国内若干高校软件工程专业培养方案比较

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  摘 要:本文选取若干具有代表性的我国高校的软件工程本科专业的培养方案,从培养目标、培养模式、课程结构3个方面进行比较分析,发现其中存在的问题有:专业设置单一,涉及面窄;培养目标雷同,办学特色不明显。提出了改进和完善培养方案的建议:规范软件工程本科专业;培养目标要多元化,以满足软件行业对软件人才的不同需求;加强专业实践课程的开设,主张培养综合能力型的软件人才。
  关键词:软件工程 本科培养方案 培养目标 培养模式
  中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)04(b)-0149-02
  
  现在,计算机学科已经扩展到计算科学,IEEE于2001年提出了该学科的教学规划,把计算科学划分为计算机科学、计算机工程、软件工程、信息系统、信息技术和其他有待发展的学科。其中,软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理开发软件的工程。软件工程的核心内容涵盖了软件工程过程、软件工程方法和软件工程工具三个层次,包括软件开发技术和软件工程管理两个侧面。
  在中国,软件专业的教学试点开始于80年代,国务院颁布了《振兴软件产业与集成电路产业发展的若干政策》[1]明确指出要加快多层次软件使用人才的培养。此外,教育部和国家计委于2001年底在全国批准成立35所示范性软件学院,确立了培养“多层次、实用型、应用型、具有国际竞争能力”的软件工程人才目标。软件工程人才的培养在中国受到越来越多教育机构的重视。
  围绕我国软件工程人才培养目标,通过详细分析Software Engineering 2004和SWEBOK_Guide_2004的软件工程学科教程,下文将对所选取的五所典型的国内高校软件工程专业培养方案进行比较。考虑到高校所在地的地理、经济环境,以及各高校所属的级别,选择了清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学、四川大学和烟台大学五所高校,其中前四所高校中都有独立的软件学院,烟台大学是在计算机学院下开设了软件工程专业。
  
