软件工程专业教学体系的探讨与研究

薛 涛，刁明光，姚国清

中国地质大学（北京）信息工程学院，北京 100083

2011年9月，国务院学位委员会发布通知，软件工程成为一级学科，与计算机科学并列。作为一门新兴学科，软件工程自20世纪60年代诞生以来经历了四十余年的发展，积累了众多的软件设计、开发和管理的方法和技术，在实现软件工程化中曾经发挥了重要作用，一定程度上缓解了软件危机。我国软件工程专业定位在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，软件工程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，在专业教学过程中力图使学生具备科学世界观，掌握科学方法，具有扎实的软件基础，受到良好的软件工程训练，熟悉软件应用和工具，参与实际项目，培养较好的职业素质[1]。

一、教学体系的构建

中国地质大学（北京）于2005年开始招收软件工程专业的本科生。根据软件工程专业的定位和培养目标的要求，经过近十年的探索和研究，我们总结了一些软件工程专业教学实践方法，形成了一套行之有效的教学体系（图1），用于指导教学工作。该教学体系主要由课程教学和实践教学两部分组成。课程教学主要由通识基础课、专业基础课、专业主干课和公共选修课组成。实践教学由课程实践和工程实习两部分组成，其中课程实践主要包括数据库系统原理及应用课程实践、面向对象程序设计课程实践和面向对象分析设计课程实践等，工程实习包括软件工程认识实习、软件工程实习（1）、软件工程实习（2）和毕业设计（软件工程）等。课程教学和课程实践紧密关联，通过课程实践让学生初步了解和掌握实践过程中的提出问题、分析问题和解决问题的方法。然后进一步通过工程实习加强这种锻炼。课程教学和实践教学相互补充、相互促进，共同实践专业培养方案制订的内容和目标。经过实践检验，该教学体系取得了良好的教学效果，2010年软件工程教研室被评为校“就业工作先进教研室”。

图1 软件工程专业教学体系

二、专业培养方案的目标要合理、定位要准确

专业培养方案是专业教学工作的核心，合理的目标和清晰的定位，有利于在实践中发展自己的特色，开拓出一片天地。我校软件工程专业培养方案①中国地质大学（北京）本科培养方案，2012。坚持“特色+精品”的办学理念，以建设地球科学领域里以计算机软件技术为平台的多学科交叉点为宗旨。旨在培养具有良好的综合素质、良好的职业道德、宽广的地球科学理论专业背景、扎实的软件理论和软件工程专业基础知识，并且具有良好的软件设计与实现能力、项目管理能力、交流与组织协调能力、较强参与国际竞争能力和创新意识以及良好的团队精神的专业型人才。这个目标和定位，有利于我们找准突破口，走出具有的特色的发展之路。

三、夯实教学内容

计算机软件技术与地球科学的交叉应该是先进的计算机技术与地球科学领域相关研究的结合。这要求重视专业培养方案中设置的每一门课程的教学内容及课程之间的关系，教学内容是实现培养目标的基础，课程之间要相互促进，共同发展。软件工程专业课程内容的时效性较强，更新很快，所以课程的教学内容要不断更新，不要浮于表面，基础内容要扎实且熟练应用。“万丈高楼平地起”、“基础不牢，地动山摇”，举个实例：我们曾经编写过一个地球化学方面的应用软件，在需求分析调研过程中，我们查阅和使用了很多国内、外相关软件和工具包，发现这些软件和工具包在计算方式上需要用户过多地干预，没有实现自动计算的功能。针对这个问题，项目组的同学巧妙地运用后缀表达式进行了改进，实现了数据处理的自动化，大大提高了软件使用的便捷性。细微之处见功夫，这主要得益于教师在“数据结构”课程的教学过程中重视学生对基础知识的掌握程度。

目前也有一些争论，部分学者认为：我校是一所专业性很强的院校，目前软件工程专业不是我校的优势专业，所以在教学目标和教学内容方面应该定位于应用层面，理论上不用介绍得太深入。但是，我们也看到，目前地质学领域内常用的工具软件还是以国外研发的为主，比如，地球物理方面常用的软件中进口软件占据着主导地位[2]，遥感地质方面的ENVI，ERDAS等多是由国外公司或研究机构开发。国内同类型的软件大多从山寨起步，需求分析、体系结构、模型算法、处理精度等方面还有待提高。如果想有所突破，光是应用还是不够的，应该夯实基础，知己知彼，找准突破口，否则国产地学软件何日能在激烈的竞争中占有一席之地。

