軟件工程專業(yè)課程設(shè)置的“維數(shù)”

姜群，楊小青，董世都

軟件工程專業(yè)課程設(shè)置的“維數(shù)”

姜群，楊小青，董世都

目前高校有的軟件工程專業(yè)設(shè)置課程涵蓋軟件工程學(xué)科的所有方面的詳細(xì)內(nèi)容，也有軟工專業(yè)設(shè)置幾門或一門軟件工程專業(yè)課其余是一般計(jì)算機(jī)課程。無論哪種情況，開設(shè)課程必須明確與之相對應(yīng)的具體的學(xué)生輸出。主要依據(jù)學(xué)生輸出提出了“維”的概念，課程設(shè)置便是在抽象“維”里分類和分析一系列課程。

軟件工程；課程設(shè)置；維數(shù)

一、引言

軟件工程領(lǐng)域已變得非常復(fù)雜，綜合了大量的知識技術(shù)、管理技能、以及人的素質(zhì)等方面的因素，軟件工程教學(xué)自然最直接地與這復(fù)雜程度相關(guān)。因此，不能以面向教師或單純面向知識的方法設(shè)置課程。由于軟件產(chǎn)品是最復(fù)雜的人造系統(tǒng)，其最基本的特征是復(fù)雜性、抽象性和適用性，這些問題需要通過軟件工程教育的途經(jīng)盡可能準(zhǔn)確地反映出來。2004年，IEEE和ACM聯(lián)合公布的軟件工程知識體系(SWEBOK04)將其內(nèi)容概括為10個(gè)知識域：軟件需求分析、設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)、測試、維護(hù)、配置管理、工程管理、工程過程、工程工具與方法以及質(zhì)量。這些知識領(lǐng)域涉及7個(gè)相關(guān)學(xué)科：計(jì)算機(jī)工程、項(xiàng)目管理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、質(zhì)量管理、管理、人機(jī)工程學(xué)、數(shù)學(xué)和系統(tǒng)工程［1］。但是，SWEBOK04及其教學(xué)指南只提出了軟件工程的基本知識范圍，卻沒有明確規(guī)定教學(xué)的詳細(xì)程度。如何合理地取舍傳授知識的寡眾與深淺、合理地選擇重點(diǎn)與非重點(diǎn)，軟件工程的課程設(shè)置面臨著諸多問題。如:（1）哪些知識域和相關(guān)學(xué)科可以考慮為一門單獨(dú)的課程？（2）如果考慮多于一個(gè)知識域和學(xué)科，哪個(gè)知識域或?qū)W科是側(cè)重點(diǎn)？（3）以上的哪些知識域和相關(guān)學(xué)科可設(shè)置為另外的特色課？（4）不同課程之間的協(xié)作和合作是否合理？（5）怎樣的課程設(shè)置順序是合理的？處理好這些問題，才能提高能力培養(yǎng)、知識傳授的效率。

二、軟件工程專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)狀和問題

軟件工程課程設(shè)置的策略和方法很多，主要有：(1)在一門課程中把軟件工程的所有知識都讓學(xué)生掌握。這種策略無論是教材、還是教學(xué)，都只能走馬觀花、蜻蜒點(diǎn)水，造成教與學(xué)的困惑。(2)基于主題的組織模式。這種課程設(shè)置更具有科學(xué)研究性。(3)基于系統(tǒng)的組織模式，這種設(shè)置系統(tǒng)性強(qiáng)但不利于強(qiáng)化基礎(chǔ)知識。(4)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃基礎(chǔ)上加一些軟件類課程和減少一些硬件課程，這種設(shè)置專業(yè)選修課沒有形成系統(tǒng)化、模塊化，方向的縱向性和廣泛性得不到很好的體現(xiàn)。(5)基于幾個(gè)專業(yè)特色方向組織課程，往往容易忽略全面綜合考慮，從而造成課程系統(tǒng)性差，教學(xué)內(nèi)容重復(fù)和遺漏并存。

造成以上課程設(shè)置中的問題，原因是多樣的。有的照搬SWEBOK04及其教學(xué)指南，有的以傳授知識為中心來考慮問題。我們認(rèn)為，應(yīng)以學(xué)生輸出及能力培養(yǎng)的要求來設(shè)計(jì)課程和課程系列，一個(gè)課程系列并不是僅對某一種能力的培養(yǎng)起作用，而是在某一種能力的培養(yǎng)中起主要作用。課程系列之間也存在相互協(xié)調(diào)、相互支撐、相互促進(jìn)的作用。我們從多年的軟件工程教學(xué)實(shí)踐和相關(guān)的理論研究中總結(jié)出軟件工程課程設(shè)置應(yīng)考慮的因素。

