論軟件工程化教育對軟件人才培養模式的影響

文章編號：1672-5913(2008)20-0017-03

摘 要：我國在軟件人才的培養方面存在著很多問題，本文在分析國內外教育機構對軟件人才培養模式的基礎上，指出我國原有軟件人才培養模式中的不足，提出工程化教育模式在培養軟件人才的重要性和必要性。

關鍵詞：工程；工程教育；軟件危機；軟件人才；軟件產業

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

在過去的十多年里，中國的軟件產業出現了“軟件危機”，其表現特征為企業小，產量低，質量差，但是中國對軟件產品和服務的需求(不論是內需，還是外包)是巨大的。這種情況對計算機教育工作者而言必須引起充分的重視，應該為沒有培養出合格的學生承擔責任，這也是軟件企業經營者因為找不到合格的人才，心中揮之不去的一塊心病。

針對軟件工程教育過程中如何培養學生，特別是如何采用工程化的思想去培養學生，值得教育界重視。在工程化教育過程中，要教育學生在接受一項任務(不論是軟件開發還是咨詢服務)后，要學會善始善終，通過組織協調，團隊合作，在可控的情況下加以完成。要做到這一點，首先要根據軟件產業的特點，除了常規的課堂教學以外，附以工程化教育理念；其次在嚴格的工程化管理下，安排大比例的軟件開發(或服務)實踐項目，以加深對工程化思想的理解；最后軟件工程專業必須與軟件企業相結合，融入實際的、商業的和新技術的社會含量。如今很難客觀地對已培養出來的學生與正在培養的學生做出一個客觀、明確的判斷，但是可以很明顯發現，過去我們對于學科工程化教育的重視程度明顯要低于對學科研究的重視程度！

1 我國軟件產業與人才培養的現狀

我們從數量、質量和結構三個方面簡單地分析一下軟件人才現狀。數量上我國軟件人才在世界上數一數二的，但是質量不高，大多數處在中層。高、低端人才缺乏，人才結構不合理，導致沒有很好的、具有自主產權的軟件產品。關鍵是它的培養方式成為產業快速發展的主要瓶頸所在。作者主要從以下幾方面進行分析。

1.1 計算機學科引進中的先天不足

我國雖然不是計算機理論和技術發明和誕生地，但是在上世紀五、六十年代，國內少數幾所高校已經擁有計算機專業，開始從事計算機理論與技術的研究。到了上世紀七十年代，當計算機技術尚處于發展階段之時，部分高校和科研院所就開始籌劃成立計算機學科，著手培養計算機專業學生。據國防科技大學原副校長齊治昌教授回憶，計算機科學作為專業學科是從西方先進國家引進的，當時由于國內資金額度、進口限制、場地條件和思想觀念等方面的因素，引進的主要是課程(包括公共基礎課、專業基礎課、專業課和專業選修課等)部分，而十分重要的上機實踐課程部分很少或沒有引進。在教學過程中，更多的是以計算機基礎理論教育為主，上機操作時間、內容非常少。學生畢業后進入企業以后，還需要很長一段熟悉、適應期，這成為中國軟件人才培養上的一個軟肋，是引進過程中存在的不足。

1.2 計算機師資上的先天不足

作為當時一個新興學科，我國計算機專業最早期的師資主要從大學基礎部的數學、物理、電工等系轉型過來，基本上沒有系統學過計算機知識。教學內容、方式僅局限于原有的知識，相互之間沒有很好地串聯起來。改革開放前，學校與外界交流很少，這種狀態保持了許多年，而不像印度有很多機會去國外交流。

直到八十年代，這種狀況開始逐漸有了改觀，有學生、教師出國去留學訪問，但是原來的教育模式很難一下子得到改變。由于沒有系統的計算機基礎知識以及實驗設備跟不上等經濟上的原因，所以教學計劃的制定、執行和監督更多的是考慮學校方面的因素，而對學生全面培養方面則考慮甚少，這是師資上先天造成的不足。

1.3 學校培養上的先天不足

軟件產業與其他傳統產業一樣，需要各種類型、不同層次的人才。本科生、碩士生和博士生可以勝任中、高層次的工作崗位；專科生、中專生以及技校生可以放在中、低層次的崗位上。同樣，不同類型的學校亦應根據自身的實際情況培養不同特色的軟件人才為軟件產業服務。國內有種很不好的風氣，中專爭取帶帽，大專要求升本，本科院校都爭搞兩個中心，爭高一級學位授予權、爭辦研究生院。好像牌子越大、層次越高，學校就辦得越好，就能培養出所謂更好、更高的人才來，產業就搞上去了。軟件專業也有這樣的情況發生，其實這顯然是一種觀念上的誤區，結果造成了中國軟件人才結構嚴重失調。

