基于校企合作的软件工程专业系列案例教材建设

陈 鄞，苏统华，黄虎杰，范国祥，金 烁，王忠杰

（哈尔滨工业大学 软件学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

基于校企合作的软件工程专业系列案例教材建设

陈 鄞，苏统华，黄虎杰，范国祥，金 烁，王忠杰

（哈尔滨工业大学 软件学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

针对目前软件工程相关课程案例教学中存在技术落后、水平低下、教材匮乏等问题，提出基于校企合作模式——将企业实际项目按照知识点体系引入到软件工程案例教学中，同时阐述在实施上如何综合借助数据分析手段和学院专家的经验，进行教材选题、案例筛选和素材处理等。

软件工程；案例教学；企业实际项目；校企合作

1 背 景

软件工程专业课程要求理论与实践并重。由于软件工程具有强烈的工程和项目背景，学生常常感觉课程内容抽象、空洞，遇到具体项目时无法下手[1]，因此，案例教学被广泛引入到软件工程核心课程的教学之中[2]。

软件工程案例教学的效果，很大程度取决于教师能否设计或选择恰当的案例。精选出的案例应当是典型的、有代表性的、最能揭示所学理论和实际需要的案例。然而目前案例教学中存在技术落后、水平低下、教材匮乏等问题，使得学生接触不到前沿的项目和技术，无法得到充分的实践锻炼。这直接导致培养出来的学生达不到企业要求[3]。人才培养质量与企业需求的脱节，使得教育质量大打折扣。

如果能够基于校企合作模式将企业实际项目引入到软件工程案例教学中，无疑具有重要的意义。首先，从企事业单位的实际项目中精选出典型的、有代表性的、最能揭示所学理论和知识体系的案例用于软件工程课程教学，既可以得到理论联系实践的效果，又可以使授课内容更贴近企业实际。学生在学习阶段就接触软件企业的真实项目，有利于尽快把课堂知识转化为实际能力。其次，用企业真实项目贯穿理论教学，让学生在学习过程中感受到真实的需求、设计、实现和测试，可以在很大程度上提高学生的学习兴趣和主动性。再者，将企业实际项目引入到课程教学中能够促进教学工作从面向理论、面向教材的人才培养模式向面向应用、面向实践、面向企业的人才培养模式转变，实现课程的教学目的，达到人才培养质量满足企业需求的人才培养目标[4]。另外，考虑到课堂教学时间有限，如果可以将精选的案例编入教材，不仅为教师备课提供宝贵素材，有效弥补很多教师自身经验不足的问题，更重要的是让学生大量地涉猎丰富的优秀案例，在帮助他们巩固理论知识的同时也开阔了眼界。

2 教材建设目标及拟解决的主要问题

2.1 教材建设目标

（1）以企业实际项目为素材，改革传统以理论为主的软件工程核心课程教材，建立以项目实践为主线、理论指导实践的软件工程特色实践教材。

（2）与企业密切合作，充分发挥双方优势，既注重专业知识结构的扩展，又突出职业核心技能的培养，使课程内容更加符合软件企业的实际需要。

2.2 拟解决的主要问题

（1）案例素材选择问题。一旦确定了系列教材的选题，就要采集对应的案例素材。本项目在确定素材时，既要考虑案例的代表性、连续性、理论性、全面性，还要保证案例具有一定难度和高质量，起到示范作用。

（2）素材加工与改造。企业实践项目往往问题规模庞大，复杂性较高，并不适合直接用于教学，必须经过提炼和抽象后形成符合课程知识体系并适合课堂教学的教学案例。

3 实施方案

3.1 总体实施方案

围绕以上内容，按照图1所示的5个阶段开展。

图1 总体实施方案

阶段1：做好调查和调研等准备工作。分析现有教学大纲，建立软件工程核心课程知识点间的图谱；调研已出版的案例教材，并在学生间开展问卷调查，弄清楚当前教材的缺陷和学生的真正所需。

阶段2：开展案例教材的选题。本项目提出基于元数据分析的方法，围绕这一关键思路，我们首先收集案例库的元数据。笔者所在单位自2006年至今共培养软件工程硕士研究生超过2 000人，其中90%以上毕业生的硕士学位论文都是基于实习所在企事业单位的真实项目。这里选用最近5～10年的硕士论文题目和答辩评分作为部分元数据。基于历史数据驱动的方式对优秀硕士论文进行初步汇总和归类，选择2～3个最具代表性的类型，将围绕类型题精选企业项目真实案例，分别编写一本教材，从而组建企业项目驱动下的软件工程案例式系列教材。

阶段3：案例素材选择。为了保证案例的代表性、连续性、理论性、全面性、技术难度以及质量，本项目充分利用答辩专家的投票数据作为先验知识，帮助每个选题下教材编写组选择合适的素材。同时我们也要与实习企业密切配合，处理好素材的版权问题。

