論軟件工程化教育對軟件人才培養(yǎng)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(yǎng)方面存在著很多問題，本文在分析國內(nèi)外教育機構(gòu)對軟件人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，指出我國原有軟件人才培養(yǎng)模式中的不足，提出工程化教育模式在培養(yǎng)軟件人才的重要性和必要性。

關(guān)鍵詞：工程；工程教育；軟件危機；軟件人才；軟件產(chǎn)業(yè)

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(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了“軟件危機”，其表現(xiàn)特征為企業(yè)小，產(chǎn)量低，質(zhì)量差，但是中國對軟件產(chǎn)品和服務(wù)的需求(不論是內(nèi)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(yīng)該為沒有培養(yǎng)出合格的學(xué)生承擔責(zé)任，這也是軟件企業(yè)經(jīng)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(yǎng)學(xué)生，特別是如何采用工程化的思想去培養(yǎng)學(xué)生，值得教育界重視。在工程化教育過程中，要教育學(xué)生在接受一項任務(wù)(不論是軟件開發(fā)還是咨詢服務(wù))后，要學(xué)會善始善終，通過組織協(xié)調(diào)，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(jù)軟件產(chǎn)業(yè)的特點，除了常規(guī)的課堂教學(xué)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(fā)(或服務(wù))實踐項目，以加深對工程化思想的理解；最后軟件工程專業(yè)必須與軟件企業(yè)相結(jié)合，融入實際的、商業(yè)的和新技術(shù)的社會含量。如今很難客觀地對已培養(yǎng)出來的學(xué)生與正在培養(yǎng)的學(xué)生做出一個客觀、明確的判斷，但是可以很明顯發(fā)現(xiàn)，過去我們對于學(xué)科工程化教育的重視程度明顯要低于對學(xué)科研究的重視程度！

1 我國軟件產(chǎn)業(yè)與人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀

我們從數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)三個方面簡單地分析一下軟件人才現(xiàn)狀。數(shù)量上我國軟件人才在世界上數(shù)一數(shù)二的，但是質(zhì)量不高，大多數(shù)處在中層。高、低端人才缺乏，人才結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致沒有很好的、具有自主產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品。關(guān)鍵是它的培養(yǎng)方式成為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)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(xué)科引進中的先天不足

我國雖然不是計算機理論和技術(shù)發(fā)明和誕生地，但是在上世紀五、六十年代，國內(nèi)少數(shù)幾所高校已經(jīng)擁有計算機專業(yè)，開始從事計算機理論與技術(shù)的研究。到了上世紀七十年代，當計算機技術(shù)尚處于發(fā)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(xué)科，著手培養(yǎng)計算機專業(yè)學(xué)生。據(jù)國防科技大學(xué)原副校長齊治昌教授回憶，計算機科學(xué)作為專業(yè)學(xué)科是從西方先進國家引進的，當時由于國內(nèi)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(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和專業(yè)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(xué)過程中，更多的是以計算機基礎(chǔ)理論教育為主，上機操作時間、內(nèi)容非常少。學(xué)生畢業(yè)后進入企業(yè)以后，還需要很長一段熟悉、適應(yīng)期，這成為中國軟件人才培養(yǎng)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(xué)科，我國計算機專業(yè)最早期的師資主要從大學(xué)基礎(chǔ)部的數(shù)學(xué)、物理、電工等系轉(zhuǎn)型過來，基本上沒有系統(tǒng)學(xué)過計算機知識。教學(xué)內(nèi)容、方式僅局限于原有的知識，相互之間沒有很好地串聯(lián)起來。改革開放前，學(xué)校與外界交流很少，這種狀態(tài)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(xué)生、教師出國去留學(xué)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(tǒng)的計算機基礎(chǔ)知識以及實驗設(shè)備跟不上等經(jīng)濟上的原因，所以教學(xué)計劃的制定、執(zhí)行和監(jiān)督更多的是考慮學(xué)校方面的因素，而對學(xué)生全面培養(yǎng)方面則考慮甚少，這是師資上先天造成的不足。

1.3 學(xué)校培養(yǎng)上的先天不足

軟件產(chǎn)業(yè)與其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)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(xué)校亦應(yīng)根據(jù)自身的實際情況培養(yǎng)不同特色的軟件人才為軟件產(chǎn)業(yè)服務(wù)。國內(nèi)有種很不好的風(fēng)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(xué)位授予權(quán)、爭辦研究生院。好像牌子越大、層次越高，學(xué)校就辦得越好，就能培養(yǎng)出所謂更好、更高的人才來，產(chǎn)業(yè)就搞上去了。軟件專業(yè)也有這樣的情況發(fā)生，其實這顯然是一種觀念上的誤區(qū)，結(jié)果造成了中國軟件人才結(jié)構(gòu)嚴重失調(diào)。