還有另一個偏差是來源于家長，認為只有進入大學才是人才，進入較低層次的學校就不是人才了，所以導致衍生出許多怪現象。發生這種偏差，是各級政府、各類企業和各類學校缺乏一種各安其位，各盡其職并就自身發展條件形成相應特色的政策。這是學校人才培養上的不足，值得有識之士認真推敲，盡早形成軟件人才金字塔結構。

2 軟件人才工程化培養模式研究

2.1 軟件工程教育環境下存在的問題

我國軟件人才培養的主要問題是學校教育與實際項目之間存在很大的差距。學生在學校里學習了許多理論知識和技術，但很難融會貫通，所以在我國軟件行業中盛行“個人英雄”式“單打獨斗”的開發方式。有人常常認為，一兩個精英寫出一個軟件是件光榮的事情，但在國際企業家眼里這是很危險的事情，因為軟件企業也需要流水線式的生產方式，這一點已經在印度軟件的成功中得到驗證。而且我們開發的軟件產品往往文檔不齊，開發方法和格式千差萬別。

2.2 學科建設中的結構分析

在經歷了計算機科學理論教育、計算機應用技術教育之后，2008年1月，教育部又頒發了認證計算機工程教育的文件，要認證一批工程教育的學科。這說明上級主管部門已經意識到所存在的問題。軟件工程教育與科學教育和應用技術教育有不同的側重面，但三者之間又不是相互矛盾的，要處理好研究、技術與工程的關系，就必須做到三者兼顧。

科學教育方式主要以計算機理論(包括軟件、硬件)為主，對數理基礎要求很高，扎實的專業基礎功底，培養學生今后從事計算機基礎理論研究。歐美很多學校的計算機學科從事基礎理論研究，比如普林斯頓大學姚期智教授，由于在計算理論(包括偽隨機數的生成算法、加密算法和通訊復雜性)方面的貢獻榮獲世界電腦科技最高的“圖靈”獎，回國后親自抓本科生基礎理論教育。

計算機應用技術教育方式主要是從系統的高度為客戶提供適應需求的應用，全面掌握不同計算機生產廠商提供的產品和技術，提出具體技術解決方案和實施方案。比如復旦大學翁巨楊教授，來自美國密歇根州立大學計算機科學與工程系，與復旦計算機系共同研制成功具有心智發育的仿人形機器人，具備應用系統軟件的開發能力。

科學教育、技術應用教育固然重要，但是缺少工程教育的計算機學科是一個不完整的學科，而且對于正在轉型的中國，更需要培養工程型的軟件人才。

2.3 把工程教育思想貫穿到軟件工程教學中去

根據教育部頒布的工程教育培養計劃，軟件工程專業(或領域)不應是單純意義上的，應該是建立在計算科學學科的平臺上的，以計算機科學為基礎，軟件工程為核心，兼顧信息技術和信息系統等課程的學科。培養計劃本身就體現了工程化的教育思想。下面從教學內容、教學方法、專業學習和能力培養等幾個方面分析工程教育環境下軟件工程教學改革的思路。

(1) 教學內容

針對工程教育的特點，借助改革開放的大好形勢，汲取過去閉關自守的教訓，可以積極引進國外先進教材體系。除了系統地學習計算機專業核心知識，具有較為扎實的基礎理論知識以外，要求學生用工程化的思想把所學課程串聯起來，形成一個整體融會貫通，以體會工程化在教學中的體現。比如復旦大學軟件學院在辦學開始就積極采用來自卡內基·梅隆大學的原版教材。

教學內容方面還應該包括人文科學的內容，以營造學生的基本素養、社會責任感和工程職業道德的教育；還需要提供一定的經濟、管理、法律、法規的課程，以及拓展訓練和溝通技巧等方面內容，以正確認識工程對于客觀世界和現實社會的影響。比如印度Infosys，所有的新員工進公司都要進行近四個月的專業培訓，內容涵蓋軟件工程課程和部分質量、人文方面的課程，基本上是英語授課。

(2) 教學方法

軟件工程教育是介于科學研究教育與應用技術教育之間的一種教育模式，它的基礎是計算機科學。如何使科學成果、應用項目等通過開發團隊加以實施，保質、保量、按時、在合理的預算內完成既定的目標，是教育工作者艱巨而光榮的任務，他們應該是由既懂教學、科研又懂生產開發的多種人群組成。

