軟件工程專業(yè)課程體系建設淺談

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摘要：軟件工程是信息時代的核心技術，高等院校提高軟件工程專業(yè)的教育質(zhì)量對信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到至關重要的作用。在“新工科”教育理念的背景下，高校軟件工程專業(yè)急需解決課程體系設計不合理、與產(chǎn)業(yè)對接不夠、專業(yè)內(nèi)容局限性等問題。針對該問題，文章構建適應“新工科”人才培養(yǎng)的課程體系建立的制度、程序，并建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系。該方法可以有效培養(yǎng)科學基礎厚、工程能力強、具有多學科整合能力的復合型軟件工程人才。

關鍵詞：新工科；軟件工程專業(yè)；課程體系；能力培養(yǎng)

一、新工科背景下軟件工程專業(yè)發(fā)展

隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術的飛速發(fā)展，社會生活、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構發(fā)生重大變革，從而對高等教育人才培養(yǎng)提出了新的需求。據(jù)統(tǒng)計，我國92%的高等學校設置了工科專業(yè)。為推動高等教育工科專業(yè)教育改革創(chuàng)新，2017年2月18日，教育部組織高等院校召開研討會，提出了工程人才培養(yǎng)的“新工科”教育理念，達成“復旦共識”?！靶鹿た啤敝饕▋蓪雍x：在新的傳統(tǒng)工科專業(yè)中增加沒有的新專業(yè)；在原有的工科專業(yè)中革新教育理念、標準、模式；等等。在此背景下，我國各高等院校積極進行工科專業(yè)改革，培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強的高素質(zhì)復合型“新工科”人才。軟件工程是信息時代的核心技術，對各工科專業(yè)的發(fā)展起到促進作用。在“新工科”背景下，軟件工程學科要注重與其他工科專業(yè)的交叉融合，從而使傳統(tǒng)工科智能化、信息化。因此，在此背景下，該專業(yè)需要培養(yǎng)科學基礎厚、工程能力強、具有多學科整合能力的復合型軟件工程人才。

二、軟件工程課程體系建設存在的問題

課程體系建設是培養(yǎng)新型工程技術人才的關鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)軟件工程課程體系建設存在以下問題。（1）課程體系設計不合理：沒有做到以學生為中心，軟件工程課程的設置缺少培養(yǎng)學生某項能力的課程目標導向，沒有建立能力達成與課程體系之間的對應關系[1]。（2）課程體系建設與產(chǎn)業(yè)對接不夠：信息技術發(fā)展迅速，軟件工程部分課程設置不能滿足企業(yè)技術使用的需要，課程內(nèi)容更新慢，導致畢業(yè)生到相關企業(yè)必須重新學習新的技術。（3）課程體系建設專業(yè)內(nèi)容局限性：軟件工程課程內(nèi)容設計雖然遵循軟件工程邏輯，但沒有注重學科的交叉融合，存在課程內(nèi)容過窄過細的弊端。

三、軟件工程課程體系建立的制度和程序

課程體系是專業(yè)培養(yǎng)方案的重要內(nèi)容，按照《哈爾濱理工大學人才培養(yǎng)方案修訂與動態(tài)調(diào)整制度》《哈爾濱理工大學關于修訂2010版本科人才培養(yǎng)方案的指導意見》（索引），在收集匯總與人才培養(yǎng)有關信息的基礎上，本專業(yè)開始修訂2015版培養(yǎng)方案的課程體系。修訂過程采用動態(tài)評價修訂方式，課程體系的架構要求以學生為中心，基于OBE理念，根據(jù)畢業(yè)要求反向設計；能力方面要求既重視學生專業(yè)能力培養(yǎng)，又要重視非專業(yè)能力培養(yǎng)，要將解決復雜工程問題作為大背景，重視工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；課程體系修訂過程不僅要求專業(yè)教師參與討論，同時還要有企業(yè)行業(yè)專家的參與。2015版培養(yǎng)方案課程體系的修訂過程如圖1所示。專業(yè)課程體系修訂過程中，與產(chǎn)業(yè)界對接，邀請了東軟集團睿道黑龍江分公司、哈爾濱圣邦微電子公司、哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱工程大學等多家企（事）業(yè)單位及各高校專家對課程體系設置進行評估，各位專家結(jié)合當今社會軟件工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，對開設的課程、課程的教學內(nèi)容、課程目標及教學執(zhí)行計劃提出了寶貴的意見。針對提出的問題，本專業(yè)各課程組教師進一步修改完善相關內(nèi)容，最終形成新版課程體系。本專業(yè)根據(jù)《哈爾濱理工大學人才培養(yǎng)方案修訂與動態(tài)調(diào)整制度》的規(guī)定，每4年對人才培養(yǎng)方案進行一次修訂，課程大綱的修訂周期與培養(yǎng)方案修訂周期一致。一旦形成了培養(yǎng)方案并重構了課程體系，按照《哈爾濱理工大學教學大綱編制規(guī)范及要求》，制定新版課程教學大綱。本專業(yè)形成了課程內(nèi)容動態(tài)調(diào)整機制，根據(jù)軟件技術發(fā)展、行業(yè)需求等，對教學內(nèi)容進行動態(tài)調(diào)整，從而修訂課程教學大綱。新制定或修訂的課程大綱由學院教學指導委員會審查，通過后提交教務處備案。本專業(yè)課程大綱包括中英文課程基本描述、教學目標、課程目標與畢業(yè)要求的對應關系、課程的主要特點、教學方法、知識點與學時分配、案例設計、講授提示及方法、作業(yè)設計、實驗設計、考核與成績評定、課程考核對課程目標的支撐等內(nèi)容。課程大綱的內(nèi)容充分體現(xiàn)了對學生能力的培養(yǎng)途徑及達到的預期目標，其嚴格執(zhí)行可滿足課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐。

