新工科背景下軟件工程專業(yè)課程體系建設(shè)

于波 張淑麗 張宏國(guó)

摘? ? 要：軟件工程是信息時(shí)代的核心技術(shù)，高等院校提高軟件工程專業(yè)的教育質(zhì)量對(duì)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。在“新工科”教育理念的背景下，高校軟件工程專業(yè)急需解決課程體系設(shè)計(jì)不合理、與產(chǎn)業(yè)對(duì)接不夠、專業(yè)內(nèi)容局限性等問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，文章構(gòu)建適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)的課程體系建立的制度、程序，并建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系。該方法可以有效培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、具有多學(xué)科整合能力的復(fù)合型軟件工程人才。

關(guān)鍵詞：新工科;軟件工程專業(yè);課程體系; 能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2019）06-0058-02

一、新工科背景下軟件工程專業(yè)發(fā)展

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革，從而對(duì)高等教育人才培養(yǎng)提出了新的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)92%的高等學(xué)校設(shè)置了工科專業(yè)。為推動(dòng)高等教育工科專業(yè)教育改革創(chuàng)新，2017年2月18日，教育部組織高等院校召開研討會(huì)，提出了工程人才培養(yǎng)的“新工科”教育理念，達(dá)成“復(fù)旦共識(shí)”?！靶鹿た啤敝饕▋蓪雍x：在新的傳統(tǒng)工科專業(yè)中增加沒(méi)有的新專業(yè);在原有的工科專業(yè)中革新教育理念、標(biāo)準(zhǔn)、模式;等等。在此背景下，我國(guó)各高等院校積極進(jìn)行工科專業(yè)改革，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才。

軟件工程是信息時(shí)代的核心技術(shù)，對(duì)各工科專業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。在“新工科”背景下，軟件工程學(xué)科要注重與其他工科專業(yè)的交叉融合，從而使傳統(tǒng)工科智能化、信息化。因此，在此背景下，該專業(yè)需要培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、具有多學(xué)科整合能力的復(fù)合型軟件工程人才。

二、軟件工程課程體系建設(shè)存在的問(wèn)題

課程體系建設(shè)是培養(yǎng)新型工程技術(shù)人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)軟件工程課程體系建設(shè)存在以下問(wèn)題。（1）課程體系設(shè)計(jì)不合理：沒(méi)有做到以學(xué)生為中心，軟件工程課程的設(shè)置缺少培養(yǎng)學(xué)生某項(xiàng)能力的課程目標(biāo)導(dǎo)向，沒(méi)有建立能力達(dá)成與課程體系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系[1]。（2）課程體系建設(shè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)接不夠：信息技術(shù)發(fā)展迅速，軟件工程部分課程設(shè)置不能滿足企業(yè)技術(shù)使用的需要，課程內(nèi)容更新慢，導(dǎo)致畢業(yè)生到相關(guān)企業(yè)必須重新學(xué)習(xí)新的技術(shù)。（3）課程體系建設(shè)專業(yè)內(nèi)容局限性：軟件工程課程內(nèi)容設(shè)計(jì)雖然遵循軟件工程邏輯，但沒(méi)有注重學(xué)科的交叉融合，存在課程內(nèi)容過(guò)窄過(guò)細(xì)的弊端。

三、軟件工程課程體系建立的制度和程序

課程體系是專業(yè)培養(yǎng)方案的重要內(nèi)容，按照《哈爾濱理工大學(xué)人才培養(yǎng)方案修訂與動(dòng)態(tài)調(diào)整制度》《哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于修訂2010版本科人才培養(yǎng)方案的指導(dǎo)意見》（索引），在收集匯總與人才培養(yǎng)有關(guān)信息的基礎(chǔ)上，本專業(yè)開始修訂2015版培養(yǎng)方案的課程體系。修訂過(guò)程采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)修訂方式，課程體系的架構(gòu)要求以學(xué)生為中心，基于OBE理念，根據(jù)畢業(yè)要求反向設(shè)計(jì);能力方面要求既重視學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)，又要重視非專業(yè)能力培養(yǎng)，要將解決復(fù)雜工程問(wèn)題作為大背景，重視工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);課程體系修訂過(guò)程不僅要求專業(yè)教師參與討論，同時(shí)還要有企業(yè)行業(yè)專家的參與。2015版培養(yǎng)方案課程體系的修訂過(guò)程如圖1所示。

專業(yè)課程體系修訂過(guò)程中，與產(chǎn)業(yè)界對(duì)接，邀請(qǐng)了東軟集團(tuán)睿道黑龍江分公司、哈爾濱圣邦微電子公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等多家企（事）業(yè)單位及各高校專家對(duì)課程體系設(shè)置進(jìn)行評(píng)估，各位專家結(jié)合當(dāng)今社會(huì)軟件工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，對(duì)開設(shè)的課程、課程的教學(xué)內(nèi)容、課程目標(biāo)及教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃提出了寶貴的意見。針對(duì)提出的問(wèn)題，本專業(yè)各課程組教師進(jìn)一步修改完善相關(guān)內(nèi)容，最終形成新版課程體系。

本專業(yè)根據(jù)《哈爾濱理工大學(xué)人才培養(yǎng)方案修訂與動(dòng)態(tài)調(diào)整制度》的規(guī)定，每4年對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行一次修訂，課程大綱的修訂周期與培養(yǎng)方案修訂周期一致。一旦形成了培養(yǎng)方案并重構(gòu)了課程體系，按照《哈爾濱理工大學(xué)教學(xué)大綱編制規(guī)范及要求》，制定新版課程教學(xué)大綱。本專業(yè)形成了課程內(nèi)容動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，根據(jù)軟件技術(shù)發(fā)展、行業(yè)需求等，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而修訂課程教學(xué)大綱。新制定或修訂的課程大綱由學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查，通過(guò)后提交教務(wù)處備案。

