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软件工程课程体系建设存在的问题及对策
发布时间:2019-07-05

  摘要:软件工程是信息时代的核心技术, 高等院校提高软件工程专业的教育质量对信息产业发展起到至关重要的作用。在"新工科"教育理念的背景下, 高校软件工程专业急需解决课程体系设计不合理、与产业对接不够、专业内容局限性等问题。针对该问题, 文章构建适应"新工科"人才培养的课程体系建立的制度、程序, 并建立基于能力培养的软件工程课程体系。该方法可以有效培养科学基础厚、工程能力强、具有多学科整合能力的复合型软件工程人才。

  关键词:新工科; 软件工程专业; 课程体系; 能力培养;

  一、新工科背景下软件工程专业发展

  随着云计算、物联网、人工智能、大数据等新兴技术的飞速发展, 社会生活、经济和产业结构发生重大变革, 从而对高等教育人才培养提出了新的需求。据统计, 我国92%的高等学校设置了工科专业。为推动高等教育工科专业教育改革创新, 2017年2月18日, 教育部组织高等院校召开研讨会, 提出了工程人才培养的"新工科"教育理念, 达成"复旦共识"."新工科"主要包括两层含义:在新的传统工科专业中增加没有的新专业;在原有的工科专业中革新教育理念、标准、模式;等等。在此背景下, 我国各高等院校积极进行工科专业改革, 培养工程实践能力强、创新能力强的高素质复合型"新工科"人才。

软件工程

  软件工程是信息时代的核心技术, 对各工科专业的发展起到促进作用。在"新工科"背景下, 软件工程学科要注重与其他工科专业的交叉融合, 从而使传统工科智能化、信息化。因此, 在此背景下, 该专业需要培养科学基础厚、工程能力强、具有多学科整合能力的复合型软件工程人才。

  二、软件工程课程体系建设存在的问题

  课程体系建设是培养新型工程技术人才的关键环节, 但传统软件工程课程体系建设存在以下问题。 (1) 课程体系设计不合理:没有做到以学生为中心, 软件工程课程的设置缺少培养学生某项能力的课程目标导向, 没有建立能力达成与课程体系之间的对应关系[1]. (2) 课程体系建设与产业对接不够:信息技术发展迅速, 软件工程部分课程设置不能满足企业技术使用的需要, 课程内容更新慢, 导致毕业生到相关企业必须重新学习新的技术。 (3) 课程体系建设专业内容局限性:软件工程课程内容设计虽然遵循软件工程逻辑, 但没有注重学科的交叉融合, 存在课程内容过窄过细的弊端。

  三、软件工程课程体系建立的制度和程序

  课程体系是专业培养方案的重要内容, 按照《哈尔滨理工大学人才培养方案修订与动态调整制度》《哈尔滨理工大学关于修订2010版本科人才培养方案的指导意见》 (索引) , 在收集汇总与人才培养有关信息的基础上, 本专业开始修订2015版培养方案的课程体系。修订过程采用动态评价修订方式, 课程体系的架构要求以学生为中心, 基于OBE理念, 根据毕业要求反向设计;能力方面要求既重视学生专业能力培养, 又要重视非专业能力培养, 要将解决复杂工程问题作为大背景, 重视工程实践能力和创新能力的培养;课程体系修订过程不仅要求专业教师参与讨论, 同时还要有企业行业专家的参与。2015版培养方案课程体系的修订过程如图1所示。

  专业课程体系修订过程中, 与产业界对接, 邀请了东软集团睿道黑龙江分公司、哈尔滨圣邦微电子公司、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等多家企 (事) 业单位及各高校专家对课程体系设置进行评估, 各位专家结合当今社会软件工程产业的发展需求, 对开设的课程、课程的教学内容、课程目标及教学执行计划提出了宝贵的意见。针对提出的问题, 本专业各课程组教师进一步修改完善相关内容, 最终形成新版课程体系。

  图1 课程体系修改程序

  本专业根据《哈尔滨理工大学人才培养方案修订与动态调整制度》的规定, 每4年对人才培养方案进行一次修订, 课程大纲的修订周期与培养方案修订周期一致。一旦形成了培养方案并重构了课程体系, 按照《哈尔滨理工大学教学大纲编制规范及要求》, 制定新版课程教学大纲。本专业形成了课程内容动态调整机制, 根据软件技术发展、行业需求等, 对教学内容进行动态调整, 从而修订课程教学大纲。新制定或修订的课程大纲由学院教学指导委员会审查, 通过后提交教务处备案。

