國際化軟件工程項目研究方法

丁雪梅，李 璇，倪友聰，杜 欣，曾章瑞

（1. 福建師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與信息學(xué)院，福建 福州 350108；2. 阿爾斯特大學(xué) 計算與工程學(xué)院，英國北愛爾蘭 倫敦德里 BT48 7JL；3. 福州學(xué)立方教育科技有限公司, 福建 福州 350028）

0 引 言

軟件工程（Software Engineering, SE）是工程學(xué)以一種系統(tǒng)的方法在軟件開發(fā)中的應(yīng)用，涉及科技知識、方法、經(jīng)驗的應(yīng)用，對軟件進行設(shè)計、實現(xiàn)、測試及形成文檔，同時使用工程學(xué)原理以最經(jīng)濟方式獲取可靠的、有效的軟件產(chǎn)品[1-2]。軟件工程項目研究方法與項目管理是軟件工程領(lǐng)域必不可少的技能，因軟件產(chǎn)業(yè)的國際化發(fā)展特性，研究適應(yīng)全球的軟件項目管理方法是軟件工程專業(yè)教育改革的一項重要課題。

筆者在20多年的高校教學(xué)經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)，軟件工程專業(yè)甚至其他理工科專業(yè)的本科生乃至碩士研究生對項目管理尤其是項目研究方法缺乏系統(tǒng)化專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和理解，學(xué)生研讀中外文獻(xiàn)的能力較弱，導(dǎo)致很難撰寫出高質(zhì)量的課程設(shè)計/畢業(yè)設(shè)計文檔，尤其是碩士研究生撰寫英文學(xué)術(shù)文章的能力普遍較低。因此筆者提出國際化軟件工程項目管理（International Software Engineering Project Management, I-SEPM）人才培養(yǎng)模式框架，見圖1。該項目以數(shù)學(xué)與信息（原軟件）學(xué)院國際合作／校企合作辦學(xué)及國際化師資隊伍建設(shè)為基石，重點實施軟件工程項目研究方法與項目管理的課程資源規(guī)劃及建設(shè)。

1 課程體系規(guī)劃

應(yīng)以國際化軟件工程項目管理能力為培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合“理論與實作”以及“學(xué)校與產(chǎn)業(yè)”模式，建立以提升工程素質(zhì)為根本、以培養(yǎng)軟件工程項目管理能力為核心的一體化課程體系：①面向本科生開設(shè)完整的項目管理實踐課程，在講授和培訓(xùn)相關(guān)學(xué)科理論的基礎(chǔ)上，與企業(yè)合作開展實用的項目開發(fā)管理實踐；②學(xué)院注重國際化、工程型和應(yīng)用型相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，參考國外著名高校的項目管理課程設(shè)置情況，配套開設(shè)相關(guān)的雙語教學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，比如計算機概論課程，注重培養(yǎng)學(xué)生在項目管理方面的專業(yè)英語研讀與寫作能力，使學(xué)生與國際化軟件產(chǎn)業(yè)要求接軌[3-5]；③面向本科生與研究生，開設(shè)研究方法與項目管理課程，且作為學(xué)位必修課，使學(xué)生掌握國際前沿的科研方法和開發(fā)技能，具備獨立開展研究和項目開發(fā)管理的能力；④選取國外高等院校計算與信息科學(xué)類優(yōu)秀原版教材，選定軟件工程研究方法與項目管理參考書目，借鑒國外優(yōu)秀課程電子資源，根據(jù)原版教材的特點和編寫風(fēng)格適當(dāng)調(diào)整教學(xué)大綱和進度，使課程設(shè)置合理化、科學(xué)化。

圖1 國際化軟件工程項目管理I-SEPM人才培養(yǎng)模式

該課程的目標(biāo)是使學(xué)生學(xué)會軟件工程領(lǐng)域與執(zhí)行一個項目相關(guān)的全部技能。通過該課程，學(xué)生將學(xué)到研究方法、項目準(zhǔn)備、項目管理、項目成果提交等多方面的知識，同時也要求學(xué)生從設(shè)計一個理想的項目模式到如何實現(xiàn)并評價該項目做出周全的全過程考慮。

