軟件工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士培養(yǎng)模式初探

駱斌　劉欽　馮桂煥　王浩然

摘要：隨著軟件工程自身觀念、知識、實(shí)踐、工具等的發(fā)展更新，我國軟件工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士教育的發(fā)展迎來巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。文章介紹GSw2009中的CBOK以及最新的SWEBOK V3兩種軟件工程知識體系，闡述借鑒GSwE2009的南京大學(xué)課程體系和與之配套的工程能力訓(xùn)練系統(tǒng)，結(jié)合中國研究生教育的實(shí)際，提出將軟件工程中的過程管理方法引入教學(xué)管理體系。

關(guān)鍵詞：軟件工程；研究生；知識體系；課程體系；專業(yè)規(guī)范

0.引言

20世紀(jì)90年代初，卡內(nèi)基一梅隆大學(xué)軟件工程研究所（SEI）和軟件工程教育者研討會共同努力建立了軟件工程碩士教育計劃。1993年，IEEE-CS/ACM聯(lián)合指導(dǎo)委員會建立，標(biāo)志著軟件工程建設(shè)進(jìn)入一個新的時期。隨后，經(jīng)過軟件工程協(xié)調(diào)委員會（SWECC）的多年努力，2004年正式發(fā)布了軟件工程知識體SWEBOK和本科生軟件工程教育計劃CCSE 2004，2009年發(fā)布了軟件工程職業(yè)道德規(guī)范和職業(yè)實(shí)踐以及研究生軟件工程教育計劃GSwE2009-2014年，隨著軟件工程自身觀念、知識、實(shí)踐、工具等的發(fā)展更新，SWEBOK也終于更新到V3版。

2002年國內(nèi)啟動了軟件工程碩士培養(yǎng)程序，2011年軟件工程作為獨(dú)立的一級學(xué)科得以設(shè)立。因此，研究國際軟件工程碩士教育體系，對處于初創(chuàng)期的中國軟件工程教育具有特別重要的意義。南京大學(xué)軟件學(xué)院對軟件工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士培養(yǎng)模式進(jìn)行初步探索，試圖從知識體系、課程體系、工程能力訓(xùn)練體系以及教學(xué)管理體系上為我國軟件工程專業(yè)碩士教育提供思路。

1.知識體系

軟件工程知識體系主要有兩個來源：SWEBOK和GSwE2009中的教育知識體系CBOK。

GSwE2009中的教育知識體系CBOK主要來源于SWEBOK 2004，同時也參考了SEEK 2004、INCOSE 2003和Haskins 2007。相比較SWEBOK2004，CBOK增加了一個新的知識域（knowledgearea，KA）（職業(yè)實(shí)踐）和4個關(guān)于教育的知識域（工程經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)、計算基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)），與此同時還增加了系統(tǒng)工程基礎(chǔ)和職業(yè)操守指導(dǎo)等兩個全新知識域。此外，CBOK還調(diào)整了一些知識單元/知識點(diǎn)，具體為：

（1）人機(jī)交互設(shè)計被加入到軟件設(shè)計知識域；

（2）工程經(jīng)濟(jì)學(xué)單元被加入到軟件工程管理知識域；

（3）風(fēng)險管理單元被加入到軟件工程管理知識域；

（4）軟件檢驗(yàn)和有效性驗(yàn)證單元被加入到軟件質(zhì)量知識域。

為加強(qiáng)軟件工程在GSwE2009中的角色和地位，GSwE2009對部分知識域的名稱和知識單元/知識點(diǎn)組織進(jìn)行了調(diào)整，如軟件需求改為需求工程，軟件測試改為測試，軟件配置管理改為配置管理等。

2014年新版的SWEBOK V3與CBOK類似，在SWEBOK 2004的基礎(chǔ)上增加了4個關(guān)于教育的知識域（軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、計算基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)）和軟件工程職業(yè)實(shí)踐知識域。軟件工程專業(yè)實(shí)踐知識域又細(xì)分為專業(yè)性（professionalism）、團(tuán)隊(duì)動力學(xué)（group dynamics）和交流技巧（communication skills）。

通過對這兩個知識體系的分析可以發(fā)現(xiàn)，只有具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、計算基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)，全面了解軟件開發(fā)的過程、方法和工具且受過良好訓(xùn)練的人，才有可能成為未來軟件行業(yè)的中堅(jiān)力量和領(lǐng)軍人物。