還有另一個偏差是來源于家長，認為只有進入大學(xué)才是人才，進入較低層次的學(xué)校就不是人才了，所以導(dǎo)致衍生出許多怪現(xiàn)象。發(fā)生這種偏差，是各級政府、各類企業(yè)和各類學(xué)校缺乏一種各安其位，各盡其職并就自身發(fā)展條件形成相應(yīng)特色的政策。這是學(xué)校人才培養(yǎng)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(jié)構(gòu)。

2 軟件人才工程化培養(yǎng)模式研究

2.1 軟件工程教育環(huán)境下存在的問題

我國軟件人才培養(yǎng)的主要問題是學(xué)校教育與實際項目之間存在很大的差距。學(xué)生在學(xué)校里學(xué)習(xí)了許多理論知識和技術(shù)，但很難融會貫通，所以在我國軟件行業(yè)中盛行“個人英雄”式“單打獨斗”的開發(fā)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(yè)家眼里這是很危險的事情，因為軟件企業(yè)也需要流水線式的生產(chǎn)方式，這一點已經(jīng)在印度軟件的成功中得到驗證。而且我們開發(fā)的軟件產(chǎn)品往往文檔不齊，開發(fā)方法和格式千差萬別。

2.2 學(xué)科建設(shè)中的結(jié)構(gòu)分析

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

科學(xué)教育方式主要以計算機理論(包括軟件、硬件)為主，對數(shù)理基礎(chǔ)要求很高，扎實的專業(yè)基礎(chǔ)功底，培養(yǎng)學(xué)生今后從事計算機基礎(chǔ)理論研究。歐美很多學(xué)校的計算機學(xué)科從事基礎(chǔ)理論研究，比如普林斯頓大學(xué)姚期智教授，由于在計算理論(包括偽隨機數(shù)的生成算法、加密算法和通訊復(fù)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(chǔ)理論教育。

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

科學(xué)教育、技術(shù)應(yīng)用教育固然重要，但是缺少工程教育的計算機學(xué)科是一個不完整的學(xué)科，而且對于正在轉(zhuǎn)型的中國，更需要培養(yǎng)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(xué)中去

根據(jù)教育部頒布的工程教育培養(yǎng)計劃，軟件工程專業(yè)(或領(lǐng)域)不應(yīng)是單純意義上的，應(yīng)該是建立在計算科學(xué)學(xué)科的平臺上的，以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，軟件工程為核心，兼顧信息技術(shù)和信息系統(tǒng)等課程的學(xué)科。培養(yǎng)計劃本身就體現(xiàn)了工程化的教育思想。下面從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、專業(yè)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)等幾個方面分析工程教育環(huán)境下軟件工程教學(xué)改革的思路。

(1) 教學(xué)內(nèi)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(guān)自守的教訓(xùn)，可以積極引進國外先進教材體系。除了系統(tǒng)地學(xué)習(xí)計算機專業(yè)核心知識，具有較為扎實的基礎(chǔ)理論知識以外，要求學(xué)生用工程化的思想把所學(xué)課程串聯(lián)起來，形成一個整體融會貫通，以體會工程化在教學(xué)中的體現(xiàn)。比如復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院在辦學(xué)開始就積極采用來自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的原版教材。

教學(xué)內(nèi)容方面還應(yīng)該包括人文科學(xué)的內(nèi)容，以營造學(xué)生的基本素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德的教育；還需要提供一定的經(jīng)濟、管理、法律、法規(guī)的課程，以及拓展訓(xùn)練和溝通技巧等方面內(nèi)容，以正確認識工程對于客觀世界和現(xiàn)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(yè)培訓(xùn)，內(nèi)容涵蓋軟件工程課程和部分質(zhì)量、人文方面的課程，基本上是英語授課。

(2) 教學(xué)方法

軟件工程教育是介于科學(xué)研究教育與應(yīng)用技術(shù)教育之間的一種教育模式，它的基礎(chǔ)是計算機科學(xué)。如何使科學(xué)成果、應(yīng)用項目等通過開發(fā)團隊加以實施，保質(zhì)、保量、按時、在合理的預(yù)算內(nèi)完成既定的目標，是教育工作者艱巨而光榮的任務(wù)，他們應(yīng)該是由既懂教學(xué)、科研又懂生產(chǎn)開發(fā)的多種人群組成。