阶段4：素材处理。教材编写组对案例素材进行系统改写，删繁就简、凸显重点，建立与核心课程知识点的联系；在加工好的案例基础上撰写教材初稿，并不断根据反馈数据迭代修改。

阶段5：进入出版流程。在此阶段，出版社编辑会给出编辑意见，进一步提高案例教材的文字质量。

目前已完成第一阶段和第二阶段的工作。接下来将较详细地进行介绍。

3.2 教材选题

基于校企合作培养模式，我们从企业真实项目中筛选并提炼出3类不同的案例教材选题，分别对应互联网与移动互联网软件系统、嵌入式与物联网软件系统以及数据与计算密集型软件系统。

1）选题1：互联网与移动互联网软件系统案例教材。

互联网与移动互联网软件是当今最常见的软件形态之一。基于对软件工程专业的硕士课程大纲的分析，课题组确定本类型选题需要重点覆盖的知识点，应覆盖软件生命周期的各个阶段（需求、设计、编程、测试、演化），设计合理的方案和原则，并基于此筛选互联网与移动互联网软件系统方面的素材。教材编写组在对案例素材进行整理和处理时，为每个案例设定不同的知识传授目的，并进一步梳理不同案例之间的区别和联系。在加工好的案例基础上撰写本选题教材初稿，并根据反馈数据不断修改，直到进入最终的出版阶段。

2）选题2：嵌入式与物联网软件系统案例教材。

课题组所在单位是最早开设嵌入式研究方向的高校之一，也是教育部第一批批准物联网专业建设的高校之一。本选题重点关注如何基于传感器采集数据，以及对于物联网数据进行分布式集成，同时能耗管理也是本选题的特色知识点。在筛选嵌入式与物联网软件系统方面的素材时，应充分利用课题组所在单位在物联网工程专业建设和成果输出上的优势和经验。教材编写组在对案例素材进行整理和处理时，应考虑案例对嵌入式与物联网软件系统在感知层、网络层以及应用层的完整覆盖，并理清不同案例之间的内在关系。在加工好的案例基础上撰写本选题教材初稿，并邀请合作企业参与到初稿修改，直到进入最终的出版阶段。

3）选题3：数据与计算密集型软件系统案例教材。

大数据时代带给软件工程专业新的使命，需要开发出能够应对数据密集和计算密集挑战的软件系统。本选题重点关注互联网级数据的采集与管理、分布式/大规模并行软件的开发以及高效算法的研发，培养能够承担云—端环境下以及高智能处理要求下的数据管理和分析能力的高端人才。在搜集数据与计算密集型软件系统方面的素材时，综合课题组应充分利用所在单位在GPU计算领域的优势以及合作企业在工业级产品数据上的积累，筛选出符合软件工程未来发展趋势的典型案例。教材编写组在对案例素材进行整理和处理时，要考虑分布式平台、新型编程模型等在数据分析中的特殊作用，发展更好支持该类软件形态的软件工程理论和最佳实践。在加工好的案例基础上撰写本选题教材初稿，邀请与本选题密切关联的企业专家参与到初稿修改过程中，直到进入最终的出版阶段。

这3类不同形态的软件系统可以从不同侧面体现和案例化软件工程核心知识点图谱，3类选题与核心知识点间的侧重点或覆盖关系见表1。

表1 3类选题与核心知识点间的强关联

4 结 语

我们试图将企业实际项目引入软件工程案例教学中，从硕士毕业生的论文中寻找案例素材，并形成系列教材选题，这些选题全面覆盖软件工程核心知识点。编写完成的教材用于笔者所在软件学院的软件工程相关课程，包括软件体系结构、软件测试与质量保障、软件开发过程与项目管理、移动计算技术、移动互联网技术、软件中间件技术、物联网应用开发技术、企业资源计划ERP及应用、电子商务与商务智能、嵌入式软件开发与中间件技术等，已初显教学成效，每年受益学生本科生约150人，研究生约100人。

[1] 赵辉, 李万龙, 郑山红, 等. 项目导向案例驱动的软件工程教学模式[J]. 计算机教育, 2012(10)： 89-92.

[2] 叶俊民, 胡金柱, 李蓉, 等. 软件工程案例教学研究[J]. 计算机教育, 2007(7)： 19-21.

[3] 陈长清. 项目驱动产学结合的软件工程系列课程构建探讨[J]. 计算机工程与科学, 2011, 33(增刊1)： 178-181.

[4] 吕宗宝, 冯福生, 朱振玉. 企业项目驱动下软件工程案例式教学模式研究[J]. 高师理科学刊, 2015, 35(2)： 82-84.

（编辑：彭远红）

1672-5913(2017)03-0022-03

G642

陈鄞，女，副教授，研究方向为软件工程，chenyin@hit.edu.cn。