軟件與軟件的教育

張堯?qū)W

摘 要：軟件是計算機學(xué)科的核心，具有科學(xué)性、藝術(shù)性、工程性、交叉性、靈動性五大根本屬性。在分析當(dāng)前軟件工程教育面臨的問題基礎(chǔ)上，結(jié)合國家示范性軟件學(xué)院建設(shè)的成功經(jīng)驗，對建設(shè)一流軟件專業(yè)、培養(yǎng)一流軟件人才提出建議。

關(guān)鍵詞：軟件;軟件教育;示范性軟件學(xué)院;新工科

一、軟件：計算機的大腦與靈魂

新時代，新計算。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、5G、芯片、網(wǎng)絡(luò)安全、區(qū)塊鏈等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，計算機學(xué)科迎來了新的歷史發(fā)展機遇期。在這一時期我們更應(yīng)該深刻認(rèn)識“新”在哪里，計算機的初心是什么。就像這幾年大家討論較多的芯片問題，的確是一項非常具有難度的工作。但是芯片最難的無非三樣?xùn)|西：一是材料，二是工藝，三是設(shè)計。如果說有了新的材料，有了好的工藝，但是沒有好的設(shè)計，還是做不出芯片。設(shè)計的核心還是軟件。我認(rèn)為，新計算之“新”的核心是軟件。如果我們的軟件沒有學(xué)好，沒有教育好，我們很難出新的思想、新的大師。

我國計算機信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常快，2018年軟件產(chǎn)業(yè)GDP已經(jīng)達(dá)到6.3萬億元，大概占整個GDP的7%，在國民經(jīng)濟中占據(jù)了舉足輕重的地位。同時，我國計算機相關(guān)論文數(shù)量在國際不同機構(gòu)的評估中都有很高的排位，位居國際前列。比如ESI，突破千分之一的學(xué)校中國有10所，這個成績是很了不起的。但是反過來看，在有這么多量的情況下，質(zhì)的東西在哪里？在世界計算機界，說是中國創(chuàng)造的可能很少或者沒有。其中一個原因，可能在于對軟件理解得不夠。

軟件具有5個根本屬性。一是科學(xué)性。軟件是一門科學(xué)，要基于科學(xué)依據(jù)，符合客觀標(biāo)準(zhǔn)。二是藝術(shù)性。完成同一件事情，不同的人寫的代碼是不一樣的，有很多藝術(shù)性的成分在里面。這一點在我們的教學(xué)中并沒有得到充分的體現(xiàn)。三是工程性。我們現(xiàn)在講軟件工程，可能對它的工程性強調(diào)得比較多，就是研究怎樣才能夠大規(guī)模生產(chǎn)，然后不同的人可以去維護(hù)，去發(fā)現(xiàn)漏洞提高安全性等問題，工程性與藝術(shù)性存在區(qū)別與差異，但并不矛盾。四是交叉性。軟件用于各行各業(yè)，學(xué)科交叉很普遍。現(xiàn)在計算機已經(jīng)成為人類社會必不可少的一種工具，但是其最核心的還是軟件，軟件無論在哪個領(lǐng)域、哪個行業(yè)都有深度參與，計算機軟件在各個行業(yè)中都發(fā)揮著重要作用。五是靈動性。有時候真的很奇怪，很多優(yōu)秀的軟件給使用者的感覺好像是“活”的，是有“思想”的，這種“思想”當(dāng)然是我們的編程人員賦予的。所以，優(yōu)秀的編程人員一定會對自己的成果非常

珍視。

新時代呼喚新軟件。我們需要充分認(rèn)識軟件的核心作用，理解軟件的根本屬性，真正支撐起計算機學(xué)科的飛速發(fā)展。

二、軟件工程的教育

1.當(dāng)前軟件工程教育面臨的問題

現(xiàn)在教育部正在大力推進(jìn)新工科建設(shè)，這是很有意義的一項工作。具體到軟件工程本身，同樣需要尋找自身存在的問題，努力適應(yīng)時代發(fā)展要求。

當(dāng)前軟件工程教育存在的最大問題是學(xué)生的價值觀問題——精致的利己主義。這不只是教育系統(tǒng)本身造成的問題，應(yīng)該說是整個社會都存在的普遍問題，但是可能在軟件乃至計算機行業(yè)里面表現(xiàn)得更為突出。在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，印度的大街小巷印滿了“要發(fā)財學(xué)軟件”的廣告，平時工作跳槽最多的也是軟件行業(yè)的，只要另外一個公司開的價高，馬上就走了。企業(yè)不得不用各種辦法來防止軟件行業(yè)的畢業(yè)生跳槽。很多人并沒有一個比較長期的為企業(yè)發(fā)展服務(wù)、和大家共同前進(jìn)的理念與想法，往往只顧眼前利益，忽視長期利益。如何為學(xué)生樹立正確的價值觀，應(yīng)當(dāng)成為軟件教育的首要任務(wù)。