本專業(yè)課程大綱包括中英文課程基本描述、教學(xué)目標(biāo)、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系、課程的主要特點(diǎn)、教學(xué)方法、知識(shí)點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配、案例設(shè)計(jì)、講授提示及方法、作業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐等內(nèi)容。課程大綱的內(nèi)容充分體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)途徑及達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)，其嚴(yán)格執(zhí)行可滿足課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐。

四、建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系

（一）建立理論與實(shí)際結(jié)合的教學(xué)計(jì)劃

本專業(yè)課程體系主要包括通識(shí)課、專業(yè)核心課、專業(yè)選修課和實(shí)踐教學(xué)四大類。課程體系執(zhí)行過(guò)程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)貫穿教學(xué)的全過(guò)程，使學(xué)生把本專業(yè)理論與解決軟件工程實(shí)踐問(wèn)題緊密結(jié)合。通識(shí)課使學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)的共性知識(shí);專業(yè)核心課使學(xué)生掌握軟件工程領(lǐng)域的理論知識(shí)和基本方法;專業(yè)選修課和實(shí)踐教學(xué)涵蓋了軟件工程領(lǐng)域的主要知識(shí)和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生在某一專業(yè)方向或應(yīng)用領(lǐng)域上從事工程實(shí)踐的能力。

（二）建立課程體系對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求的支撐

本專業(yè)以畢業(yè)要求對(duì)知識(shí)能力的要求構(gòu)建課程體系，每門課程都要對(duì)畢業(yè)要求有明確的支撐。對(duì)每門課程確定課程目標(biāo)、選擇課程內(nèi)容，明確各門課程的目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系。本專業(yè)重點(diǎn)課程包括“離散數(shù)學(xué)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”“操作系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“編譯原理”“軟件創(chuàng)新設(shè)計(jì)”“系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”“軟件體系結(jié)構(gòu)”“軟件質(zhì)量保證與測(cè)試技術(shù)”“軟件項(xiàng)目管理”和兩類實(shí)踐課程：“課程設(shè)計(jì)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”13門重點(diǎn)課程，這些課程支撐了12個(gè)畢業(yè)要求中的26個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，反映了這些重點(diǎn)課程對(duì)本專業(yè)所需工程知識(shí)和能力有較強(qiáng)支撐，也體現(xiàn)了重點(diǎn)課程對(duì)畢業(yè)要求達(dá)成的重要作用。

重點(diǎn)課程中的“離散數(shù)學(xué)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”“操作系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“編譯原理”屬于基礎(chǔ)課，這幾門課程涵蓋了軟件工程學(xué)科中的數(shù)理邏輯、算法分析、語(yǔ)言的形式化表示方法等內(nèi)容。這些課程教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生抽象思維和邏輯思維的能力;對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法流程進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力;對(duì)復(fù)雜軟件的系統(tǒng)架構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，能夠使學(xué)生運(yùn)用軟件基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)課程中的“系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”“軟件體系結(jié)構(gòu)”“軟件質(zhì)量保證與測(cè)試技術(shù)”“軟件項(xiàng)目管理”屬于專業(yè)平臺(tái)課，這幾門課程的內(nèi)容包含了軟件過(guò)程的基本原理和開發(fā)階段、軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)、軟件質(zhì)量評(píng)估體系、白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試等具體測(cè)試技術(shù)，以及軟件過(guò)程管理、軟件配置管理、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理等內(nèi)容。課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)、方法和理論，對(duì)軟件開發(fā)的全過(guò)程進(jìn)行計(jì)劃、組織、控制和實(shí)施，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用軟件工程的知識(shí)解決實(shí)際項(xiàng)目問(wèn)題的能力。

重點(diǎn)課程中的“課程設(shè)計(jì)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”是重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)和最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和技術(shù)，進(jìn)行軟件系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，即培養(yǎng)學(xué)生具備軟件工程所需的技術(shù)和技能，進(jìn)一步提升信息獲取和職業(yè)發(fā)展需要的自我更新知識(shí)能力，最終使學(xué)生具備解決復(fù)雜軟件工程問(wèn)題的能力。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

本專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心，從加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和科研創(chuàng)新等實(shí)踐環(huán)節(jié)入手，在不同學(xué)習(xí)階段/學(xué)期分層次開展各種形式的實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)。此類課程總學(xué)分為40學(xué)分，占總學(xué)分174的22.99%，在學(xué)分比例方面，達(dá)到了工科專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)（≥20%）的要求。

本文首先闡述新工科背景下軟件工程專業(yè)發(fā)展，并剖析在該背景下軟件工程課程體系建設(shè)存在的問(wèn)題。針對(duì)上述發(fā)展背景和課程體系存在的問(wèn)題，本文構(gòu)建軟件工程課程體系建立的制度和程序，修訂過(guò)程采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)修訂方式，課程體系的架構(gòu)要求以學(xué)生為中心，基于OBE理念，根據(jù)畢業(yè)要求反向設(shè)計(jì)。建立基于能力培養(yǎng)的軟件工程課程體系，該課程體系從建立理論與實(shí)際結(jié)合的教學(xué)計(jì)劃、建立課程體系對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求的支撐、加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)三個(gè)方面實(shí)施，同時(shí)給出重點(diǎn)課程對(duì)本專業(yè)所需工程知識(shí)和工程能力的具體支撐，指出該課程體系下相關(guān)課程的設(shè)計(jì)能有效培養(yǎng)“新工科”人才的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]于波，郭紅，李鵬.CDIO工程教育模式在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江教育：高教研究與評(píng)估，2014，（12）.