軟件工程專業(yè)逐步工業(yè)化教育模式的探索

馬培軍　劉曙　李東　周麗娜

摘要：哈爾濱工業(yè)大學(xué)國(guó)家示范性軟件學(xué)院（HIT-NPSS）對(duì)現(xiàn)行教育模式進(jìn)行了大膽創(chuàng)新與改革，提出理論課程與工業(yè)實(shí)踐相結(jié)合的“逐步工業(yè)化教育模式”并介紹應(yīng)用成果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)化教育；軟件工程教育；軟件工程專業(yè)課程體系；逐步工業(yè)化教育模式

0、引言

為滿足21世紀(jì)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展需求，教育部啟動(dòng)了“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在鼓勵(lì)各大高校推進(jìn)教育體制改革。針對(duì)國(guó)家新的發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合“國(guó)際化，工業(yè)化，高質(zhì)量，高速度”辦學(xué)理念，哈爾濱工業(yè)大學(xué)國(guó)家示范性軟件學(xué)院（HIT-NPSS）提出了一套軟件工程專業(yè)逐步工業(yè)化的教學(xué)改革模式。

在過去的10年中，HIT-NPSS對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式進(jìn)行深入分析，結(jié)合IT企業(yè)實(shí)際需求和反饋，借鑒歐美國(guó)家的教育制度，逐步建立并完善了一套面向工業(yè)化的軟件工程專業(yè)本科生培養(yǎng)模式。這種新的培養(yǎng)模式成功縮小了畢業(yè)生能力與企業(yè)期望之間的差距，成為哈爾濱工業(yè)大學(xué)教育體制改革的成功案例之一。

1、工業(yè)化課程體系模型

HIT-NPSS本科生課程體系的設(shè)置不僅注重學(xué)生課堂知識(shí)的獲取，還以培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)化技能（包括動(dòng)手能力、交流和表達(dá)能力，以及自學(xué)能力等）為基本目標(biāo)。對(duì)于軟件工程專業(yè)的本科生，掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)固然重要，但在當(dāng)今的工業(yè)化環(huán)境下，能否在實(shí)踐中靈活運(yùn)用這些知識(shí)才是衡量學(xué)生素質(zhì)的首要標(biāo)準(zhǔn)。為此，HIT-NPSS本著為學(xué)生成長(zhǎng)服務(wù)的宗旨，基于IT企業(yè)人才需求，充分吸納優(yōu)秀的IT企業(yè)文化，立足學(xué)院的國(guó)際化辦學(xué)環(huán)境，提出了一套以學(xué)生為主體，教學(xué)與工業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合的面向工業(yè)化的本科生課程體系模型，如圖1所示。

該課程體系模型的核心包括3大知識(shí)領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件工程以及IT策略與管理；4大應(yīng)用領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)通信與信息安全、服務(wù)科學(xué)與企業(yè)信息化、多媒體與信息處理以及嵌入式系統(tǒng)與軟件。

2、逐步工業(yè)化的教學(xué)方法

HIT-NPSS的本科課程共分為4個(gè)學(xué)年、8個(gè)學(xué)期。學(xué)生前3個(gè)學(xué)年在校內(nèi)學(xué)習(xí)理論課程和實(shí)踐課程，第4學(xué)年到IT公司進(jìn)行工業(yè)實(shí)習(xí)，不同學(xué)年的課程具有不同的針對(duì)性。

2.1 理論課程設(shè)置

第1學(xué)年以基礎(chǔ)課程為主，包括基礎(chǔ)理論類課程、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)類課程以及基本編程技術(shù)類課程。為了強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力，我們還增設(shè)了C++程序設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì)實(shí)踐2門課程。特別是，HIT-NPSS本科生第1學(xué)年還開設(shè)了IT職業(yè)道德、交流技巧以及IT企業(yè)管理3門管理類課程，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等職業(yè)素養(yǎng)。基于以上課程設(shè)置，學(xué)生在完成第1學(xué)年的學(xué)習(xí)任務(wù)后，能夠扎實(shí)掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，提高交流和表達(dá)能力。