四、改进教学方法

在教学过程中要重视学生思考和动手能力的培养。国内长期采用灌输式的教学方式，造成了学生习惯了被动接受相关知识，不习惯于主动思考，批判精神缺失，这根本上不利于学习兴趣和创新意识的培养。针对这个问题，我们在教学过程中针对性的采用了基于榜样的教学方法（Model Centered Learning Architecture，MCLA）， 对 于一个教学目标，首先由教师（榜样）根据教学内容演示实际问题的分析和解决方法，然后让学生自己试着解决类似问题，最后教师引领学生总结分析，发挥教师榜样的作用，充分调动学生学习的积极性。这是个潜移默化的过程，教学过程中的各种问题需要我们认真的分析总结，找出应对之策，不断地更新优化，从而顺利地实现教学目标。

五、加强课程实践

课程实践与专业课程配套设计，目的是针对课程教学过程中的重点和难点，进一步让学生通过实践深入地理解和掌握相关知识点，同时让学生初步了解和掌握实践过程中的提出问题、分析问题和解决问题的方法。教师首先要把握好教学目标，对课程中的重点内容或研究前沿中相关热点进行针对性的介绍，激发学生学习和实践的兴趣，通过课程实践培养和锻炼学生的创新思维、沟通合作能力和解决问题等能力。例如：在学习“数据库系统原理与应用课程实践”课程中，学生从学习和生活实践中寻找问题，提出了许多有意义的题目，如《基于Open XML的批量Office文档处理工具》和《基于Web的极射赤平投影节理统计功能系统的研究与开发》等，并进一步申请了北京市级或校级大学生创新实践项目，取得了很好的成绩，多次获得“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。这种形式的课程实践对学生进行了研究工作的启蒙，为以后的工作和学习打下了很好的基础。

六、完善实践教学

实践环节主要由认识实习、工程实习和生产实习（毕业设计）组成，应根据各自不同的情况进行深入的分析和总结，形成一套有效的管理手段和方法，用以指导相关实践活动。目前，ACM国际大学生程序设计竞赛、数学建模、大学生创新实践项目和大学生创新实验平台等，为本科生提供了很多实践的机会。教师要注意从项目的申请、立项、进展和结题等环节进行质量控制，不要流于形式，要求学生对提出问题、分析问题和解决问题的整个过程有深入的认识和实践，进一步培养学生解决问题的能力、良好的沟通和团队协作能力。为了弥补教学内容时效性差的劣势，可以适当引进社会师资力量，更新实践内容。一方面可以增加教学内容的时效性，提高学生的学习兴趣，另一方面也可以为教师提供学习和交流的机会。自2005年开始，我们先后与印度国家信息学院北方中心和达内科技等国内外著名IT培训机构进行合作，引进部分实践课程，取得了良好的效果[3]。目前，实践教学还依托1个团中央级，3个团市委级的“青年就业创业见习基地”进一步深入展开，采用“走出去，请进来”的方法，定期地组织低年级的学生参观实习，邀请业内专家讲授相关热点和前沿知识，鼓励高年级学生去知名的企业或研究机构进行生产实习等，让学生能尽快适应未来的工作和科研环境。

七、结束语

在整个教学过程中，身处一线的教学单位担负了协调、组织和管理的重要职责，可以通过定期组织内部研讨会和沙龙等形式多样的教学研讨会，互相交流，相互学习，提高教学质量，保证培养方案的目标顺利实现。我们也深刻感受高等院校迫切需要建立鼓励教学实践的机制，营造钻研教学的学风，避免一些急功近利的做法。要改进和完善对教师的考核与评价指标体系，在教师提职称、评博导等方面要把搞好教学作为首要的硬指标加以考虑，提高教师搞好教学的积极性[4]。

[1]骆斌，张大良，邵栋.软件工程专业的课程体系设计[J].中国大学教学，2005，(1)：32-33.

[2]赵改善.地球物理软件技术发展趋势与战略研究[J].勘探地球物理进展，2010，(2)：77-86.

[3]张玉清，王群.行业型高校内软件工程专业建设模式的探索[J].计算机工程与科学，2011，(S1)：175-177.

[4]赵鹏大.弘扬大学精神 提高大学水平 彰显大学特色 不辱大学使命[J].中国地质教育，2012，(4)：4-6.