xué)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。現(xiàn)代軟件工程的許多概念、原理、技術(shù)和方法都能追溯到中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的那些經(jīng)典名句中。例如“類（Class）”可以追溯到“物以類聚，人以群分”，“聚合”可以追溯到“聚沙成塔、集腋成裘”，“模塊化”原理可以追溯到“分而治之”，“頭腦風(fēng)暴”可以追溯到“三個(gè)臭皮匠，頂個(gè)諸葛亮”，“軟件的特點(diǎn)”可以追溯到“大象無形”，等等。為此我們大膽探索并實(shí)踐了將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代軟件工程技術(shù)進(jìn)行文化融合與滲透，在教學(xué)過程中用中華經(jīng)典名句去詮釋現(xiàn)代軟件工程的概念、原理、技術(shù)和方法，有效降低了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解難度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，更為顯著的是有效增強(qiáng)了學(xué)生的民族自信和文化自信。

3.2 ? 內(nèi)容整合

軟件工程技術(shù)產(chǎn)生于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)并伴隨其發(fā)展而發(fā)展，到目前為止已經(jīng)獨(dú)立成一門學(xué)科，形成產(chǎn)業(yè)。自軟件工程這一術(shù)語誕生到現(xiàn)在，在短短的50年時(shí)間里，軟件工程技術(shù)日新月異，發(fā)展迅速，但是很多新方法與新技術(shù)尚未形成完整體系，國內(nèi)采用的相關(guān)教材在內(nèi)容組織上均無法快速融入最新技術(shù)與方法，各種理論和知識(shí)之間尚無法建立完善的關(guān)聯(lián)，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)零散，難成體系，從而產(chǎn)生“教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)體系割裂”的普遍問題。針對(duì)該問題，我們以SEBOK（軟件工程知識(shí)體，SEI）為基礎(chǔ)，以教育部《本科軟件工程專業(yè)指南》為依據(jù)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建了“一條主線三個(gè)維度合理交叉滲透的軟件工程課程知識(shí)體系”，如圖1所示。

在軟件工程課程知識(shí)體系中，一條主線即“十個(gè)節(jié)點(diǎn)循序漸進(jìn)的教學(xué)主線”，其中十個(gè)節(jié)點(diǎn)是“問題、算法、模塊、程序、軟件、方法、系統(tǒng)、項(xiàng)目、工程、科學(xué)”;三個(gè)維度即“層次化、模塊化、過程化”，在模塊維中根據(jù)內(nèi)容將課程劃分為理論、基礎(chǔ)、實(shí)踐、技術(shù)、過程、方法和工具等知識(shí)模塊;在層次維中將課程內(nèi)容分為三個(gè)層次即理論層、平臺(tái)層和應(yīng)用層;在過程維中根據(jù)軟件工程過程即需求獲取、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)造、系統(tǒng)測試和系統(tǒng)維護(hù)進(jìn)行知識(shí)的組織;合理交叉滲透即“在保證課程知識(shí)體系穩(wěn)定性的前提下，隨著技術(shù)的變化不斷調(diào)整更新教學(xué)內(nèi)容”，增強(qiáng)了課程知識(shí)體系的時(shí)代性、靈活性、合理性和多樣性，有效保證了課程知識(shí)體系的先進(jìn)性和適用性。

3.3 ? 方法結(jié)合

軟件工程課程教學(xué)一直面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在（1）理論性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng)和實(shí)踐性強(qiáng)的特征明顯;（2）領(lǐng)域知識(shí)龐大與課時(shí)量小矛盾突出;（3）教學(xué)內(nèi)容滯后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系發(fā)展;（4）智能手機(jī)的普及，導(dǎo)致學(xué)生有效學(xué)習(xí)時(shí)間的碎片成為普遍現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對(duì)軟件工程教學(xué)方法教學(xué)手段的運(yùn)用是極大挑戰(zhàn)，教師“教無效、管無效”，學(xué)生照樣“玩手機(jī)、睡大覺”，其根本原因在于“方法手段與學(xué)習(xí)效果割裂”，教學(xué)過程中雖然采用了信息化手段和方法，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中仍然存在知識(shí)理解困難、學(xué)習(xí)效果差的現(xiàn)象，教學(xué)質(zhì)量難以保證。針對(duì)該問題，我們通過研究發(fā)現(xiàn)，由于軟件工程課程不同于其他課程的特點(diǎn)，單一的方法不能適用于軟件工程課程的教學(xué)，必須對(duì)教學(xué)方法與手段進(jìn)行深層次創(chuàng)新與改革，教學(xué)方法與手段的運(yùn)用必須實(shí)現(xiàn)與知識(shí)模塊的對(duì)接，必須與學(xué)生特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，基于這一認(rèn)知提出并實(shí)踐了“問題驅(qū)動(dòng)、案例驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合”的教學(xué)方法和“基于信息技術(shù)的線上線下相結(jié)合”的教學(xué)手段，如圖2所示。

針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法，基本知識(shí)的理解采用問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，基本方法的掌握采用案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，軟件建模與工程實(shí)踐能力訓(xùn)練采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，適當(dāng)適時(shí)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。充分運(yùn)用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在課程資源、課件制作、內(nèi)容講授、課程實(shí)踐與過程監(jiān)控等方面全方位開展教學(xué)手段的研究與改革，研發(fā)了“軟件工程多媒體教學(xué)系統(tǒng)”，建立了“軟件工程精品課教學(xué)網(wǎng)站”，開發(fā)了“軟件工程在線課程”，實(shí)施課上課下、線上線下相結(jié)合的教學(xué)手段。這些教學(xué)方法和教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，有效地改善了“教”與“學(xué)”的效率和效果，明顯地提高了教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到了彌補(bǔ)“方法手段與學(xué)習(xí)效果割裂”的目的。