第2學(xué)年以計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)類課程為重點(diǎn)。通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程幫助學(xué)生打下良好的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)理論基礎(chǔ)；通過軟件工程課程幫助學(xué)生加深對(duì)軟件開發(fā)生命周期的理解；通過面向?qū)ο蠹夹g(shù)與UML、Java編程技術(shù)以及軟件開發(fā)實(shí)踐等課程提高學(xué)生的軟件開發(fā)能力和實(shí)踐技能。此外，為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)IT工業(yè)領(lǐng)域的了解，該學(xué)年還開設(shè)市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué)、合同法以及財(cái)務(wù)管理3門管理類課程，這也是HIT-NPSS課程體系的特別之處。

第3學(xué)年是學(xué)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)的最后一年，完成第3學(xué)年的課程學(xué)習(xí)后，所有學(xué)生將到IT企業(yè)進(jìn)行為期一年的工業(yè)實(shí)習(xí)。第3學(xué)年的課程主要為了培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力。開設(shè)的課程包括編譯原理、多核程序設(shè)計(jì)、面向服務(wù)的計(jì)算技術(shù)、用戶界面設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)與分析以及軟件測(cè)試與質(zhì)量保證等。由于軟件工程領(lǐng)域覆蓋面較廣，按照個(gè)性化的教育理念，HIT-NPSS軟件工程本科專業(yè)下設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信與信息安全、服務(wù)科學(xué)與企業(yè)信息化、多媒體與信息處理以及嵌入式系統(tǒng)與軟件4個(gè)專業(yè)方向，各方向按照培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)專業(yè)技術(shù)和實(shí)踐能力的目標(biāo)分別設(shè)置不同的專業(yè)課程。在此基礎(chǔ)上，本學(xué)年還開設(shè)了軟件開發(fā)過程管理、項(xiàng)目管理、商務(wù)談判及知識(shí)產(chǎn)權(quán)法4門課程，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，為第4年的工業(yè)實(shí)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 逐步工業(yè)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

為逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化教育目標(biāo)，HIT-NPSS在每學(xué)年理論課程的基礎(chǔ)上，分別設(shè)置了以下實(shí)踐內(nèi)容：

（1）大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目。大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以“興趣驅(qū)動(dòng)、自主實(shí)驗(yàn)、重在過程”為原則，在第l學(xué)期課程結(jié)束后，要求學(xué)生以項(xiàng)目組形式自主完成軟件研發(fā)課題。對(duì)于課題的選擇，學(xué)院并沒有統(tǒng)一規(guī)定，學(xué)生可以按照各自興趣選題并分組。為了鼓勵(lì)和支持學(xué)生的創(chuàng)新研究，學(xué)院將為各組安排一名指導(dǎo)教師，對(duì)軟件開發(fā)的全過程進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。學(xué)生利用課余時(shí)間完成創(chuàng)新項(xiàng)目，在第1學(xué)年結(jié)束前學(xué)院將對(duì)各組的創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審，對(duì)前10名予以獎(jiǎng)勵(lì)。經(jīng)過幾年的實(shí)踐，大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目已經(jīng)成為HIT-NPSS一大文化特色。

（2）短期企業(yè)實(shí)訓(xùn)。企業(yè)實(shí)訓(xùn)是HIT-NPSS課程體系的一個(gè)重要組成部分。在第2學(xué)年的第2學(xué)期，學(xué)生將被分配到指定的企業(yè)基地進(jìn)行為期4周的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程以實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)為主導(dǎo)，中間穿插工具類、職業(yè)規(guī)劃類等培訓(xùn)課程，學(xué)生在IT企業(yè)環(huán)境中參與企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)，體驗(yàn)從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試及交付使用的軟件開發(fā)全過程。短期企業(yè)實(shí)訓(xùn)為學(xué)生提供了接觸企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目、發(fā)現(xiàn)自身興趣和不足的良好機(jī)會(huì)。

