以社会需求为导向的软件工程专业课程体系改革的研究

摘要:针对传统计算机专业课程体系设置和社会需求存在距离的弊端,以培养动手能力强、具有创新意识的软件工程人才为目的,本文论述了研究设置以社会需求为导向的软件工程专业的课程体系,并提出一个具体可行的软件工程专业课程体系架构。

关键词:软件工程;课程体系;本科教育

1背景

中国信息产业部的数据显示,2008年中国软件产业整体保持快速增长态势,累计完成软件业务收入7572.9亿元,同比增长29.8%。与此同时,我国软件出口142亿美元,同比增长39%。企业对软件人才需求量在增大,估计人才缺口达到20万,而且这个需求将以每年20%左右的速度增长[1]。但另一方面,多数软件类应届毕业生在面临就业时却难以感受到这些数字所带来的欣慰,很多毕业生并没有顺利找到对口的工作。虽然这些学生身份上属于工程技术类的应用型人才,在目前IT产业蓬勃发展的大环境下理应有自己的一席之地,但结果却是“毕业即失业”表现得愈加突出。

软件工程专业具有巨大的发展潜力,但如何建设好软件工程专业?长期以来,国内高校软件专业主要以培养研究型人才为重点,以软件基础理论和系统软件设计为主干,目标是培养面向计算机与系统软件领域的研究型人才[2]。因此如何建立保证软件工程专业本科学生既具有可持续发展潜力又适应当前产业需求的新型知识体系,如何建立与企业应用紧密结合的先进课程体系、教学理念和教学方法,从而提高学生的综合能力,使毕业生在跨出校门时具备必需的素质,缩短从学生到企业员工的角色转换所需的时间,实现就业的“零适应期”是软件工程专业努力的目标。

国外高校在软件工程教育方面的一个共同点就是:根据各自国家和学校的特点,立足学生长远发展,培养适应社会需要与变化的人才。从软件教育的特点来看,西方著名大学有较完善的教育理念、教学手段和实验条件,有较长时间的实施经验,与企业有密切的合作关系,有一大批专家在从事计算机与软件的教育研究。这些大学的课程与我国现行的计算机和软件课程体系相比,理论更深,与新技术的接轨更快,实验和职业实践的比重更大,通过实验让学生掌握基本概念、提高分析问题与解决问题能力的力度更大。

国内高校软件专业主要以培养研究型人才为重点,以软件基础理论和系统软件设计为主干,目标是培养面向计算机与系统软件领域的研究型人才。软件专业学生在学生学科知识与实际运用有一定的距离。因此探讨如何建立符合国情,既面向当前产业需要又兼顾本专业学生发展潜力的知识体系、课程体系,是我们研究的主要内容。

2模块化的课程体系

我校软件工程专业申办于2004年,并于2008年开始招生。该专业成立的宗旨是培养高层次、实用型、复合型、具有国际竞争力的软件人才,要求学生在思维创新的基础上,提高技术创新和工程创新能力,提高软件工程实践和软件工程管理能力。我校在设置软件工程专业课程体系方面学习全国名牌大学如复旦、浙大等,并结合自己硬件及师资条件的实际,提出了如下几个设想:

(1) 合理设置课程模块,突出核心基础。

在软件工程领域,最新的、先进的软件技术文档、技术文献、发展研究等都是英文撰写的资料;合资、外资公司中的软件工程人员所使用的工作语言也是英语。因此在第一至第四学期我们对学生的英语能力进行强化训练,通过阅读、听力、写作和口语交流等方式提高其英语运用能力;在第二学期开始的所有专业基础课程、专业核心课程和专业选修课程中加入一定比例的专业英语训练,将英语融入到专业理论知识学习的过程中;同时开设几门专业课采用全英文教材,实行双语教学,达到巩固和不断提高的目的,为学生动手编写英文程序代码,查阅英文技术文献、文档扫除语言障碍。

(2) 合理设置专业入门基础课程模块,以引导为主。

以计算机导论为主,并以设置类型多样、专业覆盖面广的专业基础知识讲座或新生研讨课为辅,学生学习了计算机最基本的概念后,通过生动有趣的讲座获得更广的认识和了解。

(3) 合理设置专业核心课程模块,以应用为主。

专业核心课程关系到培养出来的软件工程人才质量。针对计算机学科需要,应设置相应的软件系统类课程、软件实现类课程、软件工程类课程以及相应课程的课程设计、实际项目开发为核心的软件设计及实现类的实践类课程。