  1 培养方案比较分析
  培养方案是围绕一定培养目标的一组课程的组合模式,本质上是不同课程间的搭配与组合。培养方案主要包括培养目标、培养模式与课程结构。
  1.1 培养目标比较
  对比这五所高校制定的软件工程专业培养目标,不难发现,它们的培养目标基本相同。虽然在具体的文字描述上有些差异,但总体上是“专业的目标定位于面向领域的、高层次、开放型、符合型、国际化的软件人才的高度,具体的业务目标为培养软件产业优秀的系统分析、设计和开发人员及项目管理员,努力使学生掌握领域的基础知识,具有较强的实践能力和项目开发设计及管理经验”。
  软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的学科。软件工程专业的教育目标定位于面向软件产业培养高素质的工程型软件实用人才。围绕这一定位,軟件工程专业的高等教育应该围绕大型软件开发过程中的工程方法、关键技术和相关工具展开。所以,将学生培养成高级的软件工程技术人才是软件工程专业的主要培养目标,折射在课程设置上,就是在专业基础课和专业课上有较多的工程技术类的课程。
  1.2 培养模式比较
  根据对所调查院校培养模式的分析,以及现已被提出的常用的四类培养模式为基础对五所高校的软件工程专业培养方案进行比较。
  1.2.1 模式一:偏向于计算机科学的课程设置模式
  这种模式适合由计算机科学专业转化而来的软件工程专业。由于软件工程和计算机科学的历史渊源和密切联系,它的产生依托了计算机科学的研究成果,侧重于计算机科学专业与软件工程专业的结合,在突出专业的工程特色的同时亦注重软件工程的科学属性。这种模式最大的优点就在于它可以很好地利用计算机科学专业的办学经验和特色来办好软件工程专业。此类核心课程设置方法基本类同于IEEE2001 SE推荐的计算机科学优先方法。四川大学的课程设置就属于该模式。在四川大学的软件工程专业培养方案中其专业核心课程为:计算机科学和软件工程课程,两者都各占专业核心课程的30%,体现了计算机科学与软件工程专业的结合。
  1.2.2 模式二:偏向于软件开发技术的课程设置模式
  这种模式强化了学生对软件开发技术的要求,并适当简化对硬件和系统软件构造知识的要求,从而简化了模式一中计算机科学核心课程的数量,通过改造部分课程,有利于学生学习的有效性程度。北京航空航天大学的课程设置就属于模式二。在北京航空航天大学的软件工程专业培养方案中,不仅减少了电路分析、电子技术等计算机科学专业的必修课,还同时特别强调了实践教学,有一整套完整的实践教学体系,每个学年有三部分的实践教学,且明确要求每位学生四年累计达到10000行代码以上。
  1.2.3 模式三:偏向于系统认识的课程设置模式
  此模式根据软件工程学科对硬件和系统软件的知识要求,重新构造此部分软件基础课程,并强调学生对于计算机系统的系统级认识和对于工程化软件开发方法的认识。烟台大学的课程设置就属于模式三。在烟台大学的软件工程专业培养方案中以计算机基础为入门课程,为学生呈现完整的计算概念。从计算机科学专业那继承面向对象方法、数据结构与算法两门重要核心课程。在课程组织策略上采用基于系统的课程组织模式。
  1.2.4 模式四:偏向于工程化理念的课程设置模式
  此模式根据软件工程学科的知识要求,突出工程理念,以工程化方法为手段,彻底重新构造基础课程,融合软件基础和软件工程两个基础知识体系子类为一体,从而简化了计算机科学核心课程数量。清华大学、上海交通大学的课程设置就属于模式四。在清华大学、上海交通大学的软件工程专业培养方案中特别地突出了工程理念,很好的融合了软件基础和软件工程两个基础知识体系,培养具有扎实的软件理论和软件工程专业基础知识,良好的项目规范管理能力的学生。此模式基本类同于IEEE2001 SE推荐的软件工程优先方法。
  1.3 课程结构比较
  现以这5所高校的本科软件工程专业的培养方案对其课程结构进行详细分析。由于这5所院校体现了前文所述的四种不同培养模式,因而可认为具有典型性,可以以对其的课程结构分析来说明我国软件工程本科专业课程结构的特点。
  所谓课程结构就是课程各部分的组合与配合,探讨课程各个组成部分如何有机联系在一起。一般包括两个方面:一是课程的各部分的选择,另一个是课程的各部分的组织(开设课程的先后顺序)。目前,高校专业的课程结构主要集中在前一方面的探讨上,即开设什么课程上与各类课程(必修课程与选修课程、基础课程与专业课程)之间的比例上。而在开设顺序上已达成共识,即:公共基础课程—专业基础课程—专业课程—专业选修课程。
  1.3.1 开设课程比较
  从5所高校的软件工程本科专业的开设课程来看,国家规定的公共基础课程不用说了,专业课程与专业基础课程则存在一定的差别。
  首先看四川大学课程设置,其属于模式一:偏向于计算机科学的课程设置模式。在其培养方案中将计算机科学和软件工程作为其主干学科,两者同等重要。首先把程序设计基础作为学生的入门课程,并加入数据结构、数据库原理、操作系统、编译原理、计算机原理、计算机网络等计算机科学专业的课程以及软件工程、软件项目管理等软件工程的课程。这样的课程设置突出了计算机科学与软件工程专业的结合。
  北京航空航天大学课程设置属于模式二:偏向于软件开发技术的课程设置模式。在其培养方案中计算机导论为入门课程,特别强调实践教学。其实践教学环节分五大类:人文社会实践、自然科学实践、工程技术实践、专业实践(软件实践和硬件实践)和综合实践。专业实践具体包括:计算机基本操作技能、程序设计基础、高级程序设计、数据库课程设计、网站制作、编译课程设计、计算机网络试验及设计、接口与通讯技术实验、操作系统设计、系统分析与设计、软件开发实践等,使学生很好地掌握所学,并灵活地运用到软件开发中。
  再看在烟台大学的课程设置,其属于模式三:偏向于系统认识的课程设置模式。其设置主干学科为软件工程,相近专业为计算机科学与技术,强调了学生对于计算机系统的系统级认识和对于工程化软件开发方法的认识。除基本的专业技术课程外,软件工程方面的主要有:软件需求、软件建模与分析、软件设计、人机交互、软件验证与确认、软件进化、软件过程、软件质量和软件管理等。
  清华大学和上海交通大学的课程设置同属于模式四:偏向于工程化理念的课程设置模式,课程结构上大致分为三部分:(1)人文社会科学类课程;(2)自然科学基础类课程;(3)专业相关课程。主要有专业基础课程、专业核心课程、专业限选、专业实践、综合论文训练等。主要核心课程都有:计算机组成原理、数据结构与算法、操作系统、计算机网络、数据库原理等计算机科学核心课程;而软件工程、软件系统设计、软件项目管理、软件维护与测试这些课程很好的体现了软件设计的工程理念;此外在专业实践环节中也设置了软件开发实践、现代软件工程课程设计、IT企业考察与实习等课程,这些课程很好的丰富了软件工程专业的课程。这样的课程设计为学生提供了扎实的软件理论和软件工程专业基础知識,是学生具有良好的项目规范管理能力。
  这5所高校开设的课程基本上借鉴了西方国家本科课程开设的先进办学理念,最主要的是借鉴了《软件工程专业CCSE2004》、《SWEBOK》以及《SWEBOK Guide》等的思想,在制定教学计划都尽量地理解软件工程及其与相关学科的关系,合理构建完备的实验体系,并展示出人才培养特色。
  1.3.2 课程结构比例比较
  对所调查的五所高校开设课程的比例对比分析,不难发现这些高校在课程比例上差别不大。从5所高校的软件工程本科专业开设的课程结构图表中(见:表1)可以看出:综合教育课所占的比例平均占五分之一,其中上海交通大学的综合教育课程比例最高,占到了34%;在学科基础课程上,清华的比例较低,而北京航空航天大学的最高,达到了30%;在专业方向课程上,5所高校所占的比重都比较大,最少也有31%,最高达到了40%,总体来说都相差不大,最大相差9给百分点;5所高校的实践教学课程都占了一定的份量,清华大学,四川大学和北京航空航天大学的平均比例达到了1/5,上海交通大学和烟台大学的较少。
  1.3.3 建构课程体系制框架
  我认为5所院校理应在充分考虑社会对软件工程人才的要求、学生身心特点和软件工程体系上来建构软件工程本科专业的课程体系,三者兼顾,尽可能使三者达到动态的平衡。软件工程教育的对象是身心发展已接近于成人的大学生,抽象思维与逻辑思维已形成,因而软件工程的课程体系主要建立在社会对软件工程人才的要求与软件工程体系的基础之上。
  在现阶段更应突出社会需求对课程体系建构的影响,以满足社会对不同软件工程人才的需求。根据软件工程体系,软件工程本科专业的课程体系要体现以软件工程知识为主体,加强基础的原则,以培养综合能力型(通用型)软件工程人才。
  软件工程本科专业的课程一般可分为综合教育课程、学科基础课程、专业方向课程和实践教学课程4部分。加强软件工程人才的通识教育,在综合教育课程中加大人文、社科类课程类开设的比例,尤其是人本位类的课程,增加跨学科课程与综合性课程开设,凸显通用型软件工程人才的培养特色。在课程的比例上还要加强实践教育课程以培养综合能力强的人才。
  
