軟件工程綜合實訓建設與實施

　　摘要：本文分析國內外高等工程教育“工程化”發展趨勢，論述現代軟件工程對人才的迫切要求，提出了構建軟件工程綜合實訓課程。針對該課程，本文詳細討論了課程建設的主要內容，包括工程項目資源庫建設、實訓流程標準化和規范化建設、過程管理和評價方法建設等；經過多年教學運行，實踐證明收到了良好的效果。
　　關鍵詞：軟件工程；課程綜合化；課程建設
　　文章編號：1672-5913(2010)08-0143-03
　　中圖分類號：G642
　　文獻標識碼：B
　　
　　1　背景及意義
　　
　　1．1課程綜合化是中國高等工程教育改革的發展趨勢
　　20世紀末，美國高等工程教育界掀起了“工程回歸”的浪潮。由美國康奈爾、斯坦福、加州伯克利等8所大學聯合發起的高等工程教育改革運動，使高等工程教育的“工程化”改革方向成為國際工程教育改革的共同選擇。“工程化”用一種全新的視角，重新審視工程教育的人才培養模式，用工程實踐活動的本質和特點來對其進行衡量、要求和評價。也就是面對迅速變化的世界，工程教育的主要方向是使建立在分化的學科基礎上的工程教育經過否定之否定，在更高意義上回歸其涵義，在對最新科技成果加以吸收、改造、優化后，形成綜合創新優勢，更加具有工程的系統性和實踐性。
　　與發達國家相比，中國高等工程教育的課程改革目前還存在一些差距。一是，原有的課程體系基本沒有改變，基礎課設置較多而綜合性課程設置較少。二是，課程建設和課程改革一般都在各課程內部進行，所謂建設只是把相關的課程機械地組合在一起，并未真正地建立起課程之間的聯系，更談不上通過整合教學內容形成新的課程，學科壁壘依舊存在。如果不解決好這一問題，我們所采取的任何加強課程建設的措施只能使課程本身更加完美，而與其他課程的相互聯系、相互融合變得更加困難。因此，必須重新架構綜合化的高等工程教育課程體系，達到培養工程師的目標。
　　
　　1，2現代軟件工程的迫切要求
　　美國紐約時報最為著名的專欄作家之一托馬斯·弗里曼的暢銷書《世界是平的》(The World Is Flal)，告知人們在今天這樣一個因信息技術而緊密、方便的互聯世界中，全球市場、勞動力和產品都可以被整個世界共享，一切都有可能以最有效率和最低成本的方式實現，全球化不可阻擋。在這一過程中，軟件人才緊缺成為一個全球性問題。如日本最為緊缺的是軟件人才，美國軟件工程師的平均薪酬相對是最高的，韓國每年軟件人才缺口在20萬人以上，中國每年軟件人才缺口在50萬人以上。而在軟件業界存在軟件人才“怪圈”，一方面企業求賢若渴，另一方面中國高校培養的人才又不能滿足企業的需求，相當一部分畢業生在軟件開發的綜合能力、應用能力方面與快速發展的軟件產業不相適應，亦即不能滿足現代軟件工程的迫切要求。為此必須改革人才培養模式，包括教育理念、培養目標和課程體系，這就需要設置綜合性的課程，正是在這一背景下，我們構建了軟件工程綜合實訓課程。
　　
　　
　　2　課程構建
　　
　　在課程的構建上，我們從需求出發，而這些需求來源于用人單位、學生、科學和技術發展的需要等。因此，需要考慮的因素有實施課程的時代背景，如所面臨的政治、經濟、科技、文化等因素，以及他們可能的發展趨勢；學院的培養目標、培養定位、特色和優勢等；學生的現狀以及他們未來的職業發展方向，以及社會對這些職業方向的要求等。即需求和培養目標是我們構建這一綜合實踐性課程的基礎。
　　有了需求與培養目標就可以著手構建課程內容以實現培養目標。從目標到課程內容，是一個重要而復雜的過程，需要產業領域的專家、工程師和教育專家、教學管理人員等共同商討和研究決定。我們把這一過程分為三個基本步驟，第一，討論為了實現培養目標，需要培養學生哪些技能、使他們獲得哪些經驗。第二，明確課程內容怎樣貫穿軟件工程基準、標準。第三，明確在專業能力培養過程中，怎樣培養和評價軟件工程師的非專業技能。
　　
　　3　課程建設主要內容
　　
　　軟件工程綜合實訓是非常重要的綜合性的課程。對教師的要求非常高，特別是對教師的綜合素質和工程能力要求較高。在建設過程中，我們邀請成都的軟件研發企業和我們一起邊實施邊建設。目前，已建設成熟，主要建設的內容包括工程項目資源庫建設、實訓流程標準化和規范化建設、過程管理和評價方法建設等。
　　
　　3．1工程項目資源庫建設
　　在實習實踐中，傳統的做法是高校教師用一些理想化的假象項目讓學生進行實驗。在培養過程中，學生無法體驗到企業真實的項目需求，培養的人才離企業要求有一定的距離。我們意識到這一問題后，提出了首先建設實際項目資源庫。目前，我們已建設了10多個完整的西南資源，涉及的行業領域包括企業應用(工資管理、ERP等)、電信、電子商務、電子政務、軟件外包、金融等。項目來源有兩方面，一方面來源于與我們合作的企業，另一方面通過購買獲得完整的項目資源，每個項目包括各種文檔、代碼、基準、規范、測試用例、PCL表、B票等。這些項目資源為該課程的建設和實施奠定了堅實的基礎。
　　
　　3．2實訓流程標準化和規范化建設
　　通過實踐，我們總結出實訓的標準化流程包括下達實訓任務，制定實施方案，審核實施方案，制定實習計劃等環節。以2008年對軟件工程05級(Java)學生實訓為例：