  本专业课程大纲包括中英文课程基本描述、教学目标、课程目标与毕业要求的对应关系、课程的主要特点、教学方法、知识点与学时分配、案例设计、讲授提示及方法、作业设计、实验设计、考核与成绩评定、课程考核对课程目标的支撑等内容。课程大纲的内容充分体现了对学生能力的培养途径及达到的预期目标, 其严格执行可满足课程目标对毕业要求指标点的支撑。

  四、建立基于能力培养的软件工程课程体系

  (一) 建立理论与实际结合的教学计划

  本专业课程体系主要包括通识课、专业核心课、专业选修课和实践教学四大类。课程体系执行过程中注重理论联系实际, 实践性教学环节贯穿教学的全过程, 使学生把本专业理论与解决软件工程实践问题紧密结合。通识课使学生掌握工程设计的共性知识;专业核心课使学生掌握软件工程领域的理论知识和基本方法;专业选修课和实践教学涵盖了软件工程领域的主要知识和技术, 培养学生在某一专业方向或应用领域上从事工程实践的能力。

  (二) 建立课程体系对学生毕业要求的支撑

  本专业以毕业要求对知识能力的要求构建课程体系, 每门课程都要对毕业要求有明确的支撑。对每门课程确定课程目标、选择课程内容, 明确各门课程的目标对毕业要求指标点的支撑关系。本专业重点课程包括"离散数学""数据结构""数据库系统""操作系统""计算机网络""编译原理""软件创新设计""系统分析与设计""软件体系结构""软件质量保证与测试技术""软件项目管理"和两类实践课程:"课程设计"和"毕业设计"13门重点课程, 这些课程支撑了12个毕业要求中的26个指标点, 反映了这些重点课程对本专业所需工程知识和能力有较强支撑, 也体现了重点课程对毕业要求达成的重要作用。

  重点课程中的"离散数学""数据结构""数据库系统""操作系统""计算机网络""编译原理"属于基础课, 这几门课程涵盖了软件工程学科中的数理逻辑、算法分析、语言的形式化表示方法等内容。这些课程教学培养了学生抽象思维和逻辑思维的能力;对复杂软件系统的数据结构和算法流程进行设计的能力;对复杂软件的系统架构和功能结构进行设计的能力, 能够使学生运用软件基础知识进行系统的分析和设计。

  重点课程中的"系统分析与设计""软件体系结构""软件质量保证与测试技术""软件项目管理"属于专业平台课, 这几门课程的内容包含了软件过程的基本原理和开发阶段、软件体系结构的设计与实现技术、软件质量评估体系、白盒测试、黑盒测试等具体测试技术, 以及软件过程管理、软件配置管理、项目风险管理等内容。课程的学习, 使学生运用系统的观点、方法和理论, 对软件开发的全过程进行计划、组织、控制和实施, 从而培养学生运用软件工程的知识解决实际项目问题的能力。

  重点课程中的"课程设计"和"毕业设计"是重要的实践性教学环节, 通过课程设计和最后的毕业设计的训练, 使学生能够综合运用所学的专业理论知识和技术, 进行软件系统的分析和设计, 即培养学生具备软件工程所需的技术和技能, 进一步提升信息获取和职业发展需要的自我更新知识能力, 最终使学生具备解决复杂软件工程问题的能力。

  (三) 加强实践性教学环节

  本专业以培养学生的工程实践能力和创新能力为核心, 从加强课程设计、实习和科研创新等实践环节入手, 在不同学习阶段/学期分层次开展各种形式的实践性教学活动。此类课程总学分为40学分, 占总学分174的22.99%, 在学分比例方面, 达到了工科专业认证通用标准 (≥20%) 的要求。

  本文首先阐述新工科背景下软件工程专业发展, 并剖析在该背景下软件工程课程体系建设存在的问题。针对上述发展背景和课程体系存在的问题, 本文构建软件工程课程体系建立的制度和程序, 修订过程采用动态评价修订方式, 课程体系的架构要求以学生为中心, 基于OBE理念, 根据毕业要求反向设计。建立基于能力培养的软件工程课程体系, 该课程体系从建立理论与实际结合的教学计划、建立课程体系对学生毕业要求的支撑、加强实践性教学环节三个方面实施, 同时给出重点课程对本专业所需工程知识和工程能力的具体支撑, 指出该课程体系下相关课程的设计能有效培养"新工科"人才的能力。

  参考文献
  [1]于波, 郭红, 李鹏。CDIO工程教育模式在数据结构与算法教学中的应用[J].黑龙江教育:高教研究与评估, 2014, (12) .

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