  2 问题与结语
  对比各所高校制定的软件工程专业培养目标,不难发现,这些院校的培养目标基本雷同,只不过在具体的文字描述上有些小小的差异。从一流的“985”学校到普通市属高校,培养目标、课程体系和教学模式基本一致,大都以本科学历教育为主,主要培养中间层次的软件人才。
  目前不同类型不同层次的学校都开办了软件工程专业,它们所依托的专业优势和教学资源是不同的,培养目标雷同,难以体现不同学校的办学特色。因此,各学校的培养目标和培养方案应该综合考虑各因素(其中包括高校的等级、类型、所在城市的地理位置,文化氛围等)的影响,不照搬其他学校的东西,办出自己的特色。
  在对5所典型教学模式的高校的现状进行比较分析后,我个人归纳了以下在制定培养方案时应该加以充分重视的几条意见:(1)规范软件工程本科专业,但培养目标要多元化,以满足不同行业、领域对软件人才的需求;(2)在保持软件工程专业和计算机科学专业的紧密联系的同时,也要体现软件工程特有的工程理念;(3)加快多层次软件实用人才的培养,大力进行教学改革,加强学生实践动手能力的培养;(4)在培养方式上要尽量国家、企业、私人并举,产学研相结合,提出面向企业需求的软件开发能力培养方案;(5)尝试实施订单式教育的培养方法。
  
  参考文献
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