3.4 ? 校企聯(lián)合

隨著高等教育由“大眾化”向“普及化”逐步過渡，大學(xué)生“就業(yè)難”和用人單位“招聘難”的矛盾普遍存在，其根本原因是“專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用割裂”，學(xué)生即使完成了全部課程的學(xué)習(xí)，也很難快速勝任軟件建模與研發(fā)的實(shí)際工作。針對(duì)該問題，通過課題研究和教學(xué)應(yīng)用，我們探索并實(shí)踐了“企業(yè)崗位知識(shí)需求驅(qū)動(dòng)理論知識(shí)，企業(yè)崗位能力需求驅(qū)動(dòng)實(shí)踐內(nèi)容，企業(yè)崗位素質(zhì)需求驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方式”的校企聯(lián)合的機(jī)制與方法，開展全方位、全過程的校企深度合作，與企業(yè)聯(lián)合共同開展“軟件工程校企合作開發(fā)課程”的建設(shè)，如圖3所示。

基于上述校企聯(lián)合的方法，在教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)過程的開展、教學(xué)方法與手段的應(yīng)用等方面深度合作，企業(yè)工程師走進(jìn)課堂、帶來項(xiàng)目，學(xué)生走進(jìn)企業(yè)、感受技術(shù)與企業(yè)文化，教師與企業(yè)工程師共謀課程建設(shè)。具體做法是：與企業(yè)建立定期溝通機(jī)制，動(dòng)態(tài)掌握企業(yè)對(duì)工作崗位的知識(shí)、能力、素質(zhì)需求;與企業(yè)工程師共同制訂教學(xué)大綱和組織教學(xué)內(nèi)容;聘請(qǐng)企業(yè)工程師參與教學(xué)，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)以課程講座方式講授部分教學(xué)內(nèi)容，在實(shí)踐環(huán)節(jié)直接利用企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目參與教學(xué)指導(dǎo);帶領(lǐng)學(xué)生參觀企業(yè)，感受企業(yè)技術(shù)文化。通過以上做法有效解決了“學(xué)非所用、用非所學(xué)”所導(dǎo)致的“專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用割裂”問題。

4 ? 教學(xué)實(shí)踐（Teaching practice）

長春工業(yè)大學(xué)軟件工程課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2006年開始，圍繞“五個(gè)割裂”問題，持續(xù)開展軟件工程課程“四合”教學(xué)模式的探索，并在三個(gè)層次（2個(gè)碩士專業(yè)、3個(gè)本科專業(yè)、5個(gè)專科專業(yè)）的四門軟件工程系列課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，授課對(duì)象累計(jì)超過1萬多名學(xué)生。

應(yīng)用“四合”教學(xué)模式開展軟件工程系列課程教學(xué)，有效提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，學(xué)生優(yōu)質(zhì)就業(yè)率高，受到用人單位的普遍好評(píng);激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，近五年來團(tuán)隊(duì)成員指導(dǎo)學(xué)生完成16項(xiàng)國家級(jí)、9項(xiàng)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，學(xué)生參加中國“軟件杯”大學(xué)生軟件設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽和“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各級(jí)各類競賽，獲國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)20項(xiàng)、省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)15項(xiàng)。

應(yīng)用“四合”教學(xué)模式有效促進(jìn)了課程建設(shè)?；凇八暮稀苯虒W(xué)模式，圍繞課程建設(shè)“五個(gè)一流”的目標(biāo)，著力開展軟件工程系列課程建設(shè)，取得了較為豐富的課程建設(shè)成果，軟件工程課程先后被評(píng)為校級(jí)優(yōu)秀課、省級(jí)優(yōu)秀課、省級(jí)精品課、省級(jí)在線開放立項(xiàng)建設(shè)課程、省級(jí)校企合作開發(fā)立項(xiàng)建設(shè)課程，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的軟件建模與分析、軟件項(xiàng)目管理課程先后被評(píng)為校級(jí)優(yōu)秀課、校級(jí)精品課和省級(jí)優(yōu)秀課，參與建設(shè)的操作系統(tǒng)和編譯原理課程先后被評(píng)為校級(jí)優(yōu)秀課、校級(jí)精品課、省級(jí)優(yōu)秀課和省級(jí)精品課，如圖4所示。

5 ? 結(jié)論（Conclusion）

“四合”教學(xué)模式本探索與實(shí)踐了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化在專業(yè)課程教學(xué)中的融合與滲透，與黨的十八大以來提出的“四個(gè)自信”之“文化自信”高度契合，體現(xiàn)了大力宣揚(yáng)與傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的“新時(shí)代”主旋律和鮮明的“新時(shí)代”特征，是“專業(yè)思政”的實(shí)踐創(chuàng)新探索;在軟件工程課程中用中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化詮釋和闡述現(xiàn)代軟件工程技術(shù)是一種軟件工程知識(shí)創(chuàng)新探索;在軟件工程課程教學(xué)中添加中國元素，體現(xiàn)中國風(fēng)格，將課程文化與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化自然融合，是消減學(xué)生崇尚西方文化、增強(qiáng)民族自信、文化自信直接而有效的途徑創(chuàng)新探索。

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作者簡介：

鄭山紅（1970-），女，博士，教授.研究領(lǐng)域：軟件工程，智能計(jì)算與大數(shù)據(jù)處理.

趙 ?輝（1972-），女，博士，教授.研究領(lǐng)域：軟件工程，智能數(shù)據(jù)管理.

彭馨儀（1979-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：軟件工程，本體與語義WEB.

王國春（1978-），男，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：軟件工程，語義WEB與智能檢索.

董亞則（1982-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：軟件工程，語義檢索與大數(shù)據(jù)分析.