　　(1)首先由院系向教師下達實訓任務(若有公司介入，則以協議的方式)，包括任務目標、實現功能、實現清單。
　　①任務目標。學生在項目中需完成如下工作：開發解決各種問題所需要的邏輯；描述系統各組件之間的關系；用戶界面設計和開發；編寫代碼實現邏輯；準備測試案例：進行單元測試和組合測試；準備測試報告；準備錯誤報告。
　　②實現功能。項目完成時需交付的內容：符合規范說明書的經過測試和具有相應功能的代碼；包括項目目標、，項目進度表、源代碼、類圖、錯誤報告、測試案例報告、屏幕格式在內的完整文檔。
　　③實現清單。功能說明書、代碼規范。
　　(2)老師或公司接受任務后制定相應的實施方案，其內容包括實施方法、實習內容和實習要求。
　　①實施方法。實習時間：48學時；團隊組織：以班為單位每個小組3～5人；指導情況：每個班由1名技術人員和1名教師負責實習指導、管理；授課內容：實習項目講解、實習要點、成果物要求。
　　②實習內容。需求分析；概要設計；詳細設計(數據庫采用SQL)；程序編碼(編程語言JAVA)；單元測試；組合測試；項目驗收、總結、評價。
　　③實習要求。按實習項目要求配置開發環境；每個開發小組按開發計劃提交相應開發階段的開發內容的成果物；由實習指導小組對實習項目組的每個小組的開發過程控制、成果物質量、小組合作狀況等給以評價。
　　(3)由院系一級審核實施方案，并提交實施。
　　(4)老師或公司按照實施方案再制定詳細的實習計劃。
　　
　　3．3過程管理和評價方法建設
　　傳統的軟件開發，對軟件質量管理重視不夠，導致不成功或失敗的軟件項目很多。當代軟件工程認為，軟件質量貫穿于軟件開發的全過程，要重視軟件開發的質量，必須加強過程管理，從而誕生了CMM／CMMI的軟件質量管理體系。我們認為，這種質量管理體系不僅適合于管理軟件開發，也適合于軟件工程專業教育，特別是軟件工程專業的綜合實訓教育。整個實訓過程可以看成是一個軟件開發的生產過程的全面仿真，在實施過程中，在各流程中通過各種控制措施對學生進行監控，在每一個實訓環節上控制住“偏差”，變單純的“事后把關”(傳統考試)為“事前預防”、“事中控制”(過程管理)和“事后把關”(多元化評價)相結合，從而保證軟件人才培養質量。
　　教學評價是對受教育的多種要素進行價值評估，而考試是教學評價的工具和手段，是測量應試者知識與能力、素質與潛力的量尺。考試為教學評價提供了量化資料，卻不能替代教學評價。一個好的教學評價方式要有利于激發學生的學習積極性，又要有效促進學生能力的培養。根據軟件工程的特點，在軟件工程綜合實訓中，我們參考企業對員工績效的管理方法，建設了一套評價方法。
　　首先，實習的學生以班為單位，組成一個團隊，每個團隊完成一個項目，每個項目有一名項目總負責人，項目按模塊劃分成若干個小組，每組由一名小組長和多個學生組成，每位學生根據組內分工負責具體的子模塊。學生在規定的時間內完成規定的任務，在每個工程階段結束時，小組以電子文檔方式提交成果，學生自查或者教師督查成果并給出成績。
　　第二，學生的成績由幾部分組成，一部分是學生出勤的情況，一部分是對學習表現的評分，一部分是各個工程階段的業務實訓成績，一部分是模塊完成后的總評分。
　　學生的出勤由小組內學生相互監督，最后由組長形成出勤表，每周統計一次，每缺一次扣5分，當缺勤次數超過5次，該門課程不再評定成績，也不能獲得學分。
　　學生學習表現的評分，總分是20分。關注的是學生在學習過程中的表現，包括使命感、責任感、自信心、進取心、意志、毅力、氣質、團結協作精神、自我管理能力、交流能力、解決問題能力、設計創新能力等。
　　各工程階段業務實訓的成績占40％，各個工程階段制定了嚴格的評分標準，各階段的成績由小組長根據評分標準進行評定。
　　模塊完成后對各個小組完成的模塊要進行成績評定。占總評成績的40％，首先，學生由學生提交實訓任務報告書，然后由指導教師或企業技術工程師進行評定，根據軟件工程要求，主要從質量、時間控制、標準和流程、使用編程架構及優化使用編程架構及優化四個方面，對學生實訓效果進行定量的評分。
　　這樣從多方位、多視角來實施教學評價活動，評價既關注結果，更關注過程，也關注學生的自我認識和自我發展，評價學習不再僅僅依靠考試成績，還包括對學習的態度、行為等方面的考查。一句話，就是以多維視角的評價內容和結果，綜合衡量學習的發展狀況。
　　
　　4　實施情況
　　
　　從2005年至2009年，已執行了五年，對33個班的學生采用集中授課方式進行了實訓，如表1所示。
　　以2005年與四川四凱計算機軟件有限公司合作實訓為例，2005年10月實訓完畢后，學生們在隨后參加的招聘會面試中，因為有實訓的經歷而增加了優勢；也因為盡早體驗了團隊工作的嚴密與合作的重要性，使得他們在日后的工作中能夠很快地適應，甚至脫穎而出。
　　在2005年以前，畢業論文的完成是學生們感到棘手的事，但通過軟件工程實訓的培養鍛煉后，學生的論文質量明顯地得到提高。
　　總的來看，學生愿意參加該課程的學習，通過學習能體驗到成功的喜悅，體驗到軟件工程的全過程，增強了信