通過開設(shè)該課程，學(xué)生預(yù)期在知識的獲取中了解項目開發(fā)的關(guān)鍵原理和概念，從一個理想中的概念模型到軟件原型的實現(xiàn)，再到軟件評價的整體研究過程中進行知識理解；領(lǐng)會各種研究方法學(xué)的差異，并能從中選擇合適的、特定的研究策略和原型設(shè)計方法；在人文素質(zhì)上，學(xué)會在軟件工程領(lǐng)域恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)一個研究問題，綜合考量需求規(guī)格、原型設(shè)計和項目研究的方法，提供一個適合的項目規(guī)劃；進而選擇一個技術(shù)方案，以便解決與被定義問題相關(guān)的各種困難和挑戰(zhàn)；最后采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄔu估研究成果，從而促進學(xué)生智商與情商的綜合提高；在專業(yè)和實踐技能上，尋找恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方式來定義一個研究問題，對擬提出的研究框架給出相關(guān)約束限制因素；明確如何才能規(guī)劃詳細(xì)的需求規(guī)格說明書，并有能力展示整個項目的研發(fā)和管理過程，包括軟件設(shè)計、實現(xiàn)、維護與測試；在軟件工程項目研發(fā)成果轉(zhuǎn)讓上，具備敏銳的洞察力，以便選擇一個具有挑戰(zhàn)性、實用性的研究項目；然后以簡明扼要的方式給出可行的設(shè)計方案，嚴(yán)格地評價來源于眾多資源中的信息；最后以書面或口頭形式正式地展示自己的研究工作，具有產(chǎn)品轉(zhuǎn)化潛能的軟件項目才是有研發(fā)意義的。

該課程理論教學(xué)部分包括以下教學(xué)內(nèi)容：科學(xué)研究簡介、知識的來源、研究方法學(xué)、項目管理、科研成果發(fā)布及科研倫理學(xué)。實驗教學(xué)涵蓋如何發(fā)現(xiàn)科研信息以及申請科研實驗數(shù)據(jù)、研讀科學(xué)研究論文、完成文獻(xiàn)綜述、使用恰當(dāng)?shù)奈墨I(xiàn)索引軟件、項目規(guī)劃等。

2 教學(xué)資源與教學(xué)模式改革

2.1 項目驅(qū)動式教學(xué)及資源建設(shè)

首先為適應(yīng)軟件工程國際化需求，對教學(xué)方法的改進由過去的中文教學(xué)，轉(zhuǎn)為雙語教學(xué)，并向英文教學(xué)循序漸進地過渡；除多媒體教學(xué)外，采用多樣的教學(xué)手段，如分組討論法、案例分析法、課上與課下項目匯報等；建立基于數(shù)字化課程網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)資源，包括教材、教案、課件、習(xí)題與作業(yè)、試卷全部采用英語形式，教學(xué)大綱、實驗大綱、實驗任務(wù)書及相關(guān)教學(xué)輔助資源全部網(wǎng)絡(luò)共享；從傳統(tǒng)的按章節(jié)講解改革為以項目模塊分組，項目研發(fā)階梯式進度匯報及項目整合的循環(huán)教學(xué)模式[6]。

2.2 典型案例

教學(xué)中，項目組成員結(jié)合各自科研方向以及參與或指導(dǎo)項目研發(fā)與項目管理的經(jīng)驗，從產(chǎn)學(xué)研合作項目中提煉教學(xué)案例，支持I-SEPM特色課程的實踐教學(xué)。

2.2.1 PMO-CDIO人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式案例

教改創(chuàng)新團隊在保障CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）組織實施的同時，加強項目管理的軟件工程人才培養(yǎng)新模式。例如圖2基于X/Y/Z計劃項目研發(fā)的PMO-CDIO（Project Management Off i ce - CDIO）創(chuàng)新模式[6]。PMO-CDIO能夠培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作和項目管理能力，包括小型系統(tǒng)、中型系統(tǒng)和大型系統(tǒng)的開發(fā)管理以及自創(chuàng)需求開發(fā)，延伸自創(chuàng)系統(tǒng)的指定開發(fā)以及賦予產(chǎn)學(xué)合作項目的開發(fā)等。其中學(xué)生自創(chuàng)性的需求，經(jīng)X/Y/Z的計劃都有成熟的表現(xiàn)。在指定特殊需求的委托開發(fā)以及產(chǎn)學(xué)合作需求系統(tǒng)開發(fā)項目中，可以依需求的范疇達(dá)成可運用的產(chǎn)品水平。目前已成功研發(fā)學(xué)立方在線教育服務(wù)管理平臺、學(xué)立方視頻學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、高教學(xué)生事務(wù)平臺等大型項目。

