国际化软件工程项目研究方法

丁雪梅，李 璇，倪友聪，杜 欣，曾章瑞

（1. 福建师范大学 数学与信息学院，福建 福州 350108；2. 阿尔斯特大学 计算与工程学院，英国北爱尔兰 伦敦德里 BT48 7JL；3. 福州学立方教育科技有限公司, 福建 福州 350028）

0 引 言

软件工程（Software Engineering, SE）是工程学以一种系统的方法在软件开发中的应用，涉及科技知识、方法、经验的应用，对软件进行设计、实现、测试及形成文档，同时使用工程学原理以最经济方式获取可靠的、有效的软件产品[1-2]。软件工程项目研究方法与项目管理是软件工程领域必不可少的技能，因软件产业的国际化发展特性，研究适应全球的软件项目管理方法是软件工程专业教育改革的一项重要课题。

笔者在20多年的高校教学经历中发现，软件工程专业甚至其他理工科专业的本科生乃至硕士研究生对项目管理尤其是项目研究方法缺乏系统化专业知识的学习和理解，学生研读中外文献的能力较弱，导致很难撰写出高质量的课程设计/毕业设计文档，尤其是硕士研究生撰写英文学术文章的能力普遍较低。因此笔者提出国际化软件工程项目管理（International Software Engineering Project Management, I-SEPM）人才培养模式框架，见图1。该项目以数学与信息（原软件）学院国际合作／校企合作办学及国际化师资队伍建设为基石，重点实施软件工程项目研究方法与项目管理的课程资源规划及建设。

1 课程体系规划

应以国际化软件工程项目管理能力为培养目标，结合“理论与实作”以及“学校与产业”模式，建立以提升工程素质为根本、以培养软件工程项目管理能力为核心的一体化课程体系：①面向本科生开设完整的项目管理实践课程，在讲授和培训相关学科理论的基础上，与企业合作开展实用的项目开发管理实践；②学院注重国际化、工程型和应用型相结合的人才培养模式，参考国外著名高校的项目管理课程设置情况，配套开设相关的双语教学专业基础课程，比如计算机概论课程，注重培养学生在项目管理方面的专业英语研读与写作能力，使学生与国际化软件产业要求接轨[3-5]；③面向本科生与研究生，开设研究方法与项目管理课程，且作为学位必修课，使学生掌握国际前沿的科研方法和开发技能，具备独立开展研究和项目开发管理的能力；④选取国外高等院校计算与信息科学类优秀原版教材，选定软件工程研究方法与项目管理参考书目，借鉴国外优秀课程电子资源，根据原版教材的特点和编写风格适当调整教学大纲和进度，使课程设置合理化、科学化。

图1 国际化软件工程项目管理I-SEPM人才培养模式

该课程的目标是使学生学会软件工程领域与执行一个项目相关的全部技能。通过该课程，学生将学到研究方法、项目准备、项目管理、项目成果提交等多方面的知识，同时也要求学生从设计一个理想的项目模式到如何实现并评价该项目做出周全的全过程考虑。

通过开设该课程，学生预期在知识的获取中了解项目开发的关键原理和概念，从一个理想中的概念模型到软件原型的实现，再到软件评价的整体研究过程中进行知识理解；领会各种研究方法学的差异，并能从中选择合适的、特定的研究策略和原型设计方法；在人文素质上，学会在软件工程领域恰当地表达一个研究问题，综合考量需求规格、原型设计和项目研究的方法，提供一个适合的项目规划；进而选择一个技术方案，以便解决与被定义问题相关的各种困难和挑战；最后采用适当的方法评估研究成果，从而促进学生智商与情商的综合提高；在专业和实践技能上，寻找恰当的表达方式来定义一个研究问题，对拟提出的研究框架给出相关约束限制因素；明确如何才能规划详细的需求规格说明书，并有能力展示整个项目的研发和管理过程，包括软件设计、实现、维护与测试；在软件工程项目研发成果转让上，具备敏锐的洞察力，以便选择一个具有挑战性、实用性的研究项目；然后以简明扼要的方式给出可行的设计方案，严格地评价来源于众多资源中的信息；最后以书面或口头形式正式地展示自己的研究工作，具有产品转化潜能的软件项目才是有研发意义的。

该课程理论教学部分包括以下教学内容：科学研究简介、知识的来源、研究方法学、项目管理、科研成果发布及科研伦理学。实验教学涵盖如何发现科研信息以及申请科研实验数据、研读科学研究论文、完成文献综述、使用恰当的文献索引软件、项目规划等。