另外，我們的大學(xué)教育和市場需求是脫節(jié)的。我可以舉一個例子，現(xiàn)在網(wǎng)上有一些從業(yè)者開設(shè)的編程類課程受到了熱烈追捧，有的課程甚至有數(shù)萬人愿意付費學(xué)習(xí)。由于我們的課程教學(xué)不到位，“水課”太多，我們的畢業(yè)生到公司以后，還需要重新選修這種編程課。當(dāng)然現(xiàn)在高校教師也在陸續(xù)開出這樣的網(wǎng)絡(luò)課程，但還是有一定差距。為什么我們培養(yǎng)出來的學(xué)生還要通過二次學(xué)習(xí)，去學(xué)編程的工具、方法，經(jīng)過培訓(xùn)以后才能在公司里站得住腳？就是因為我們的書本知識與實際應(yīng)用相脫節(jié)，課程體系設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)制訂和實際需求相脫節(jié)，并且老師的教學(xué)能力和水平本身也有一定的問題，不能滿足社會需要。學(xué)校和軟件企業(yè)合作較少，管理方法和手段不符合軟件人才培養(yǎng)需要。特別是由于我們在軟件領(lǐng)域的自主創(chuàng)新遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這有可能導(dǎo)致我們的軟件工程教育成為“中國身體、美國思想”，培養(yǎng)的人才缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2.對國家示范性軟件學(xué)院建設(shè)的重溫

2001年12月，教育部、國家計委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于批準(zhǔn)有關(guān)高等學(xué)校試辦示范性軟件學(xué)院的通知》（教高〔2001〕6號），正式開始建設(shè)國家示范性軟件學(xué)院。當(dāng)時設(shè)立37所示范性軟件學(xué)院，目的就是要辦一件大事——創(chuàng)建一個教育特區(qū)。

一是管理權(quán)下放。示范性軟件學(xué)院的招生指標(biāo)由所在學(xué)校自主確定，國家不安排招生計劃數(shù)，考試和錄取標(biāo)準(zhǔn)也由各學(xué)校自己決定;創(chuàng)新辦學(xué)體制機制，拉動社會資金投入，也可以使用政府的其他資金;用人權(quán)與收費權(quán)更加社會化，可以聘請國內(nèi)外知名教授和軟件專家授課，原則上允許其按辦學(xué)成本制定學(xué)費標(biāo)準(zhǔn)，報當(dāng)?shù)匚飪r部門審批即可;允許軟件學(xué)院根據(jù)市場需求自主設(shè)置專業(yè)。

二是人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。主動推進(jìn)國際合作辦學(xué)與校企合作辦學(xué)，教師隊伍一定要“雙師”結(jié)構(gòu)，使用雙語授課的課程要占50%以上，要有50%的時間到企業(yè)去學(xué)習(xí)，把企業(yè)和我們的學(xué)生緊密結(jié)合起來。另外，下放轉(zhuǎn)專業(yè)權(quán)利。其他專業(yè)的學(xué)生只要申請就能轉(zhuǎn)到示范性軟件學(xué)院。

三是培養(yǎng)目標(biāo)明確。我們的培養(yǎng)目標(biāo)不僅僅是適應(yīng)國家和地方需要，還要適應(yīng)家庭的需要、就業(yè)的需要，適應(yīng)學(xué)生個人發(fā)展需求。

18年來，軟件專業(yè)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才，本科生人數(shù)達(dá)到60萬以上，碩士生達(dá)到20萬以上。從軟件學(xué)院有第一屆畢業(yè)生算起，就業(yè)率、平均工資連續(xù)15年排在全國各專業(yè)之首，至今未被打破。37所示范性軟件學(xué)院創(chuàng)辦之后，很多大學(xué)和高職都設(shè)立了軟件學(xué)院，示范性軟件學(xué)院及其后成立的各類軟件學(xué)院與中國軟件產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展，為我國經(jīng)濟與社會發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。設(shè)立軟件學(xué)院之初，我國的軟件出口額才20億美元，這對于我們這樣一個大國來說是非常欠缺的。就在設(shè)立示范性軟件學(xué)院之后，中國的軟件產(chǎn)業(yè)開始起步、騰飛。中軟、東軟、華為、騰訊、阿里等中國大型軟件企業(yè)中都活躍著大批軟件學(xué)院的畢業(yè)生。目前我國軟件出口遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過印度，2018年軟件產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到6.3萬億元，軟件出口額554億美元。沒有哪一個專業(yè)能夠這么緊密地和國民經(jīng)濟的發(fā)展結(jié)合，幾乎是同步發(fā)展甚至稍微領(lǐng)先。國家示范性軟件學(xué)院是一種教育體制改革的示范，一種人才培養(yǎng)模式改革的示范，同時也是一種產(chǎn)學(xué)結(jié)合適應(yīng)國家地方需求的示范。

