軟件工程專業教學體系的探討與研究

薛 濤，刁明光，姚國清

中國地質大學（北京）信息工程學院，北京 100083

2011年9月，國務院學位委員會發布通知，軟件工程成為一級學科，與計算機科學并列。作為一門新興學科，軟件工程自20世紀60年代誕生以來經歷了四十余年的發展，積累了眾多的軟件設計、開發和管理的方法和技術，在實現軟件工程化中曾經發揮了重要作用，一定程度上緩解了軟件危機。我國軟件工程專業定位在面向軟件產業培養高素質的工程型軟件實用人才。圍繞這一定位，軟件工程教育應該圍繞大型軟件開發過程中的工程方法、關鍵技術和相關工具展開，在專業教學過程中力圖使學生具備科學世界觀，掌握科學方法，具有扎實的軟件基礎，受到良好的軟件工程訓練，熟悉軟件應用和工具，參與實際項目，培養較好的職業素質[1]。

一、教學體系的構建

中國地質大學（北京）于2005年開始招收軟件工程專業的本科生。根據軟件工程專業的定位和培養目標的要求，經過近十年的探索和研究，我們總結了一些軟件工程專業教學實踐方法，形成了一套行之有效的教學體系（圖1），用于指導教學工作。該教學體系主要由課程教學和實踐教學兩部分組成。課程教學主要由通識基礎課、專業基礎課、專業主干課和公共選修課組成。實踐教學由課程實踐和工程實習兩部分組成，其中課程實踐主要包括數據庫系統原理及應用課程實踐、面向對象程序設計課程實踐和面向對象分析設計課程實踐等，工程實習包括軟件工程認識實習、軟件工程實習（1）、軟件工程實習（2）和畢業設計（軟件工程）等。課程教學和課程實踐緊密關聯，通過課程實踐讓學生初步了解和掌握實踐過程中的提出問題、分析問題和解決問題的方法。然后進一步通過工程實習加強這種鍛煉。課程教學和實踐教學相互補充、相互促進，共同實踐專業培養方案制訂的內容和目標。經過實踐檢驗，該教學體系取得了良好的教學效果，2010年軟件工程教研室被評為校“就業工作先進教研室”。

圖1 軟件工程專業教學體系

二、專業培養方案的目標要合理、定位要準確

專業培養方案是專業教學工作的核心，合理的目標和清晰的定位，有利于在實踐中發展自己的特色，開拓出一片天地。我校軟件工程專業培養方案①中國地質大學（北京）本科培養方案，2012。堅持“特色+精品”的辦學理念，以建設地球科學領域里以計算機軟件技術為平臺的多學科交叉點為宗旨。旨在培養具有良好的綜合素質、良好的職業道德、寬廣的地球科學理論專業背景、扎實的軟件理論和軟件工程專業基礎知識，并且具有良好的軟件設計與實現能力、項目管理能力、交流與組織協調能力、較強參與國際競爭能力和創新意識以及良好的團隊精神的專業型人才。這個目標和定位，有利于我們找準突破口，走出具有的特色的發展之路。

三、夯實教學內容

計算機軟件技術與地球科學的交叉應該是先進的計算機技術與地球科學領域相關研究的結合。這要求重視專業培養方案中設置的每一門課程的教學內容及課程之間的關系，教學內容是實現培養目標的基礎，課程之間要相互促進，共同發展。軟件工程專業課程內容的時效性較強，更新很快，所以課程的教學內容要不斷更新，不要浮于表面，基礎內容要扎實且熟練應用。“萬丈高樓平地起”、“基礎不牢，地動山搖”，舉個實例：我們曾經編寫過一個地球化學方面的應用軟件，在需求分析調研過程中，我們查閱和使用了很多國內、外相關軟件和工具包，發現這些軟件和工具包在計算方式上需要用戶過多地干預，沒有實現自動計算的功能。針對這個問題，項目組的同學巧妙地運用后綴表達式進行了改進，實現了數據處理的自動化，大大提高了軟件使用的便捷性。細微之處見功夫，這主要得益于教師在“數據結構”課程的教學過程中重視學生對基礎知識的掌握程度。

目前也有一些爭論，部分學者認為：我校是一所專業性很強的院校，目前軟件工程專業不是我校的優勢專業，所以在教學目標和教學內容方面應該定位于應用層面，理論上不用介紹得太深入。但是，我們也看到，目前地質學領域內常用的工具軟件還是以國外研發的為主，比如，地球物理方面常用的軟件中進口軟件占據著主導地位[2]，遙感地質方面的ENVI，ERDAS等多是由國外公司或研究機構開發。國內同類型的軟件大多從山寨起步，需求分析、體系結構、模型算法、處理精度等方面還有待提高。如果想有所突破，光是應用還是不夠的，應該夯實基礎，知己知彼，找準突破口，否則國產地學軟件何日能在激烈的競爭中占有一席之地。