2 教学资源与教学模式改革

2.1 项目驱动式教学及资源建设

首先为适应软件工程国际化需求，对教学方法的改进由过去的中文教学，转为双语教学，并向英文教学循序渐进地过渡；除多媒体教学外，采用多样的教学手段，如分组讨论法、案例分析法、课上与课下项目汇报等；建立基于数字化课程网络平台的教学资源，包括教材、教案、课件、习题与作业、试卷全部采用英语形式，教学大纲、实验大纲、实验任务书及相关教学辅助资源全部网络共享；从传统的按章节讲解改革为以项目模块分组，项目研发阶梯式进度汇报及项目整合的循环教学模式[6]。

2.2 典型案例

教学中，项目组成员结合各自科研方向以及参与或指导项目研发与项目管理的经验，从产学研合作项目中提炼教学案例，支持I-SEPM特色课程的实践教学。

2.2.1 PMO-CDIO人才培养创新模式案例

教改创新团队在保障CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）组织实施的同时，加强项目管理的软件工程人才培养新模式。例如图2基于X/Y/Z计划项目研发的PMO-CDIO（Project Management Off i ce - CDIO）创新模式[6]。PMO-CDIO能够培养学生的团队协作和项目管理能力，包括小型系统、中型系统和大型系统的开发管理以及自创需求开发，延伸自创系统的指定开发以及赋予产学合作项目的开发等。其中学生自创性的需求，经X/Y/Z的计划都有成熟的表现。在指定特殊需求的委托开发以及产学合作需求系统开发项目中，可以依需求的范畴达成可运用的产品水平。目前已成功研发学立方在线教育服务管理平台、学立方视频学习管理系统、高教学生事务平台等大型项目。

图2 PMO-CDIO人才培养创新模式

2.2.2 基于软件框架AF4Java的软件设计实践教学法

实践教学是I-SEPM特色课程教学的重要内容，而软件设计实践教学一直被认为是软件工程专业教学难点中的难点。由于缺乏与软件设计相关的教学资源，学生往往难以在有限教学课时内理解模块化、信息隐蔽、功能独立等抽象概念，难以把握高内聚、低耦合等设计原则，更难掌握已有的软件体系结构风格、设计模式和软件框架等与工程实践密切相关的设计知识。为了支撑I-SEPM特色课程体系中软件设计的实践教学，项目组开发的软件框架AF4Java不仅可以帮助学生更好地理解软件体系结构风格、设计模型、软件框架等知识，而且还能使学生利用它提供的可重用构件高效地进行Java Web应用软件的设计。

AF4Java框架被分为用户界面层（UI layer）、领域层（Domain layer）和数据访问层（Data Access layer）3层，见图3。用户界面层实现图形用户接口GUI，提供用户与应用程序之间的交互。领域层封装业务逻辑和业务实体，并向UI层提供业务功能接口。数据访问层则封装了对数据库的访问功能，为领域层提供数据访问接口。软件框架AF4Java为学生提供了一种直观的、有效的软件设计的教学资源库。AF4Java软件工程实践教学过程分为初始、计划、实施、评审4个阶段。I-SEPM特色课程体系中软件设计的教学实践证明，基于AF4Java框架的软件设计实践教学过程，帮助了学生理解软件设计的抽象概念，同时也使学生能更好地进行软件设计实践，进而改善软件工程实践教学的效果。

图3 软件框架AF4Java示意图

3 国际化合作与校企合作办学

福建师范大学数学与信息（原软件）学院秉承国际化办学理念，通过实行国际合作、闽台合作、校企合作和产学研结合模式开放办学。学院与台湾两所大学开展闽台合作办学，学生在台学习期间，适应英文（双语）授课，进一步提高国际化软件工程项目研发能力；另外，在与英国阿尔斯特大学、赫瑞·瓦特大学和阿伯斯特威斯大学建立联合培养本科与硕士的国际合作办学模式的基础上，进一步与更多的国外高校建立合作关系，实现国际化人才培养。也可推荐学生攻读国外高水平大学的项目管理专业硕士、博士学位。