美國的大學(xué)一直鼓勵教師幫助學(xué)生成為積極的課堂參與者，并把創(chuàng)新的想法投入實踐。作者在許多學(xué)術(shù)論文中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會有一部分基礎(chǔ)扎實、思維活躍的學(xué)生，課堂上傳授的知識已經(jīng)不能滿足他們的求知欲。教師應(yīng)組織他們利用業(yè)余時間到企業(yè)去，結(jié)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(lǐng)域。隨著課程的深入，工程管理水平的不斷提高，在大學(xué)期間就開始形成一個良性循環(huán)，養(yǎng)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(xué)們吃透其中的奧秘。再通過案例教學(xué)法介紹一些典型案例，然后布置一些大作業(yè)，完成它并不難，但如果要得高分，就需要對大作業(yè)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(nèi)許多學(xué)生沒有這樣的意識，只是為了完成任務(wù)，很少進一步思考拿出高質(zhì)量的作業(yè)。像前面提到的Infosys公司，在培訓(xùn)結(jié)束之前，會以小組為單位開發(fā)一個真實的“銀行交易系統(tǒng)”或“企業(yè)管理系統(tǒng)”，讓學(xué)生有一種身臨其境的感覺。

(3) 專業(yè)學(xué)習(xí)

一般來說，理工學(xué)科的學(xué)生習(xí)慣于邏輯思維，文科學(xué)生習(xí)慣于形象思維，而工程類學(xué)科要求學(xué)生兩種思維兼?zhèn)洹Ｒ攒浖こ虒I(yè)為例，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識和人文文化，促進工程化思想的逐步形成，在未來職業(yè)生涯中對軟件工程管理有一個全新的思維方式，這在科學(xué)教育與應(yīng)用技術(shù)教育中是前所未有的。每個軟件項目都是一個創(chuàng)造、創(chuàng)新的過程，還涉及到許多與人的溝通、協(xié)調(diào)，對人的關(guān)愛等與工程有關(guān)的過程，所以工程教育的專業(yè)學(xué)習(xí)范疇所涉及的領(lǐng)域更加寬泛。

從理論上來講，軟件工程專業(yè)分為向計算機科學(xué)理論方向發(fā)展，培養(yǎng)研究型人才；也可以向計算機應(yīng)用技術(shù)方向發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型人才；而工程教育培養(yǎng)方向的人才則是連接這兩頭的紐帶，采用良好的技術(shù)將研究成果真正地產(chǎn)品化或服務(wù)化。在以往的計算機教育過程中，人們更多地注重了學(xué)術(shù)研究或技術(shù)應(yīng)用，而忽視了工程管理的實踐，導(dǎo)致了軟件項目開發(fā)過程中不能按照工程管理的方法實現(xiàn)，只是依靠個人單打獨斗，軟件產(chǎn)品的生命周期不長，這也是學(xué)科教育設(shè)置存在的問題。比如北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院邀請部分全球著名企業(yè)技術(shù)人員擔任學(xué)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(jīng)驗的人現(xiàn)身說法，在學(xué)生中收到良好的效果。

(4) 能力培養(yǎng)

哲、文和自然科學(xué)為主的學(xué)術(shù)性知識和以各類工科、法律、醫(yī)學(xué)為主的應(yīng)用性知識都是大學(xué)教育體系的組成部分。有的學(xué)者提出在工程教育中應(yīng)該以講授學(xué)術(shù)性知識為主，盡量少開設(shè)應(yīng)用為主的課程。這種觀點有利于幫助學(xué)生重視基礎(chǔ)知識，為將來深造奠定基礎(chǔ)，但我國高校大多數(shù)畢業(yè)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(yè)后的學(xué)生很難有時間接受進一步的相關(guān)教育，在校期間應(yīng)該給他們建立工程化的思想體系。在工程教育中，應(yīng)用性知識與工程化的知識并不矛盾，可以統(tǒng)一歸結(jié)為對能力的培養(yǎng)。

無論是將來參加工作還是深造讀研的同學(xué)，一些工程化的能力，如口頭表達能力、溝通能力、快速學(xué)習(xí)能力、綜合應(yīng)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(xué)的教育課程大多數(shù)還是采用傳統(tǒng)的知識傳授方式進行教學(xué)，這種死板的教學(xué)方式有悖于工程教育培養(yǎng)學(xué)生全面素質(zhì)的宗旨。在課程中，教師應(yīng)該更多地組織小組討論，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的表達能力和思辨能力。除了實踐能力，團隊協(xié)作意識、學(xué)術(shù)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(guān)鍵，教師可以要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)通過小組完成任務(wù)，鼓勵學(xué)生通過合作共同完成某個作業(yè)(或項目)，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識以及團隊精神。復(fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院在能力培養(yǎng)方面參照卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)，結(jié)合課程需要安排一定的Project和Lab，使學(xué)生通過動手進一步加深對理論知識的認識。

3 結(jié)論

綜上所述，工程教育學(xué)科在課程內(nèi)容、教學(xué)方法、專業(yè)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)等方面都要注意處理好與研究型學(xué)科、應(yīng)用技術(shù)型學(xué)科之間的關(guān)系。中國不缺精通高新技術(shù)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(lǐng)導(dǎo)者、策劃者；太多的軟件人才由于缺乏軟件開發(fā)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(xiàn)象再也不能繼續(xù)下去了。

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