(4) 设置专业方向选修课程,突出个性化发展。

结合时代需求,结合学生个性化发展需求,设置多个专业方向的模块化课程。设置跨大类专业选修课程,如计算机组成原理、编译原理和软件体系结构等;设置专业方向选修课程,如软件开发案例分析、软件开发新技术、软件文档写作等课程。学生可按需选修1～2个专业方向,有利于其发挥专业创新能力和专业个性化发展。

目前,我校软件工程专业课程体系架构如图1所示。

3实践教学体系

我院除设置模块化的课程体系外,还非常注重实践教学,并且构建了以项目为支撑的实践教学体系,具体开设与实践教学有关的课程如下:

第二个学期开设认识实习;

第三个学期开设面向对象程序设计课程设计;

第四个学期开设数据库原理课程设计以及.NET程序开发技术课程设计;

第五个学期开设Java语言课程设计以及UML建模工具及应用课程设计;

第六个学期开设J2EE技术课程设计及大型数据库课程设计;

第七个学期开设软件开发新技术课程设计;

第八个学期毕业设计。

针对合格的工程化软件人才所应具备的个人开发能力、团队开发能力、系统研发能力和设备应用能力,我们设计了以下4类阶梯状的工程实践课程。

程序设计实践课程:培养个人级工程项目开发能力,如面向过程程序设计(C语言),面向对象程序设计(C++语言)等课程设计。

软件工程实践课程:培养团队合作级工程项目研发能力,如.NET程序开发技术、J2EE技术、嵌入式软件开发(J2ME)等课程设计。

信息系统实践课程:培养系统级工程项目研发能力,如软件开发案例分析、面向对象系统分析与设计、大型数据库应用等课程设计。

毕业设计实践课程:培养开发软件所必备的设备应用能力,如软件开发新技术课程设计、毕业设计实践等。

我们感觉软件方面的技术五花八门,因此在专业核心课程设置上,注意其侧重点。我们将Java网络程序开发定为主要的教学方向,其中包括Java程序设计语言、网络软件开发技术、J2EE技术、以J2ME为主的嵌入式软件开发技术等。当然,我们兼顾企业实际用人的情况,开设了.NET程序开发技术等核心课程,详细的专业课程体系请参见图1。

4探索式学习

软件工程的理论和方法是从众多软件开发实践中总结出来的,但是对于缺乏软件开发实际经验的本科生来说,单纯地讲授理论知识往往使学生感到枯燥无味且难以理解。因此,我们收集和总结了一些软件开发案例,将这些案例贯穿于理论知识的讲解中,使学生真正理解这些理论知识,建立软件开发的系统化与工程化观念和质量意识。

(1) 从分析历史上的经典案例入手,诸如爱国者导弹、网络病毒攻击等。深入剖析导致软件失败的根本原因,从而引出软件开发的工程化发展方向,即以软件工程的原理和方法为指导,严格遵循软件过程规范和步骤。通过这些实例的分析,学生们逐渐改变软件开发等于编写程序代码的错误观念,开始认识到软件工程的重要性,有利于培养工程化的意识和观念。

(2) 软件过程是软件工程课程中的一个重要内容,但是对于开发经验有限的本科生来说,很难在头脑中将软件过程的抽象模型与实际开发联系起来,容易产生枯燥乏味的感觉。在教学过程中,我们从软件开发的实际案例中总结出5个不同的软件系统,结合这些系统的特点和开发策略,讲解瀑布模型、原型化方法、增量模型、形式化方法和基于组件的开发模型等。学生在思考、分析和讨论过程中更好地理解和体会软件过程的基本概念,有利于在实际开发中运用这些过程模型组织开发过程。

(3) 研究软件工程的实践特点,课程实验结合实际开发因素和参与乐趣。实践教学是本课程的一个重要的组成部分,它要求学生以开发团队(一个团队通常由3～5人组成)的方式开发一个具有一定规模的软件系统,侧重培养学生发现问题、独立分析问题和解决问题的能力以及团队合作精神,使学生初步体会到一个软件开发项目全过程。

(4) 研究和建立适合小组式开发的软件工程环境。在小组式的软件工程环境中,使学生真正体验到一种有序的、可控的、协作的软件开发过程,在分析问题、解决问题、协调冲突、消除矛盾的过程中享受软件开发成功的最终结果。软件工程实验要求学生采用“项目小组”的形式,结合具体的开发项目进行设计,班级按项目小组进行分组,每组不得超过4人。每个项目小组选出项目负责人或项目经理,由其召集项目组成员讨论、选定开发项目。学生分工合作,学习软件开发小组的组织和管理,将项目开发各阶段的任务明确,熟悉软件开发环境,培养团队精神,共同完成该项目的设计任务。项目中的每项任务要落实到个人,实验在规定的时间内,由学生独立完成。