学院积极开展国际合作多模式联合培养办学，2004年与英国阿尔斯特大学（Ulster University）计算与工程学院合作，实行“3+1”双校本科文凭模式，现阶段正在扩展到联合培养硕士研究生合作模式。2010年与英国赫瑞瓦特大学（University of Heriot-Watt）数学与计算机科学学院合作，实行“2+2”“3+1”双校本科文凭模式。2011年与英国亚伯大学（Aberystwyth University）计算机科学系合作，实行“3+2”“3.5+1.5”“4+1”本校本科文凭和对方校硕士文凭模式。基于以上国际合作联合培养项目，迄今已有100多位学生成功地在国外合作大学交换留学，包括优秀硕士研究生在Ulster大学短期访学、优秀“3+1”项目本科生获奖学金直接攻读Bath大学博士学位、优秀硕士研究生获Bristol大学全额奖学金攻读博士学位等。

自2012年福建师范大学与台湾“中央”大学、台湾师范大学、台湾财团法人资讯工业策进会实行“2+1+1”模式合作办学，即第一、二学年学生在本校学习，第三学年在台湾高校学习，第四学年到台资企业或学校外包基地实习，以获取本校本科学历及学位。

为推进校企之间的资源共享和优势互补，培养学生工程素质、实践能力与个性化发展，学院积极拓宽校企联合办学模式，长期与新大陆科技集团、福建网龙计算机网络信息技术、福建富士通信息软件、福建榕基软件开发、福建万城数码科技、福建天晴数码、福州宏博科技公司等10多家大型知名企业在人才培养和实践基地建设上建立合作关系，与迦博数码科技（厦门）有限公司等企业共建“福建师范大学软件外包服务与人才培养基地”。建设于校内的软件外包服务与人才培养基地吸收大学四年级学生或应届毕业生，特别是闽台高校联合培养人才项目学生，到基地进行培训实习。近3年，基地共实习培训超过200人，经软件外包服务与人才培养基地这一平台的训练，学生的实践能力和综合素质不断强化，既提高就业率又提升就业质量。

4 师资队伍建设及成果

项目在培养国际化软件人才的同时，课题组成员得到了不断提升，所有成员均具有博士研究生学位，并且仍通过进修、访学、引进等多种途径进行师资队伍科研素质再提升，学习最新产业化I-SEPM技能，进一步提高双语教学能力，引入国际化教学理念和方法。项目在研期间，课题组成员先后赴英国Ulster大学、香港大学、英国UCL大学、英国Birmingham大学从事博士后科研项目研究、访问学者科研交流等工作，他们已经对国际化软件工程项目研究方法进行深入的研究，同时也积累了丰富的科研经验。这支团队完全能够胜任国际化软件人才培养的教学重任。

任何软件项目的成功研发都离不开团队合作，本项目团队不仅具有超强的团队协作意识和凝聚力，同时也注重积极与其他团队成员合作，共同探索教学改革创新研究以及项目驱动式软件人才培养新方案[7-8]。

5 结 语

在提出国际化软件工程项目管理人才培养模式框架的同时，应着重建设研究方法与项目管理课程教学改革新模式和创新教学方法。整个项目以国际合作办学和国际化师资队伍培养为基础，涵盖课程体系规划、教学资源建设、项目驱动式教学模式改革。现阶段已全部完成项目建设任务。通过面向高年级本科生开设软件工程项目驱动式课程及面向低年级硕士研究生开设研究方法与项目管理课程，该项目已获得了满意的成果，学生科研能力大幅度提高，并且掌握了使用国际化通用的软件工具协助热点项目的研发，同时教学改革成果已整理发表。后续工作会将已建设的全部教学资源在学校数字化教学平台上实现共享。

参考文献：

[1]Bauer F. Software Engineering[J]. Information Processing, 1972(71): 530-538.

[2]Bourque P. Guide to the Software Engineering Body of Knowledge [J]. IEEE Computer Society, 2016: v-xv.

[3]张宇晴, 丁雪梅. 基于国际合作与交流的双语教学[J]. 计算机教育, 2015(5): 37-39.

[4]丁雪梅, 李英梅, 伦立军. 软件工程专业双语教学模式研究与实践[J]. 计算机教育, 2008(2): 37-40.

[5]丁雪梅. 基于数字化课程网络平台的软件工程专业双语教学模式研究[J]. 计算机教育, 2008(22): 149-151.

[6]姚志强, 曾章瑞, 郑小建. PMO-CDIO工程教育与人才培养模式改革[J]. 计算机教育, 2017(1): 53-58.

[7]王慧冰, 姚志强, 林铭伟. 基于创新创业能力培养的软件工程课程建设研究[J]. 福建电脑, 2016(12): 1-3.

[8]任君, 林铭伟, 姚志强. 基于CDIO的项目驱动式软件人才培养体系研究[J]. 福建电脑,2017(1): 1-3.