圖2 PMO-CDIO人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式

2.2.2 基于軟件框架AF4Java的軟件設(shè)計實踐教學(xué)法

實踐教學(xué)是I-SEPM特色課程教學(xué)的重要內(nèi)容，而軟件設(shè)計實踐教學(xué)一直被認(rèn)為是軟件工程專業(yè)教學(xué)難點中的難點。由于缺乏與軟件設(shè)計相關(guān)的教學(xué)資源，學(xué)生往往難以在有限教學(xué)課時內(nèi)理解模塊化、信息隱蔽、功能獨立等抽象概念，難以把握高內(nèi)聚、低耦合等設(shè)計原則，更難掌握已有的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計模式和軟件框架等與工程實踐密切相關(guān)的設(shè)計知識。為了支撐I-SEPM特色課程體系中軟件設(shè)計的實踐教學(xué)，項目組開發(fā)的軟件框架AF4Java不僅可以幫助學(xué)生更好地理解軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計模型、軟件框架等知識，而且還能使學(xué)生利用它提供的可重用構(gòu)件高效地進行Java Web應(yīng)用軟件的設(shè)計。

AF4Java框架被分為用戶界面層（UI layer）、領(lǐng)域?qū)樱―omain layer）和數(shù)據(jù)訪問層（Data Access layer）3層，見圖3。用戶界面層實現(xiàn)圖形用戶接口GUI，提供用戶與應(yīng)用程序之間的交互。領(lǐng)域?qū)臃庋b業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)實體，并向UI層提供業(yè)務(wù)功能接口。數(shù)據(jù)訪問層則封裝了對數(shù)據(jù)庫的訪問功能，為領(lǐng)域?qū)犹峁?shù)據(jù)訪問接口。軟件框架AF4Java為學(xué)生提供了一種直觀的、有效的軟件設(shè)計的教學(xué)資源庫。AF4Java軟件工程實踐教學(xué)過程分為初始、計劃、實施、評審4個階段。I-SEPM特色課程體系中軟件設(shè)計的教學(xué)實踐證明，基于AF4Java框架的軟件設(shè)計實踐教學(xué)過程，幫助了學(xué)生理解軟件設(shè)計的抽象概念，同時也使學(xué)生能更好地進行軟件設(shè)計實踐，進而改善軟件工程實踐教學(xué)的效果。

圖3 軟件框架AF4Java示意圖

3 國際化合作與校企合作辦學(xué)

福建師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息（原軟件）學(xué)院秉承國際化辦學(xué)理念，通過實行國際合作、閩臺合作、校企合作和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式開放辦學(xué)。學(xué)院與臺灣兩所大學(xué)開展閩臺合作辦學(xué)，學(xué)生在臺學(xué)習(xí)期間，適應(yīng)英文（雙語）授課，進一步提高國際化軟件工程項目研發(fā)能力；另外，在與英國阿爾斯特大學(xué)、赫瑞·瓦特大學(xué)和阿伯斯特威斯大學(xué)建立聯(lián)合培養(yǎng)本科與碩士的國際合作辦學(xué)模式的基礎(chǔ)上，進一步與更多的國外高校建立合作關(guān)系，實現(xiàn)國際化人才培養(yǎng)。也可推薦學(xué)生攻讀國外高水平大學(xué)的項目管理專業(yè)碩士、博士學(xué)位。

學(xué)院積極開展國際合作多模式聯(lián)合培養(yǎng)辦學(xué)，2004年與英國阿爾斯特大學(xué)（Ulster University）計算與工程學(xué)院合作，實行“3+1”雙校本科文憑模式，現(xiàn)階段正在擴展到聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生合作模式。2010年與英國赫瑞瓦特大學(xué)（University of Heriot-Watt）數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院合作，實行“2+2”“3+1”雙校本科文憑模式。2011年與英國亞伯大學(xué)（Aberystwyth University）計算機科學(xué)系合作，實行“3+2”“3.5+1.5”“4+1”本校本科文憑和對方校碩士文憑模式?；谝陨蠂H合作聯(lián)合培養(yǎng)項目，迄今已有100多位學(xué)生成功地在國外合作大學(xué)交換留學(xué)，包括優(yōu)秀碩士研究生在Ulster大學(xué)短期訪學(xué)、優(yōu)秀“3+1”項目本科生獲獎學(xué)金直接攻讀Bath大學(xué)博士學(xué)位、優(yōu)秀碩士研究生獲Bristol大學(xué)全額獎學(xué)金攻讀博士學(xué)位等。

