基于毕业产出导向的软件工程课程教学改革

江 颉，董天阳，王卫红

（浙江工业大学 计算机科学与技术学院，浙江 杭州）

摘 要：分析国内高校在软件工程课程设置上的侧重点以及软件职业技术资格考试内容，提出以SWEBOK V3中知识域的要求为课程内容基础框架，基于毕业生的产出能力导向进行教学大纲、知识内容和考核方式改革，通过监控学生成绩对课程教学效果进行分析和长期持续改进。

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关键词 ：产出导向；软件工程；课程改革

1 背 景

作为软件工程专业的主要核心课程，软件工程课程一直很受关注，围绕着课程教学所进行的教学改革也比较多[1]。目前，正在各高校进行的工程教育专业认证是我国为推进工程教育改革、提高工程教育质量、建立工程教育与工程师制度衔接、提高工程教育对产业发展的适应性[2]和提高我国工程技术人才的国际竞争力所做的一项合格性评价，在给高校工程教育带来发展契机的同时也提出了对教育理念、教学过程管理、教学内容更新换代等方面的挑战和调整要求。

2 课程现状

目前，国内高校软件工程课程使用的教材主要有张海藩《软件工程导论》、郑人杰《实用软件工程》和国外翻译版《软件工程》。教学内容主要有软件工程概况、可行性研究、需求工程、传统的软件设计、面向对象设计、编码、软件质量与保证，项目计划与管理、软件开发工具与环境等。软件工程是一门强调实践的综合性工程课程，各高校在具体课程安排上各有侧重。

例如，复旦大学（54学时）的课程重点首先是结构化分析与设计、面向对象的分析与设计，这两部分内容超过了1/4总学时；其次是软件测试和软件项目管理，分别约占总学时的1/6；课程特色在人机界面设计和Web工程上。清华大学（48学时）把面向对象方法UML和RUP作为重点，占总学时的近1/3；其次是结构化分析与设计，占总学时的1/4；软件过程及软件工程管理是另一重点，通过学生合作小组或参与项目组进行软件开发，在实践中理解软件过程的意义和作用，培养软件项目管理的意识和能力。浙江大学（理论32学时、实践32学时）重点讲述软件工程的常用方法，包括分析模型的建立、总体设计、软件测试等，其特色是网络应用软件的开发方法和实践，通过从需求单位抽取出的大型模拟案例进行项目开发，锻炼学生的系统设计、开发、谈判、沟通、写作、团队合作等能力，培养学生的工程职业素养。

通过对国内几所高校课程教学特点的分析，我们发现目前国内高校软件工程课程主要以理论知识教学为主，虽然有的院校做到了实践与理论并重（1：1），但是大多数院校还是以理论知识教学为主。课堂教学以讲述概念性基础知识为主，课程的内容主要有面向对象的分析设计、软件测试和项目管理，对新知识、新技术和新工具介绍较少，目前软件工程课程更像是一门导论课程。

3 面临问题分析

3.1 工程专业毕业要求对课程的影响

工程专业毕业生应具备足够的沟通能力、合作能力、专业知识技能、终身学习能力及人格、国际视野和责任感等能力素质，这些素质要求可以保证学生毕业进入职场前具备基本的职业素养和从业能力。产出导向是工程教育认证中重点关注的部分，课程体系设置、师资队伍建设和外部条件配备均以有利于学生达到培养目标和毕业要求为导向。毕业要求反作用于课程设置，要求课程的内容建设、教学方法改进、过程监督以及成绩考核都应围绕这一要求，细化产出导向的要求和能力指标，设置相应知识点并调整各自的重要性比例，从知识点授课和实践能力两方面落实能力培养，达到毕业产出的要求。

3.2 与软件工程课程相关的专业技术资格考试分析

工程教育认证是将来国家注册工程师制度的基础和重要环节，目前我国已经在土建、环境、核安全等领域开展试点工作，实现了对工程人才的社会评价及国际间人才资格互认。在我国，与软件工程课程相关的全国性考试还有计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试，由国家人力资源和社会保障部、工业和信息化部领导，对全国计算机与软件专业技术人员进行职业资格、专业技术资格认定和专业技术水平测试。笔者对与软件工程课程相关的资格考试内容进行解析，以软件设计师为例进行重点分析，见表1。

