從社會需求的角度探索軟件工程教育

摘要：如何培養社會需要的軟件人才，是大學教育需要探索的問題之一。本文根據SE2004對軟件工程的畢業生的要求，提出了一些加強學生能力的方法和建議，包括實例教學、分組學習、軟件工程實驗室的建設等多方面的內容。

關鍵詞：軟件工程教育；實例教學；分組學習；實驗室建設

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

1引言

我國絕大部分院校都開設了計算機專業，每年有數以萬計的畢業生。然而，許多計算機專業畢業的學生卻面臨就業時難以找到合適工作的問題。一方面是學校竭盡全力地培養人才，另一方面是IT產業的用人單位痛感IT人才的缺乏。旺盛而迅速變化的市場需求和正規學校教育的IT人才供給之間形成了巨大的缺口，這說明了學校的教育與市場的需求存在著很大的鴻溝。

軟件工程無疑是計算機科學中最重要的學科之一，也是實踐性最強的學科之一。但目前在計算機類本科生以至研究生教育中，仍是最薄弱的環節之一。特別是近幾年，許多院校都開設了軟件工程專業，如何進行課程建設，加強實踐環節，許多文獻都對該問題進行了有益的研討。IEEE每年一次的軟件工程教育和訓練會議發表了大量的文章對此進行研究。Lethbridge提出在教育中改進學生的實踐能力是當前的挑戰和未來的趨勢。

本文探索了在軟件工程教育中如何提高學生的認知能力，改進學生的實踐能力，更好地滿足社會需求的問題。本文的內容適用于軟件工程專業，也涵蓋計算機類其他專業。

2國外對軟件人才培養的標準

按照美國軟件工程2004計算機課程(SE2004)的要求，軟件工程的畢業生需要達到下列標準：

(1) 掌握在進行開發實踐中所必需的軟件工程的知識和技能；

(2) 能夠獨立或在小組中開發高質量的軟件；

(3) 在受到“成本、時間、知識、現有系統和現有組織”的限制環境中，能夠進行適當的權衡；

(4) 能夠運用軟件工程的方法，結合“倫理、社會、法律和經濟”等規范進行一個或多個領域的設計；

(5) 有理解和應用軟件工程中必需的當前理論、模型和技術的能力；

(6) 具有與人溝通的技能，有效的工作習慣和領導及通信能力；

(7) 能學習新模型、新技術和即將出現的技術。

在IEEE推出的軟件工程知識體系(Software Engineering Body of Knowledge，簡稱SWEBOK)2004版中，從軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試、軟件維護、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程項目、軟件工程工具與方法、軟件質量等十個方面描述了一個軟件工程師需要具備的知識。SWEBOK項目的目的是為了建立一組標準和規范，作為軟件工程專業實踐中進行決策、專業認證和制定教育課程計劃的基礎。

IEEE強調了工程教育的基本要素，包括：

1) 系統觀點：熟悉系統設計、構造分析過程。

2) 知識的深度和廣度：知識面要寬，具體領域方向能夠深入。

3) 設計經驗：參與設計活動，具有項目(工程)概念。

4) 工具使用：能夠使用計算機軟、硬件工具，分析和解決實際問題。

5) 職業訓練：了解職業(行業)需要，具有“產品”(如軟件、系統、行業和應用服務等)意識。

6) 交流技巧：能夠以合適的形式(如書面、口頭、可視化等)進行交流和溝通。

3對軟件工程教育的思考與探索

可以看到，國外對軟件工程教育的要求是相當高的，但這也正是社會需要的人才。如何接近和達到這樣的目標，是在軟件工程教育中需要認真探索的。

國內面臨的問題是，軟件教育還是以程序設計為主線，以操作系統、數據庫原理等課程為基礎。對軟件開發過程，軟件管理等課程，雖在教學大綱范圍之內，但學生能夠真正理解的還是很少，教學效果并不是很好。學生進入社會后，很快就發現學校學到的東西與實際應用的差距太大。學生常反映：在學習時，學的東西不知做什么用，到應用時，用的東西不知去哪里找。企業也很難將這些學生立即投入到實際的工作之中。

如何提高教學水平，使畢業生能夠具有更強的實踐能力，以適應和適合社會的需求，對從事教育工作的學校來說是一個迫在眉睫的問題。

學校的教學，不僅是知識的傳授問題，更重要的是對學生能力的培養問題。特別是培養學生分析問題和解決問題的能力。因為知識在發展，會陳舊，而能力可以在不斷的社會實踐中提高。特別是在計算機應用迅速普及的今天，大量大型復雜的軟件在開發和應用，如果過分著重于基礎理論的教育，書本知識的教學，很難體會到軟件的復雜性和實用性。加強學生對大型復雜軟件的認知，培養學生的動手能力，可以使畢業生踏入社會后，迅速進入角色，承擔起工作的重任。

從軟件工程的角度來看，學生應掌握四個方面的知識：

(1) 計算機科學的基本理論：包括數學基礎、計算基礎、工程基礎和形式化概念等。

(2) 軟件工程專業理論：包括軟件工程的基本概念、原理、方法和技術、工具與環境等。

(3) 軟件工程實踐：讓學生進行軟件工程方面的綜合應用實踐，以小組方式進行軟件項目模擬，參與軟件企業的軟件過程改進等。

(4) 軟件技術管理：包括軟件項目管理、軟件風險管理、軟件質量管理、軟件配置管理、軟件過程管理等。

實際上，在我國現有大學的教學安排上，去掉必須安排的基礎版塊(政治、英語、體育等課程)，專業基礎課和專業課的學時數都比較緊張，特別是對于發展迅速、變化較快的計算機類專業。需要認真研究如何在有限的時間內讓學生得到更多的知識。