自2012年福建師范大學(xué)與臺灣“中央”大學(xué)、臺灣師范大學(xué)、臺灣財團法人資訊工業(yè)策進會實行“2+1+1”模式合作辦學(xué)，即第一、二學(xué)年學(xué)生在本校學(xué)習(xí)，第三學(xué)年在臺灣高校學(xué)習(xí)，第四學(xué)年到臺資企業(yè)或?qū)W校外包基地實習(xí)，以獲取本校本科學(xué)歷及學(xué)位。

為推進校企之間的資源共享和優(yōu)勢互補，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、實踐能力與個性化發(fā)展，學(xué)院積極拓寬校企聯(lián)合辦學(xué)模式，長期與新大陸科技集團、福建網(wǎng)龍計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、福建富士通信息軟件、福建榕基軟件開發(fā)、福建萬城數(shù)碼科技、福建天晴數(shù)碼、福州宏博科技公司等10多家大型知名企業(yè)在人才培養(yǎng)和實踐基地建設(shè)上建立合作關(guān)系，與迦博數(shù)碼科技（廈門）有限公司等企業(yè)共建“福建師范大學(xué)軟件外包服務(wù)與人才培養(yǎng)基地”。建設(shè)于校內(nèi)的軟件外包服務(wù)與人才培養(yǎng)基地吸收大學(xué)四年級學(xué)生或應(yīng)屆畢業(yè)生，特別是閩臺高校聯(lián)合培養(yǎng)人才項目學(xué)生，到基地進行培訓(xùn)實習(xí)。近3年，基地共實習(xí)培訓(xùn)超過200人，經(jīng)軟件外包服務(wù)與人才培養(yǎng)基地這一平臺的訓(xùn)練，學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)不斷強化，既提高就業(yè)率又提升就業(yè)質(zhì)量。

4 師資隊伍建設(shè)及成果

項目在培養(yǎng)國際化軟件人才的同時，課題組成員得到了不斷提升，所有成員均具有博士研究生學(xué)位，并且仍通過進修、訪學(xué)、引進等多種途徑進行師資隊伍科研素質(zhì)再提升，學(xué)習(xí)最新產(chǎn)業(yè)化I-SEPM技能，進一步提高雙語教學(xué)能力，引入國際化教學(xué)理念和方法。項目在研期間，課題組成員先后赴英國Ulster大學(xué)、香港大學(xué)、英國UCL大學(xué)、英國Birmingham大學(xué)從事博士后科研項目研究、訪問學(xué)者科研交流等工作，他們已經(jīng)對國際化軟件工程項目研究方法進行深入的研究，同時也積累了豐富的科研經(jīng)驗。這支團隊完全能夠勝任國際化軟件人才培養(yǎng)的教學(xué)重任。

任何軟件項目的成功研發(fā)都離不開團隊合作，本項目團隊不僅具有超強的團隊協(xié)作意識和凝聚力，同時也注重積極與其他團隊成員合作，共同探索教學(xué)改革創(chuàng)新研究以及項目驅(qū)動式軟件人才培養(yǎng)新方案[7-8]。

5 結(jié) 語

在提出國際化軟件工程項目管理人才培養(yǎng)模式框架的同時，應(yīng)著重建設(shè)研究方法與項目管理課程教學(xué)改革新模式和創(chuàng)新教學(xué)方法。整個項目以國際合作辦學(xué)和國際化師資隊伍培養(yǎng)為基礎(chǔ)，涵蓋課程體系規(guī)劃、教學(xué)資源建設(shè)、項目驅(qū)動式教學(xué)模式改革?，F(xiàn)階段已全部完成項目建設(shè)任務(wù)。通過面向高年級本科生開設(shè)軟件工程項目驅(qū)動式課程及面向低年級碩士研究生開設(shè)研究方法與項目管理課程，該項目已獲得了滿意的成果，學(xué)生科研能力大幅度提高，并且掌握了使用國際化通用的軟件工具協(xié)助熱點項目的研發(fā)，同時教學(xué)改革成果已整理發(fā)表。后續(xù)工作會將已建設(shè)的全部教學(xué)資源在學(xué)校數(shù)字化教學(xué)平臺上實現(xiàn)共享。

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