美國的大學一直鼓勵教師幫助學生成為積極的課堂參與者，并把創新的想法投入實踐。作者在許多學術論文中發現，經常會有一部分基礎扎實、思維活躍的學生，課堂上傳授的知識已經不能滿足他們的求知欲。教師應組織他們利用業余時間到企業去，結合實際項目參與項目管理，鍛煉實際管理項目的能力，使一部分人能夠盡早進入工程管理領域。隨著課程的深入，工程管理水平的不斷提高，在大學期間就開始形成一個良性循環，養成了一種軟件工程化的思想。對一些理論知識或基本概念會從不同角色由淺入深地講解，讓同學們吃透其中的奧秘。再通過案例教學法介紹一些典型案例，然后布置一些大作業，完成它并不難，但如果要得高分，就需要對大作業進行工程化管理，需要花費許多時間查閱大量資料、親自動手實踐，才能取得好成績。國內許多學生沒有這樣的意識，只是為了完成任務，很少進一步思考拿出高質量的作業。像前面提到的Infosys公司，在培訓結束之前，會以小組為單位開發一個真實的“銀行交易系統”或“企業管理系統”，讓學生有一種身臨其境的感覺。

(3) 專業學習

一般來說，理工學科的學生習慣于邏輯思維，文科學生習慣于形象思維，而工程類學科要求學生兩種思維兼備。以軟件工程專業為例，要求學生在學習專業知識的同時，學習相關的專業知識和人文文化，促進工程化思想的逐步形成，在未來職業生涯中對軟件工程管理有一個全新的思維方式，這在科學教育與應用技術教育中是前所未有的。每個軟件項目都是一個創造、創新的過程，還涉及到許多與人的溝通、協調，對人的關愛等與工程有關的過程，所以工程教育的專業學習范疇所涉及的領域更加寬泛。

從理論上來講，軟件工程專業分為向計算機科學理論方向發展，培養研究型人才；也可以向計算機應用技術方向發展，培養應用型人才；而工程教育培養方向的人才則是連接這兩頭的紐帶，采用良好的技術將研究成果真正地產品化或服務化。在以往的計算機教育過程中，人們更多地注重了學術研究或技術應用，而忽視了工程管理的實踐，導致了軟件項目開發過程中不能按照工程管理的方法實現，只是依靠個人單打獨斗，軟件產品的生命周期不長，這也是學科教育設置存在的問題。比如北京大學軟件與微電子學院邀請部分全球著名企業技術人員擔任學院的系主任，一方面可以整理出許多實際的案例，另一方面這些具有豐富經驗的人現身說法，在學生中收到良好的效果。

(4) 能力培養

哲、文和自然科學為主的學術性知識和以各類工科、法律、醫學為主的應用性知識都是大學教育體系的組成部分。有的學者提出在工程教育中應該以講授學術性知識為主，盡量少開設應用為主的課程。這種觀點有利于幫助學生重視基礎知識，為將來深造奠定基礎，但我國高校大多數畢業生都要走上工作崗位，目前終身教育體制還非常不成熟，畢業后的學生很難有時間接受進一步的相關教育，在校期間應該給他們建立工程化的思想體系。在工程教育中，應用性知識與工程化的知識并不矛盾，可以統一歸結為對能力的培養。

無論是將來參加工作還是深造讀研的同學，一些工程化的能力，如口頭表達能力、溝通能力、快速學習能力、綜合應用能力等都是必不可少的，這些能力的重要性不會因知識類型的不同而降低。我國大學的教育課程大多數還是采用傳統的知識傳授方式進行教學，這種死板的教學方式有悖于工程教育培養學生全面素質的宗旨。在課程中，教師應該更多地組織小組討論，充分調動學生的積極性，激發學生的思維，培養學生的表達能力和思辨能力。除了實踐能力，團隊協作意識、學術道德意識等情商都是未來人才所必備的能力。良好的合作意識是21世紀成功的關鍵，教師可以要求學生在規定的時間內通過小組完成任務，鼓勵學生通過合作共同完成某個作業(或項目)，培養學生的合作意識以及團隊精神。復旦大學軟件學院在能力培養方面參照卡內基·梅隆大學，結合課程需要安排一定的Project和Lab，使學生通過動手進一步加深對理論知識的認識。

3 結論

綜上所述，工程教育學科在課程內容、教學方法、專業學習和能力培養等方面都要注意處理好與研究型學科、應用技術型學科之間的關系。中國不缺精通高新技術的人才，尤其不缺軟件人才。緊缺的是既懂軟件又懂管理的領導者、策劃者；太多的軟件人才由于缺乏軟件開發的整體思想，缺乏認識市場需求，使機會一次又一次從身邊逝去。這種現象再也不能繼續下去了。

參考文獻

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