（3）軟件工程實(shí)踐。軟件工程實(shí)踐在第3學(xué)年的第2學(xué)期進(jìn)行，是逐步工業(yè)化教育的第3步，要求學(xué)生以分組的形式在2周時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)。與短期企業(yè)實(shí)訓(xùn)相比，軟件工程實(shí)踐過程中學(xué)生要獨(dú)立完成軟件開發(fā)生命周期的各個(gè)階段。通過軟件工程實(shí)踐，學(xué)生的編程能力、解決問題能力、一般平臺(tái)應(yīng)用能力、流行工具軟件的使用能力以及項(xiàng)目管理能力將得到全面提升，這也為第4學(xué)年的工業(yè)實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。

2.3 企業(yè)實(shí)習(xí)

軟件工程專業(yè)本科生第4學(xué)年將在IT企業(yè)實(shí)習(xí)中，完成具有一定技術(shù)難度和較大工作量的技術(shù)方案設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)等工作，并在此基礎(chǔ)上完成（撰寫）本科畢業(yè)論文。通過工業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)生的軟件開發(fā)能力、工程實(shí)踐能力以及自學(xué)能力都將得到大幅度提高，完成學(xué)生到企業(yè)員工的軟件產(chǎn)業(yè)人才的逐步轉(zhuǎn)變。

（1）雙導(dǎo)師機(jī)制。HIT-NPSS要求所有的學(xué)生必須在IT企業(yè)進(jìn)行至少一年的工業(yè)實(shí)習(xí)。為了保證課堂學(xué)習(xí)向工業(yè)實(shí)踐的平穩(wěn)過渡，學(xué)院不僅要幫助學(xué)生選擇合適的實(shí)習(xí)基地，還要幫助學(xué)生確定指導(dǎo)教師。為此，HIT-NPSS提出了雙導(dǎo)師機(jī)制，即學(xué)生在校內(nèi)和校外（實(shí)習(xí)基地）各選擇一名指導(dǎo)教師，校外導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生軟件項(xiàng)目開發(fā)，校內(nèi)導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文撰寫。HIT-NPSS要求軟件工程專業(yè)本科生的畢業(yè)論文要基于其工業(yè)實(shí)習(xí)期間直接參與的軟件工程項(xiàng)目，雙導(dǎo)師機(jī)制不僅能夠幫助學(xué)生填補(bǔ)不同領(lǐng)域的知識(shí)空白，還能夠有效建立起大學(xué)和IT企業(yè)的溝通橋梁，保證學(xué)生工業(yè)實(shí)踐和畢業(yè)論文的順利進(jìn)行。

（2）實(shí)習(xí)監(jiān)管方法。在雙導(dǎo)師機(jī)制的基礎(chǔ)上，HIT-NPSS通過開題檢查、中期檢查以及結(jié)題驗(yàn)收對(duì)學(xué)生的整個(gè)實(shí)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)管。在工業(yè)實(shí)習(xí)的前3個(gè)月內(nèi)，學(xué)生必須在校內(nèi)導(dǎo)師和校外導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下完成論文開題報(bào)告，即確定論文題目、主要內(nèi)容以及關(guān)鍵技術(shù)等。在工業(yè)實(shí)習(xí)3個(gè)月后，學(xué)院將到實(shí)習(xí)基地對(duì)學(xué)生的選題情況進(jìn)行檢查，爭(zhēng)取盡早發(fā)現(xiàn)存在的問題并對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)。中期檢查將在選題后的3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行，檢查過程與開題檢查相似，目的是檢查學(xué)生的工作進(jìn)展是否符合開題報(bào)告中的日程安排，幫助學(xué)生解決實(shí)習(xí)中的問題與困難。此外，中期檢查也是學(xué)院與實(shí)習(xí)企業(yè)交流學(xué)生實(shí)習(xí)表現(xiàn)、調(diào)整未來實(shí)習(xí)派遣計(jì)劃的重要手段。結(jié)題驗(yàn)收是學(xué)生工業(yè)實(shí)習(xí)結(jié)束前的最后一次檢查，一般在實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，在學(xué)生展示自己的工作內(nèi)容后，由企業(yè)顧問和校方專家共同評(píng)估其實(shí)習(xí)情況。