三、課程設(shè)置的維數(shù)

在課程設(shè)置（和教學(xué)）時(shí)，盡可能統(tǒng)籌考慮“維數(shù)”，并有目標(biāo)地將其設(shè)置在適當(dāng)?shù)恼n程和課程系列里。

（一）學(xué)科側(cè)重點(diǎn)：完全覆蓋主題內(nèi)容VS部分覆蓋主題內(nèi)容

軟件工程課程設(shè)置關(guān)鍵決策是課程應(yīng)包含軟件生命周期的哪些部分，也就是業(yè)務(wù)過程、需求、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測試、部署、維護(hù)和演化發(fā)展應(yīng)分開處理還是包含在一門課程里？還有許多相關(guān)的活動和學(xué)科，如項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、團(tuán)隊(duì)精神、計(jì)算機(jī)安全等對軟件開發(fā)的成功也是很有必要的。一門課包含多個(gè)部分和相關(guān)學(xué)科，更能揭示軟件生命周期的各部分和學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，學(xué)生經(jīng)歷和學(xué)習(xí)內(nèi)容較豐富。一門課側(cè)重軟件生命周期的一個(gè)部分和相關(guān)學(xué)科，學(xué)生可以獲得更詳細(xì)的該部分知識，在該部分中集中精力于幾個(gè)方法和過程步驟有助于學(xué)生了解更深入的細(xì)節(jié)，可以提高教與學(xué)的效果。

（二）開發(fā)側(cè)重點(diǎn)：最初的開發(fā)VS維護(hù)和演化

大多數(shù)現(xiàn)實(shí)生活中的軟件項(xiàng)目不是完全地新開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，而是對現(xiàn)有系統(tǒng)的維護(hù)或演化。與新開發(fā)項(xiàng)目對比，演化項(xiàng)目著重于其它需求和技能，大量的工作是從多方面分析一個(gè)現(xiàn)存系統(tǒng)，而新開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)則更需要創(chuàng)新能力。軟件演化與新開發(fā)系統(tǒng)之間的界線是非常靈活的，依據(jù)要求的課程層次和目標(biāo)而定，如維護(hù)和演化的基本知識通常是高級課程的特征。

（三）過程模型：單一深入VS概觀很多

目前常用的過程模型有：Rational統(tǒng)一過程、XP（extreme programming）、微軟解決方案框架以及瀑布模型的各種變形，它們中的一些有相似特征，而一些有完全不同的特征。講授一個(gè)模型能使學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)和實(shí)踐該模型。然而，為各種軟件企業(yè)培養(yǎng)人才，需要講授多種模型。在一門課程里用幾種模型能對每種模型最重要的特征有更好的概觀，如果學(xué)生必須上多于一門軟件工程課程，也許改變課程用的模型較容易，也能提供深入的知識和實(shí)踐。

（四）可交付成果：過程VS產(chǎn)品

課程可交付的東西應(yīng)該回答兩個(gè)問題：學(xué)生完成了什么（側(cè)重產(chǎn)品）以及學(xué)生怎樣完成的（側(cè)重過程）？側(cè)重產(chǎn)品依據(jù)“硬”標(biāo)準(zhǔn)評定成績，如象完整性、正確性和表達(dá)形式等標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)，比較客觀。側(cè)重過程決定于學(xué)生遵守被要求的過程，有時(shí)難于客觀評價(jià)。

（五）組織：團(tuán)隊(duì)VS個(gè)人

個(gè)人作業(yè)可簡單地評價(jià)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，布置很復(fù)雜的作業(yè)給單個(gè)學(xué)生是不可能完成的，因而個(gè)人作業(yè)一般不太復(fù)雜，學(xué)生更深層次的思維能力得不到提高。解決復(fù)雜問題要求團(tuán)隊(duì)合作，團(tuán)隊(duì)作業(yè)提高解決復(fù)雜問題的能力、相互交流、協(xié)作和矛盾沖突的處理能力。

（六）技術(shù)側(cè)重點(diǎn)：一般VS特殊

使用特殊軟件技術(shù)在很多情況下是依賴于開發(fā)商的，企業(yè)為提高自身的競爭力一般都使用了特殊軟件，大量需要特殊軟件方面的技術(shù)人才。讓學(xué)生在特殊軟件技術(shù)上深入，對學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)有幫助。然而，由于有很多特殊軟件技術(shù)可用，每一種技術(shù)都各有利弊，因而每個(gè)企業(yè)的特殊軟件人才需求也不同，在本科階段要教所有可用特殊軟件知識是不可能的。采用通用技術(shù)有助側(cè)重于一般技術(shù)觀點(diǎn)如象面向?qū)ο笤淼睦^承和多態(tài)性，而不是具體的技術(shù)問題如象java與C 的區(qū)別。然而，采用一般技術(shù)對學(xué)生提高專業(yè)技能幫助不大。