在課程建設上，應該注意到在計算機課程中，不同的課程中存在著不同程度的重復內容。因此要注意課程的前后銜接關系，盡可能避免在不同的課程中講授相同的內容。各門課程的側重點要明確。知識的傳授要有良好的切入點。復旦大學錢樂秋等研究了軟件工程課程群的設計和定位問題，作了很好的探索。

軟件工程的目標就是高效地開發出高質量的軟件，而這需要通過一個個開發實例體現的。選擇符合教學內容的實例，將其貫穿在整個教學過程中，會起到很好的效果。如果只是讓學生在課程實踐中自己去設計一些小的案例，比較耗時，效果也不是很好。軟件思維的過程是一個“枚舉-歸納-抽象”的過程，通過實例教學，較好地進行分析，讓學生模仿修改，能起到事半功倍的效果。理論結合案例進行分析，可以加速學生對軟件體系結構、軟件過程框架、軟件過程改進等復雜內容的理解，使學生具備運用基本知識的能力。軟件工程中說：只有有意識地運用基本原理，你才會成功。在分析過程中，讓學生體會到在實踐中運用理論的意義。

軟件的大型復雜化，致使軟件大部分都是以團隊方式開發的。同時，在軟件工程教育中也強調學生應該具備溝通能力。因此在教學實踐中，特別是在實驗和課程設計中，將學生劃分成小組，通過研討的方式進行實踐，能夠集思廣益，更加發揮學生的積極主動性。在學習過程中，學生以小組形式配合學習和研討，可以吸取別人的經驗和體會，收益要比個人學習大得多。個體開發過程(PSP)，小組開發過程(TSP)也可讓學生參照學習。

軟件工程是一門實踐性很強的科學，建好軟件工程實驗室對軟件工程的實踐教學有著至關重要的作用。建設軟件工程實驗室最重要的是軟環境的建立。軟環境不僅僅是軟件工具與開發環境，更重要的是有大量的教學案例，在加強認知的同時，給學生直接動手的途徑和工程方法的實踐機會。

軟件工程實驗室的軟環境應包括：

1) 軟件工程工具與環境：包括分析設計工具(如Rational Rose，Visio，PowerDesigner等)，軟件自動化測試工具(如WinRunner)，軟件項目管理工具(如Microsoft Project)，軟件配置管理工具(如Microsoft Visual SourceSafe)等。

2) 軟件開發平臺與環境：包括J2EE開發平臺，.NET開發平臺及其他常用開發平臺。

3) 可利用的構件庫：如J2EE構件庫、.NET構件庫、com構件庫等。

4) 軟件開發案例：包括簡單的MIS系統、財務系統、電子商務系統、數據挖掘軟件、嵌入式實時軟件等。

5) 軟件文檔案例：包括與軟件開發案例相匹配的文檔。

6) 實驗規范。

美國計算機思想家Weinberg說：聽而易忘，見而易記，做而易懂。有了良好的實踐環境，可以讓學生盡早地進入實際的軟件世界，認識和體會軟件工程科學的本質，在實踐過程中強化自己所學的知識。

美國軟件工程教育家Mead認為軟件工程專業應培養三種層次的人才：計算機科學的研究者，開發關鍵軟件系統的軟件工程師，開發非關鍵系統的軟件開發實踐人員。目前我國大學教育已進入普及型教育時代，這三種層次的人才也是越向下需要量越大。但也要考慮高層次人才的培養問題。實際上，就目前學生自身的愿望來說，畢業時也有就業和考研兩種主要的選擇。因此對選修課的設置要考慮多方面的需求。在SE2004中，對高年級學生設置了兩個不同層次的課程包，由學生任選一個。如形式化方法，偏理論的學生是單獨設為一門課，而偏實踐的學生則由其他課程涵蓋形式化方法。軟件工程專業必修課和選修課的設置應該考慮不同方向學生的需要。

在工程實踐中，軟件開發必須注意進度管理、質量管理和成本管理。應該努力向學生傳授這樣的工程管理思想。編寫一個簡單的軟件原型并不困難，但開發一個高質量的實用軟件卻是非常困難的。在教學實踐中，通過軟件

過程分析、軟件的改進、系統測試和維護都可以提高學生的技能和工程觀念。

4小結

本人從事了二十多年的軟件教學工作，和企業合作開

發了數十個軟件項目，還在一些較大的軟件企業兼任過高層技術主管。深感到社會對軟件人才需求的迫切性和許多剛畢業學生對工作的不適應性。目前，本人擔任軟件工程專業的教學工作，一直在探索和嘗試如何使學校教育與社會需求的接軌問題。本文提出了一些改進方法，供大家商榷。

參考文獻

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[3] Lethbridge T C， et al. SE2004: Recommendations for Undergraduate Software Engineering Curricula[J]. IEEE SOFTWARE，2006，(23)6:19-25.

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software engineering education for the social demand

YAN Li

(School of Computer Science and Telecommunications Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu 212013，China)

Abstract: How to cultivate the needs of the community of software professionals， university education is the need to explore one of the issues. According to SE2004 in the software engineering graduates of the request， made a number of ways to strengthen the ability of students and recommendations. This paper includes example teaching， group study， software engineering laboratory building， and many other content.

Key Words: software engineering， example teaching， group study， laboratory building