截至2013年，HIT-NPSS已有2937名學(xué)生在200家IT企業(yè)完成了工業(yè)實(shí)習(xí)。

2.4 校企合作模式

為充分發(fā)揮企業(yè)在工業(yè)化人才培養(yǎng)過程中的作用，HIT-NPSS采用多種模式加強(qiáng)校企合作。主要合作模式包括以下幾種：

（1）校企合作高峰會(huì)。校企合作高峰會(huì)以不同的主題每年舉辦一次，是高校和企業(yè)高層以及產(chǎn)業(yè)高級(jí)人員共商共計(jì)的重要平臺(tái)，有效促進(jìn)了校企之間的溝通與合作，對(duì)全面實(shí)施卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃起到了巨大推動(dòng)作用。截至2013年，HIT-NPSS已成功舉辦了多屆校企合作高峰會(huì)，累計(jì)邀請(qǐng)過220余家企業(yè)參會(huì)，并與中興通訊股份有限公司、金山軟件有限公司、浪潮集團(tuán)等50多家知名企業(yè)保持著長(zhǎng)期合作關(guān)系。

（2）校內(nèi)工業(yè)實(shí)踐基地。在廣泛開展校外工業(yè)實(shí)習(xí)的同時(shí)，HIT-NPSS也與哈爾濱本地軟件公司合作，在校內(nèi)建立工業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的軟件開發(fā)能力。學(xué)生可在校內(nèi)工業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)入企業(yè)的項(xiàng)目組，參與具體項(xiàng)目的開發(fā)。目前，哈工大首創(chuàng)科技股份有限公司、哈工大慧通新意信息技術(shù)有限公司、黑龍江省計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與軟件評(píng)測(cè)中心等公司已進(jìn)駐校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。

（3）聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室是校企合作的另一種模式，主要用于教學(xué)和軟件開發(fā)實(shí)踐，由軟件學(xué)院負(fù)責(zé)提供場(chǎng)地和設(shè)備，由企業(yè)提供開發(fā)平臺(tái)和各種工具軟件，并由企業(yè)定期為軟件學(xué)院的師生開設(shè)專題講座，進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。目前，HIT-NPSS已與浪潮通用軟件公司、金山軟件股份公司和英特爾亞太研發(fā)有限公司共同建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的建立，為軟件學(xué)院建立科學(xué)的課程體系和工業(yè)化實(shí)踐教學(xué)管理方法，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化軟件人才的培養(yǎng)創(chuàng)造了良好條件。

（4）學(xué)生俱樂部。學(xué)生俱樂部是由軟件學(xué)院和軟件公司共同支持的實(shí)踐類學(xué)生社團(tuán)組織。學(xué)生俱樂部依托實(shí)際項(xiàng)目、模擬企業(yè)真實(shí)經(jīng)營(yíng)環(huán)境，有效培養(yǎng)學(xué)生的IT實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力，同時(shí)加強(qiáng)校企技術(shù)交流。目前HIT-NPSS已組建起亦飛、零度、騰訊等7個(gè)學(xué)生俱樂部。其中，亦飛俱樂部由阿里巴巴集團(tuán)支持在2003年創(chuàng)建；零度俱樂部由金山軟件股份公司支持在2004年創(chuàng)建；騰訊俱樂部由騰訊科技有限公司支持于2005年創(chuàng)建。

（5）企業(yè)家論壇。HIT-NPSS于2003年發(fā)起了企業(yè)家論壇活動(dòng)，主要形式是邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外著名企業(yè)家到校進(jìn)行講座或演講。論壇的宗旨是讓學(xué)生了解行業(yè)動(dòng)態(tài)、把握領(lǐng)先技術(shù)、了解企業(yè)發(fā)展歷程，以實(shí)現(xiàn)活躍校園氣氛、開拓學(xué)生視野、樹立企業(yè)形象的最終目標(biāo)，同時(shí)促進(jìn)企業(yè)與哈工大軟件學(xué)院的相互了解與廣泛合作。到目前為止，HIT-NPSS已經(jīng)邀請(qǐng)了30余名知名企業(yè)家作為演講嘉賓。