2.課程體系

在設(shè)計課程體系架構(gòu)時，GSwE2009規(guī)定至少為CBOK所規(guī)定的核心知識單元分配15個學(xué)分的教學(xué)時間和200小時的交流時間（北美的學(xué)術(shù)模式），同時課程設(shè)置應(yīng)滿足CBOK所規(guī)定的相關(guān)核心知識單元的布魯姆分類學(xué)認(rèn)知范疇中的6種級別（知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評價）。GSwE2009建議使用整個課程50%的學(xué)時來覆蓋CBOK所規(guī)定的核心知識單元內(nèi)容。

南京大學(xué)軟件工程專業(yè)的碩士研究生課程體系架構(gòu)采取混合模式，要求碩士研究生在校學(xué)習(xí)8個學(xué)分的通修課程（A類）和24個學(xué)分的專業(yè)課程（B/C/D類）。B類課程為高級軟件工程課程，覆蓋重要的軟件工程核心知識；C類“系統(tǒng)分析與設(shè)計”及“軟件質(zhì)量保障”課程，覆蓋部分軟件工程核心知識、軟件工程高級知識深入和特殊應(yīng)用領(lǐng)域知識；D類課程分兩類，第一類為與軟件工程核心知識和高級知識相關(guān)的課程，第二類為與專業(yè)方向（即辦學(xué)特色和特殊應(yīng)用領(lǐng)域）相關(guān)的課程。部分A類課程、B類課程、C類課程和D類第一類課程覆蓋了GSwE2009推薦的15個學(xué)分所要求的核心知識，D類第二類課程的教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了學(xué)校的辦學(xué)特色和對特定應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注。具體課程體系見表1。

3.工程能力訓(xùn)練體系

與GSwE2009和SWEBOK V3中的職業(yè)實(shí)踐要求相對應(yīng)，南京大學(xué)軟件學(xué)院通過知識點(diǎn)分解和聯(lián)合設(shè)計教學(xué)體系，確保了理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化。

在此基礎(chǔ)上，軟件學(xué)院進(jìn)一步整體規(guī)劃與設(shè)計驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計型實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。工程能力訓(xùn)練體系以軟件工程方法為指導(dǎo)，以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)（軟件工程知識和領(lǐng)域知識的簡單個人應(yīng)用，用于鞏固和加深學(xué)生對于特定理論知識點(diǎn)的理解程度）、設(shè)計型實(shí)驗(yàn)（團(tuán)隊(duì)級綜合軟件工程課程實(shí)踐、與應(yīng)用相結(jié)合的領(lǐng)域課程實(shí)踐，循序漸進(jìn)地對學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和操作能力加以強(qiáng)化）、實(shí)習(xí)等階段為主線，以特定軟件工程方法系列實(shí)驗(yàn)和特定軟件系統(tǒng)/技術(shù)系列實(shí)驗(yàn)為兩翼，以前沿技術(shù)和學(xué)生創(chuàng)新為補(bǔ)充，全面提高學(xué)生的工程化實(shí)踐能力。為期36周的全時制實(shí)習(xí)使學(xué)生體驗(yàn)了業(yè)界氛圍和一線開發(fā)人員的工作環(huán)境，進(jìn)一步鍛煉其工程能力。為培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，工程能力訓(xùn)練體系中還引入了面向問題的教學(xué)模式、案例驅(qū)動的教學(xué)模式、開放性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶蛯W(xué)生創(chuàng)新小組模式等創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)方法。

以手持設(shè)備軟件開發(fā)課程為例，整個課程實(shí)驗(yàn)作業(yè)見表2。前兩個迭代主要以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，后兩個迭代則是充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作的設(shè)計型實(shí)驗(yàn)，要求所有作品必須在Android或者iOS的市場中上線，獲得真實(shí)的用戶評價和建議并能據(jù)此改進(jìn)，這樣會給學(xué)生帶來更好的前進(jìn)動力和高質(zhì)量的要求。迭代過程也強(qiáng)調(diào)教師對學(xué)生開發(fā)工作的跟蹤和反饋，以幫助學(xué)生思考軟件項(xiàng)目開發(fā)中的不足并持續(xù)改進(jìn)。

除了工程技術(shù)能力的培養(yǎng)，南京大學(xué)軟件學(xué)院還特別注意學(xué)生的知識產(chǎn)權(quán)和保密意識，開設(shè)了相關(guān)課程。學(xué)生在實(shí)習(xí)期開始時需要和企業(yè)簽訂知識產(chǎn)權(quán)及保密協(xié)議書，從而系統(tǒng)全面地培養(yǎng)學(xué)生的工程職業(yè)能力。這也正是GSwE2009和SWEBOK所要求的。