在整个教学过程中,我们也十分注重鼓励和引导探索式学习,学生通过文献查阅以及与软件企业人员的接触交流,真正体会当前软件工程业界的真实案例和最佳实践。课堂讲解避免“一言谈”的死板方式,采取课堂互动讨论,营造活跃、宽松的课堂气氛,鼓励学生结合课程实践中的问题进行专题报告和软件演示。

在常规的课堂教学之外,我们辅之以网络课程和扩展资源,鼓励学生根据个人兴趣和需要进行自主式的学习。同时,充分利用网络教学平台,加强师生之间的交流和学生之间的协作,引导学生积极思考和参与讨论,教师由知识的灌输者成为学习的引导者,学生由被动地接受教育变成主动地探索知识。

5改革目标

我校软件工程专业以培养掌握计算机科学基础理论、软件工程的知识和技能,具有软件开发能力、软件开发实践和项目组织的初步经验,具有竞争和团队精神,能在计算机公司及相关企事业单位从事软件开发、适应软件技术发展和社会需求的软件工程应用型高级专门人才为目标。我校在人才培养坚持遵循以下原则。

(1) 坚持通识教育与专业教育结合原则,即通识教育课程要着眼于加强学生的基础知识教育,着眼于培养学生的科学素养和人文精神[3]。

(2) 坚持以人为本,因材施教原则,即在保证人才培养目标和质量规格要求的基础上,充分考虑因材施教,注重学生个性的发展,扩大学生自主学习、自主发展的时空,面向社会和学生多样化需求,提供多样化的课程体系和教育指导,为不同志向、不同能力和不同潜质的学生创造相应的培养环境和条件。通过柔性设置专业方向模块,让学生结合自身兴趣、就业志向和人才市场需求,灵活地选择发展方向,以增强专业方向优势、职业适应性建立完善的、与课程体系配套的实训、培训的“双训”教学体系,使培养的人才更加适应社会和企业的需求。

(3) 坚持应用为本,学以致用原则,即以学校办学定位和服务面向为指南,立足于培养应用型高级专门人才的目标,强化理论与实践的结合,着力培养学生的创新精神和实践能力。在实践教学体系的设计上,按照基础、提高、综合3个层次和基本实验、技能训练、专业实习、科研训练、综合实习、社会实践6大模块构建创新精神和实践能力培养体系。

(4) 建立一套以软件工程为主线的教学、实训评估标准,以确保人才培养目标的实现。

6结语

我们认为,计算机科学技术的快速发展以及企业对人才的多元化需求要求我们将新的知识单元及时引进课程体系中,使课程体系的设置要有超前和发展的眼光,随时将一些新兴的、成熟的内容吸收进课堂教学,做到对课程体系、教学计划动态调整,保持课程体系的动态性、前瞻性。

软件工程专业课程体系必须建立在对软件工程专业人才的知识结构和综合素质的全面研究之上。按照软件工程专业人才培养目标和国内外软件工程人才的需求,培养出的人才的知识结构域应该包括软件开发新技术、现代软件工程、工程领域背景技术3个主要部分[4]。我们还将在课程体系设置、教学方法、教材编写等诸多方面,充分学习、借鉴和吸收发达国家计算机教育教学的先进经验。

注:本文受“以社会需求为导向的软件工程专业课程体系改革的研究”(校级重点教改课题)支持。

参考文献:

[1] 王晴. 印度软件业崛起原因及其对我国产业结构升级的启示[J]. 生产力研究,2007(3):104-106.

[2] 吴爱华. 全国高校软件工程专业教育年会论文集(2007)[M]// 适应时展 推进高等理工科教育改革. 北京:高等教育出版社,2008.

[3] 杨芙清. 全国高校软件工程专业教育年会论文集(2007)[M]// 软件工程教育的思索与实践. 北京:高等教育出版社,2008.

[4] 李彤. 软件工程人才培养的实践与思考[J]. 计算机教育,2004(10):15-17.

Research on Professional Curriculum Reform of Software Engineering

about Social Requirement-oriented

WEN Zhi-cheng1, CAO Chun-li2

(1.College of Computer and Communication, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412008, China;

2.College of Commercial, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412008, China)

Abstract: To solve the distance malpractice between traditional curriculum system settings of computer science and social needs, we have researched on the society-oriented software engineering curriculum setting and proposed a specific and feasible architecture for software engineering professional courses in this paper.

Key words: Software Engineering; curriculum architecture; bachelor education