四、改進教學方法

在教學過程中要重視學生思考和動手能力的培養。國內長期采用灌輸式的教學方式，造成了學生習慣了被動接受相關知識，不習慣于主動思考，批判精神缺失，這根本上不利于學習興趣和創新意識的培養。針對這個問題，我們在教學過程中針對性的采用了基于榜樣的教學方法（Model Centered Learning Architecture，MCLA）， 對 于一個教學目標，首先由教師（榜樣）根據教學內容演示實際問題的分析和解決方法，然后讓學生自己試著解決類似問題，最后教師引領學生總結分析，發揮教師榜樣的作用，充分調動學生學習的積極性。這是個潛移默化的過程，教學過程中的各種問題需要我們認真的分析總結，找出應對之策，不斷地更新優化，從而順利地實現教學目標。

五、加強課程實踐

課程實踐與專業課程配套設計，目的是針對課程教學過程中的重點和難點，進一步讓學生通過實踐深入地理解和掌握相關知識點，同時讓學生初步了解和掌握實踐過程中的提出問題、分析問題和解決問題的方法。教師首先要把握好教學目標，對課程中的重點內容或研究前沿中相關熱點進行針對性的介紹，激發學生學習和實踐的興趣，通過課程實踐培養和鍛煉學生的創新思維、溝通合作能力和解決問題等能力。例如：在學習“數據庫系統原理與應用課程實踐”課程中，學生從學習和生活實踐中尋找問題，提出了許多有意義的題目，如《基于Open XML的批量Office文檔處理工具》和《基于Web的極射赤平投影節理統計功能系統的研究與開發》等，并進一步申請了北京市級或校級大學生創新實踐項目，取得了很好的成績，多次獲得“創新杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎。這種形式的課程實踐對學生進行了研究工作的啟蒙，為以后的工作和學習打下了很好的基礎。

六、完善實踐教學

實踐環節主要由認識實習、工程實習和生產實習（畢業設計）組成，應根據各自不同的情況進行深入的分析和總結，形成一套有效的管理手段和方法，用以指導相關實踐活動。目前，ACM國際大學生程序設計競賽、數學建模、大學生創新實踐項目和大學生創新實驗平臺等，為本科生提供了很多實踐的機會。教師要注意從項目的申請、立項、進展和結題等環節進行質量控制，不要流于形式，要求學生對提出問題、分析問題和解決問題的整個過程有深入的認識和實踐，進一步培養學生解決問題的能力、良好的溝通和團隊協作能力。為了彌補教學內容時效性差的劣勢，可以適當引進社會師資力量，更新實踐內容。一方面可以增加教學內容的時效性，提高學生的學習興趣，另一方面也可以為教師提供學習和交流的機會。自2005年開始，我們先后與印度國家信息學院北方中心和達內科技等國內外著名IT培訓機構進行合作，引進部分實踐課程，取得了良好的效果[3]。目前，實踐教學還依托1個團中央級，3個團市委級的“青年就業創業見習基地”進一步深入展開，采用“走出去，請進來”的方法，定期地組織低年級的學生參觀實習，邀請業內專家講授相關熱點和前沿知識，鼓勵高年級學生去知名的企業或研究機構進行生產實習等，讓學生能盡快適應未來的工作和科研環境。

七、結束語

在整個教學過程中，身處一線的教學單位擔負了協調、組織和管理的重要職責，可以通過定期組織內部研討會和沙龍等形式多樣的教學研討會，互相交流，相互學習，提高教學質量，保證培養方案的目標順利實現。我們也深刻感受高等院校迫切需要建立鼓勵教學實踐的機制，營造鉆研教學的學風，避免一些急功近利的做法。要改進和完善對教師的考核與評價指標體系，在教師提職稱、評博導等方面要把搞好教學作為首要的硬指標加以考慮，提高教師搞好教學的積極性[4]。

[1]駱斌，張大良，邵棟.軟件工程專業的課程體系設計[J].中國大學教學，2005，(1)：32-33.

[2]趙改善.地球物理軟件技術發展趨勢與戰略研究[J].勘探地球物理進展，2010，(2)：77-86.

[3]張玉清，王群.行業型高校內軟件工程專業建設模式的探索[J].計算機工程與科學，2011，(S1)：175-177.

[4]趙鵬大.弘揚大學精神 提高大學水平 彰顯大學特色 不辱大學使命[J].中國地質教育，2012，(4)：4-6.