3.如何進(jìn)一步建設(shè)一流軟件專業(yè)、培養(yǎng)一流人才？

我們現(xiàn)在面臨著一個很大的問題，就是一流專業(yè)建設(shè)和一流人才培養(yǎng)。什么是一流軟件專業(yè)？我認(rèn)為必須具備四個方面的特質(zhì)。首先是有先進(jìn)的辦學(xué)理念和育人思想。每所學(xué)校都有自己的特色特點以及具體情況，要根據(jù)自己的特色特點提出適合自己學(xué)校的方法。其次是要有以人為本的管理模式和方法。學(xué)校和老師應(yīng)該真誠對待學(xué)生，以學(xué)生發(fā)展為根本，倡導(dǎo)先進(jìn)的管理模式與方法。再次是要有傳授一流軟件研發(fā)知識的“雙師”型結(jié)構(gòu)的隊伍。強調(diào)“雙師”型結(jié)構(gòu)的隊伍，不是要求專業(yè)一定要招多少教師進(jìn)來，而是要把企業(yè)里最優(yōu)秀的人才、最優(yōu)秀的工程師請到學(xué)校里來，把軟件的設(shè)計思想、軟件的理念、軟件實際的開發(fā)過程傳遞給學(xué)生，教會學(xué)生方法。最后，就是一流的軟件專業(yè)一定要能夠培養(yǎng)出滿足國家和地方需求、充滿競爭力的一流軟件人才。

什么是一流軟件人才？軟件人才面向設(shè)計、架構(gòu)、編程等各個方面，針對不同的人會有不同的培養(yǎng)方法，因此對一流軟件人才的評價標(biāo)準(zhǔn)要分類對待。但總體來講，一流軟件人才需要具備以下幾個特征。一是思考力要強。一流軟件人才需要具備解決問題、表達(dá)問題的能力和方法，遇到問題能夠真正深入思考如何解決，這就要求學(xué)生應(yīng)該具有網(wǎng)絡(luò)思維、計算思維、軟件思維、批判性思維，但這一點我們做得還不夠，在教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)還沒有充分重視培養(yǎng)學(xué)生思考力。二是動手能力要強。軟件是一門需要真正動手操作的科學(xué)，因此一流的軟件人才要具備設(shè)計能力、編程能力、文檔能力、項目管理能力、交流能力。三是要具有淵博的知識。如果能夠培養(yǎng)大量這樣的軟件人才，我國的軟件產(chǎn)業(yè)一定會再上一個臺階。

因此，我們在進(jìn)一步建設(shè)一流軟件專業(yè)、培養(yǎng)一流軟件人才時，可以從以下幾個方面著力。

一是教育要改革。軟件專業(yè)改革與人才培養(yǎng)要真正適應(yīng)科技進(jìn)步的需要，真正把教育改革落到實處。國家示范性軟件學(xué)院的辦學(xué)經(jīng)驗也證明了好東西要堅持，不好的要完善，政府和學(xué)校要共同發(fā)力。

二是國家、地方、學(xué)校要支持。現(xiàn)在人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等是大家討論的熱點，但這些畢竟還是軟件及計算機學(xué)科的新分支，不能一研究區(qū)塊鏈就把計算機給丟掉了，一研究芯片就把軟件丟掉了。我們還是要回到軟件的初心，回到計算機的初心，要“喜新不厭舊”。國家、地方、學(xué)校要大力支持軟件專業(yè)發(fā)展，重視其基礎(chǔ)性作用與關(guān)鍵性地位。

三是中央和地方的軟件專業(yè)學(xué)生應(yīng)實施分類指導(dǎo)。“985工程”高校如何培養(yǎng)軟件人才？地方院校和高職院校應(yīng)該怎樣分門別類培養(yǎng)軟件人才？肯定要根據(jù)學(xué)校自身的類型與特色區(qū)別對待、分類指導(dǎo)，科學(xué)設(shè)計適合其自身要求的課程體系、教學(xué)資源以及實踐實習(xí)。這樣才能辦出水平、辦出特色。

四是把“價值塑造”放在人才培養(yǎng)的首位，特別要注重思考力和軟件思維的培養(yǎng)。應(yīng)該把“價值塑造”放在人才培養(yǎng)的全過程，讓學(xué)生樹立正確的價值標(biāo)準(zhǔn)、價值判斷、價值選擇。有了價值標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生才能夠知道哪些是該做的，哪些是不該做的，這樣才能學(xué)會判斷、學(xué)會選擇，這樣的人才是今后中國特色社會主義發(fā)展所需要的人。

五是加強實踐和英語教學(xué)，加強個性化培養(yǎng)。

[責(zé)任編輯：余大品]