（6）青年校友論壇。青年校友論壇是HIT-NPSS品牌活動(dòng)企業(yè)家論壇的進(jìn)一步延伸。青年校友論壇的演講嘉賓主要是軟件學(xué)院的畢業(yè)生，在企業(yè)工作2年以上。青年校友論壇是在校學(xué)生與學(xué)長(zhǎng)們交流的平臺(tái)，大家一同分享上學(xué)的心得、實(shí)習(xí)的體會(huì)、工作后的經(jīng)歷。青年校友論壇的創(chuàng)辦宗旨是進(jìn)一步落實(shí)學(xué)院的工業(yè)化教育模式，深化學(xué)院工業(yè)化辦學(xué)理念。到目前為止，已邀請(qǐng)過10余名畢業(yè)生重返母校作為論壇嘉賓，青年校友論壇成為HIT-NPSS工業(yè)化教育模式中不可或缺的一部分。

3、學(xué)生就業(yè)情況

在工業(yè)實(shí)習(xí)期間，很多學(xué)生便已決定畢業(yè)后加盟實(shí)習(xí)公司或合作企業(yè)。工業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)制不僅為學(xué)生創(chuàng)造了良好的就業(yè)環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高校和企業(yè)的雙贏。一方面，高校能夠與一流工業(yè)實(shí)踐基地保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，以便為學(xué)生提供更好的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)；另一方面實(shí)習(xí)生可以成為實(shí)習(xí)公司的潛在員工，這不僅解決了企業(yè)的招聘難題，也大大縮短了企業(yè)新員工培訓(xùn)時(shí)間。經(jīng)過9年的實(shí)踐，哈工大軟件學(xué)院已與一批知名企業(yè)建立了良好的長(zhǎng)期合作關(guān)系，成為我國(guó)高校工業(yè)化實(shí)踐的成功案例之一。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，外資企業(yè)、國(guó)內(nèi)500強(qiáng)企業(yè)、科研院所以及IT企業(yè)是哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)生就業(yè)的主要去向，每年到這些單位就業(yè)的學(xué)生約占畢業(yè)學(xué)生的90%以上。外資企業(yè)主要包括IBM、微軟、AUTODESK、NEC、東芝、三星、摩根士丹利以及Oracle等企業(yè)；國(guó)內(nèi)500強(qiáng)企業(yè)主要包括中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、航天科工集團(tuán)、工商銀行、華為、聯(lián)想、神州數(shù)碼等國(guó)內(nèi)知名企業(yè)；科研院所主要包括各大部委和全軍所屬各研究單位、中科院、中國(guó)航天機(jī)電集團(tuán)公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司所屬的科研單位、全國(guó)各高校；國(guó)內(nèi)知名IT企業(yè)主要包括百度、騰訊、金山、用友、盛大、阿里巴巴和搜狐等著名IT企業(yè)。超過50%的畢業(yè)生由其實(shí)習(xí)公司或合作企業(yè)錄用。

4、結(jié)語

逐步工業(yè)化教育方法能夠有效縮短畢業(yè)生與軟件工程師之間的差距，幫助畢業(yè)生快速適應(yīng)企業(yè)工作環(huán)境。經(jīng)過9年的探索與實(shí)踐，HIT-NPSS基于校企緊密合作的、面向?qū)嵺`的工業(yè)化教育模式初步取得了成功，有效保證了教育部倡導(dǎo)的卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的順利進(jìn)行。根據(jù)調(diào)查，未來幾年，我國(guó)IT企業(yè)對(duì)于優(yōu)秀軟件工程師的需求將以每年40萬人的速度增長(zhǎng)。作為人才培養(yǎng)基地的高校，如何進(jìn)一步深化教育體制改革，以便更好地滿足IT企業(yè)的高素質(zhì)人才需求，是高校長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。