（七）工具：手工VS支持工具軟件

目前軟件工程相當(dāng)依賴于適當(dāng)?shù)墓ぞ哕浖ぞ咴黾佣喈a(chǎn)性和有助于集中解決重要問題，而不必忙于怎樣寫文檔或管理工件。但介紹較多工具會引起學(xué)生較多的學(xué)習(xí)投入，學(xué)生花費(fèi)很多時(shí)間來熟習(xí)使用工具，而不是花時(shí)間來分析和解決問題。具體交付的作業(yè)從使用工具的角度來說是作好了，但缺乏有價(jià)值的內(nèi)容。放棄使用工具，引導(dǎo)學(xué)生對作業(yè)問題的思考，如通過不使用建模工具，讓學(xué)生用手在紙上作圖。當(dāng)然，軟件工程教育應(yīng)該滿足企業(yè)的人才需求，起碼應(yīng)該讓學(xué)生了解哪些工具適用于哪些不同的情況，以及它們的性能和功能。

（八）作業(yè)側(cè)重點(diǎn)：單獨(dú)作業(yè)VS項(xiàng)目

單獨(dú)練習(xí)允許側(cè)重在有所選擇的問題上，每個(gè)練習(xí)都是有目的和有準(zhǔn)備的，學(xué)生的學(xué)習(xí)被保持在合理的范圍內(nèi)，而且未完成一個(gè)練習(xí)可以不影響下一個(gè)練習(xí)。給學(xué)生提供一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目，對整個(gè)課程而言，課程中的練習(xí)相互聯(lián)系，每個(gè)練習(xí)側(cè)重于系統(tǒng)或系統(tǒng)文檔的不同部分，整個(gè)項(xiàng)目或項(xiàng)目的部分是最實(shí)際的軟件工程教學(xué)方法，學(xué)生能夠看到軟件生命周期中工件之間的聯(lián)系。然而在單獨(dú)一門課里做完整的項(xiàng)目，練習(xí)與練習(xí)之間的聯(lián)系較緊密，如果學(xué)生在開始時(shí)不能完成練習(xí)或不能保證完成練習(xí)的質(zhì)量，隨后階段的練習(xí)也許無法進(jìn)行或建立在低質(zhì)量的工作基礎(chǔ)上，這會減少學(xué)習(xí)經(jīng)歷和降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（九）練習(xí)域：管理軟件VS技術(shù)軟件

軟件幾乎在每個(gè)技術(shù)及商業(yè)領(lǐng)域扮演著重要角色，如象嵌入式系統(tǒng)、時(shí)實(shí)系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃、WEB服務(wù)等，有必要對每個(gè)領(lǐng)域用不同的途徑探索軟件工程：設(shè)計(jì)不同的結(jié)構(gòu)，采用不同的開發(fā)環(huán)境，達(dá)到不同質(zhì)量屬性的不同方法（比如測試）是必要的。為了具體地講授怎樣做，軟件工程課程的練習(xí)或項(xiàng)目應(yīng)側(cè)重于這些領(lǐng)域中的一個(gè)，或者以某種方法設(shè)計(jì)練習(xí)或項(xiàng)目，使學(xué)生知道怎樣對許多領(lǐng)域運(yùn)用方法的通用知識。

四、結(jié)論

軟件工程學(xué)科固有的復(fù)雜性使軟件工程專業(yè)的課程設(shè)置也變得同樣復(fù)雜，目前雖然存在多種課程設(shè)置的方法，但缺少一個(gè)抽象的框架可普遍應(yīng)用于軟件工程專業(yè)的課程設(shè)置。本文提出了這樣的框架--課程設(shè)置的維數(shù)，這些維數(shù)不僅可用于軟件工程課程設(shè)置，還可用以評價(jià)現(xiàn)有課程設(shè)置是否達(dá)到預(yù)期。由于維之間直接或間接的相互作用和影響，探索改變一個(gè)維對相關(guān)維的復(fù)雜課程序列的影響至關(guān)重要，這將是我們未來的研究課題。

G642.3：TP311.5

A

1673-1999（2010）16-0157-02

姜群（1959-），女，重慶人，雙碩士，重慶理工大學(xué)（重慶400054）計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)檫M(jìn)化計(jì)算、軟件工程。

2010-06-06

國家人事部留學(xué)人員科技活動擇優(yōu)資助項(xiàng)目、商業(yè)智能應(yīng)用軟件研究與開發(fā)（項(xiàng)目編號：2009CR02）。