四、建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系

（一）建立理論與實際結(jié)合的教學計劃

本專業(yè)課程體系主要包括通識課、專業(yè)核心課、專業(yè)選修課和實踐教學四大類。課程體系執(zhí)行過程中注重理論聯(lián)系實際，實踐性教學環(huán)節(jié)貫穿教學的全過程，使學生把本專業(yè)理論與解決軟件工程實踐問題緊密結(jié)合。通識課使學生掌握工程設計的共性知識；專業(yè)核心課使學生掌握軟件工程領域的理論知識和基本方法；專業(yè)選修課和實踐教學涵蓋了軟件工程領域的主要知識和技術，培養(yǎng)學生在某一專業(yè)方向或應用領域上從事工程實踐的能力。

（二）建立課程體系對學生畢業(yè)要求的支撐

本專業(yè)以畢業(yè)要求對知識能力的要求構建課程體系，每門課程都要對畢業(yè)要求有明確的支撐。對每門課程確定課程目標、選擇課程內(nèi)容，明確各門課程的目標對畢業(yè)要求指標點的支撐關系。本專業(yè)重點課程包括“離散數(shù)學”“數(shù)據(jù)結(jié)構”“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”“操作系統(tǒng)”“計算機網(wǎng)絡”“編譯原理”“軟件創(chuàng)新設計”“系統(tǒng)分析與設計”“軟件體系結(jié)構”“軟件質(zhì)量保證與測試技術”“軟件項目管理”和兩類實踐課程：“課程設計”和“畢業(yè)設計”13門重點課程，這些課程支撐了12個畢業(yè)要求中的26個指標點，反映了這些重點課程對本專業(yè)所需工程知識和能力有較強支撐，也體現(xiàn)了重點課程對畢業(yè)要求達成的重要作用。重點課程中的“離散數(shù)學”“數(shù)據(jù)結(jié)構”“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”“操作系統(tǒng)”“計算機網(wǎng)絡”“編譯原理”屬于基礎課，這幾門課程涵蓋了軟件工程學科中的數(shù)理邏輯、算法分析、語言的形式化表示方法等內(nèi)容。這些課程教學培養(yǎng)了學生抽象思維和邏輯思維的能力；對復雜軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法流程進行設計的能力；對復雜軟件的系統(tǒng)架構和功能結(jié)構進行設計的能力，能夠使學生運用軟件基礎知識進行系統(tǒng)的分析和設計。重點課程中的“系統(tǒng)分析與設計”“軟件體系結(jié)構”“軟件質(zhì)量保證與測試技術”“軟件項目管理”屬于專業(yè)平臺課，這幾門課程的內(nèi)容包含了軟件過程的基本原理和開發(fā)階段、軟件體系結(jié)構的設計與實現(xiàn)技術、軟件質(zhì)量評估體系、白盒測試、黑盒測試等具體測試技術，以及軟件過程管理、軟件配置管理、項目風險管理等內(nèi)容。課程的學習，使學生運用系統(tǒng)的觀點、方法和理論，對軟件開發(fā)的全過程進行計劃、組織、控制和實施，從而培養(yǎng)學生運用軟件工程的知識解決實際項目問題的能力。重點課程中的“課程設計”和“畢業(yè)設計”是重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，通過課程設計和最后的畢業(yè)設計的訓練，使學生能夠綜合運用所學的專業(yè)理論知識和技術，進行軟件系統(tǒng)的分析和設計，即培養(yǎng)學生具備軟件工程所需的技術和技能，進一步提升信息獲取和職業(yè)發(fā)展需要的自我更新知識能力，最終使學生具備解決復雜軟件工程問題的能力。

（三）加強實踐性教學環(huán)節(jié)

本專業(yè)以培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為核心，從加強課程設計、實習和科研創(chuàng)新等實踐環(huán)節(jié)入手，在不同學習階段/學期分層次開展各種形式的實踐性教學活動。此類課程總學分為40學分，占總學分174的22.99%，在學分比例方面，達到了工科專業(yè)認證通用標準（≥20%）的要求。本文首先闡述新工科背景下軟件工程專業(yè)發(fā)展，并剖析在該背景下軟件工程課程體系建設存在的問題。針對上述發(fā)展背景和課程體系存在的問題，本文構建軟件工程課程體系建立的制度和程序，修訂過程采用動態(tài)評價修訂方式，課程體系的架構要求以學生為中心，基于OBE理念，根據(jù)畢業(yè)要求反向設計。建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系，該課程體系從建立理論與實際結(jié)合的教學計劃、建立課程體系對學生畢業(yè)要求的支撐、加強實踐性教學環(huán)節(jié)三個方面實施，同時給出重點課程對本專業(yè)所需工程知識和工程能力的具體支撐，指出該課程體系下相關課程的設計能有效培養(yǎng)“新工科”人才的能力。

參考文獻：

[1]于波，郭紅，李鵬.CDIO工程教育模式在數(shù)據(jù)結(jié)構與算法教學中的應用[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2014，（12）.

作者：于波 張淑麗 張宏國 單位：哈爾濱理工大學