4.教學(xué)管理體系

軟件工程管理中有一個著名的論斷：沒有高質(zhì)量的開發(fā)過程，就沒有高質(zhì)量的軟件。軟件產(chǎn)品的質(zhì)量與軟件人才的培養(yǎng)質(zhì)量有很大程度的一致性，因此教育教學(xué)的質(zhì)量在很大程度上取決于教學(xué)過程的質(zhì)量。南京大學(xué)軟件學(xué)院創(chuàng)新性地將軟件工程中的過程管理方法引入教學(xué)管理，從教學(xué)過程設(shè)計階段就充分考慮質(zhì)量保障的目標(biāo)、方法和措施，并在教學(xué)實(shí)施的每個環(huán)節(jié)之中動態(tài)地進(jìn)行質(zhì)量跟蹤和監(jiān)控，通過不斷提高教學(xué)過程的質(zhì)量來確保教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

以對軟件工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士生最重要的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)為例，南京大學(xué)軟件學(xué)院開學(xué)初就為學(xué)生確定導(dǎo)師，第一學(xué)年在校期間由導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)或工程型項(xiàng)目研發(fā)，第二小學(xué)期末學(xué)生向?qū)熖峤粚W(xué)術(shù)或工程型報告，經(jīng)導(dǎo)師確認(rèn)，啟動實(shí)習(xí)。如導(dǎo)師認(rèn)為報告不合格，可向?qū)W院申請延期3個月啟動實(shí)習(xí)。

工程碩士研究生的實(shí)習(xí)須通過學(xué)院組織的雙向選擇程序，經(jīng)學(xué)院工程發(fā)展中心批準(zhǔn)備案后開始。實(shí)習(xí)研究生在實(shí)習(xí)期應(yīng)該及時與指導(dǎo)教師保持聯(lián)系。指導(dǎo)教師未及時與學(xué)生聯(lián)系者須追究責(zé)任；對指導(dǎo)教師的聯(lián)絡(luò)置之不理者，學(xué)院將根據(jù)其拖延期相應(yīng)順延畢業(yè)時間。工程發(fā)展中心會定期檢查師生交流的情況，確保實(shí)習(xí)期導(dǎo)師指導(dǎo)的順利進(jìn)行。研究生在實(shí)習(xí)期調(diào)整實(shí)習(xí)單位，必須有明確理由并報學(xué)院工程發(fā)展中心同意。凡未經(jīng)批準(zhǔn)自行調(diào)整實(shí)習(xí)單位，導(dǎo)致論文工作無法延續(xù)者，實(shí)習(xí)期重新計算，畢業(yè)時間相應(yīng)順延。

除此之外，學(xué)位論文也有一個嚴(yán)格的過程管理。學(xué)位論文的寫作分為選題、開題報告、中期檢查、論文提交等環(huán)節(jié)。學(xué)院通過每個節(jié)點(diǎn)的階段性審查來控制整個論文寫作的質(zhì)量。

對于全日制研究生，規(guī)定在軟件工程專業(yè)實(shí)踐開始的第四個月與學(xué)位論文指導(dǎo)教師討論選題，并在軟件工程專業(yè)實(shí)踐開始的5個月內(nèi)完成開題報告。無故推遲完成開題報告，學(xué)院將對學(xué)生作延期畢業(yè)處理。所有研究生應(yīng)在學(xué)位論文答辯前3個月向?qū)W位論文指導(dǎo)教師提交學(xué)位論文中期進(jìn)展報告，如學(xué)位論文中期檢查未獲通過，學(xué)院和指導(dǎo)教師有權(quán)推遲相關(guān)研究生的答辯。所有研究生應(yīng)在學(xué)位論文答辯前兩個月向?qū)W位論文指導(dǎo)教師提交學(xué)位論文初稿，并在學(xué)位論文答辯前一個月向?qū)W位論文指導(dǎo)教師提交學(xué)位論文，以便啟動軟件工程專業(yè)實(shí)踐成果評審、學(xué)位論文評閱等答辯前準(zhǔn)備工作。如果在論文中發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)不端行為，學(xué)院將對學(xué)生作出延期畢業(yè)處理。

5.結(jié)語

南京大學(xué)軟件工程碩士課程體系、工程能力訓(xùn)練體系、教育管理體系實(shí)施5年以來，共畢業(yè)約600名研究生。他們的就業(yè)率和平均起薪一直在南京大學(xué)各院系中名列前茅。通過對他們就業(yè)的企事業(yè)單位的回訪得知，這些畢業(yè)生陸續(xù)開始承擔(dān)重要的技術(shù)和管理崗位，深受各方的好評。因此特撰寫此文以供我國軟件工程碩士教育體系設(shè)計者們參考。