从表1分析内容可见，软件工程基础考试内容与课程教学大纲知识点一致，在信息安全知识和标准化知识上给出新增内容，这与SWEBOK2013知识体系一致。考试科目“软件设计”以上述知识为基础，考查工程师的实际工作能力。在最近几次考试中有考题涉及数据流图、UML图的应用分析，与课程授课侧重点也相符，更侧重于实例的应用能力，需要实践积累与运用。

3.3 SWEBOK V3和课程对应关系分析

软件工程专业的课程体系是基于软件工程知识体系SWEBOK（software engineering body of knowledge）、计算机教程软件工程卷（computing curriculum-software engineering， CCSE）及其中的软件工程教育知识体（soft engineering education knowledge，SEEK）而建立起来的[3-4]。2014年，IEEE计算机协会发布了软件工程知识体系指南第3版，该版将原来的10个知识域扩展到15个，与现有软件工程课程大纲的比较结果见表2，其中有分布到其他课程中的知识点未加以说明。新增和修改的相关知识点需要在软件工程课程教学和实践环节落实。

4 基于产出导向的软件工程课程改革与建设

4.1 课程教学目标修订

基于上述分析，我们进行基于产出导向的软件工程课程改革和建设。课程教学以使学生掌握软件工程的理论基础知识和基本工作原理，培养学生具有工程问题需求分析的能力以及综合运用计算机科学和工程技术完成系统设计、实施和维护的能力为目标。课程的主要任务是使学生掌握软件开发过程的理论、方法、技术标准以及计算机辅助工程和环境等知识并通过实验灵活应用；掌握软件工程的基本概念、软件开发模型、开发过程的管理和质量控制；掌握需求分析的任务与原则，传统面向对象需求分析方法、设计过程与一般性概念以及文档的编写；掌握程序设计方法，增强编程实践训练，掌握软件测试技术与纠错性软件维护方法；掌握UML建模技术，能在软件工程过程中使用常用建模工具，能运用建模方法解决工程实际问题；了解专业开发活动涉及的标准、方针、政策和法律、法规，能正确认识实施软件工程对客观世界和人类社会的影响。

4.2 教学内容和教学方法改进

根据毕业产出要求及SWEBOK V3新修改版，我们对教学内容作如下调整：①在64学时课时中，将理论与实践课时设定为1：1；②在需求分析和设计部分新增人机界面和系统安全知识；③独立介绍软件复用部分知识，结合软件设计模式讨论软件可复用性；④在软件质量保证和项目管理部分新增软件产品标准和行业标准、国内外法律和法规；⑤在软件维护部分新增软件退役和迁移。

每一章都提供参考资料，教师引导学生有选择地阅读其中的部分内容，根据课程内容的进展情况布置相应的任务、思考题和作业，引导学生通过Internet或其他途径查阅相关资料以拓宽知识面，了解软件工程领域最新实践研究成果。为了使学生建立起软件开发和维护的工程化意识，较系统地掌握按照工程化思想开发与维护软件的方法和技术，教师需在教学中培养学生从软件企业开发和维护实际大中型软件的角度出发，结合成本、风险、效益、进度、过程、质量等多种因素系统地分析软件开发和维护过程中的问题，突破以往要求完成某一给定知识点作业的单一思考问题局限。此外，构造实验环境用于课内工程项目实践，通过模拟项目的开发，锻炼学生的系统设计和开发能力、软件工具的使用能力、语言交流能力、文档编写能力以及团队合作能力，培养学生的职业素养。项目实践引导需贯穿理论知识学习始终。

4.3 考核方式与持续改进并行

课程强调过程考核，总成绩分为平时和期末两部分，分别占50%。平时成绩主要考核学生的课堂表现、作业、实验能力和实验报告撰写情况等。其中，课堂表现主要从学生上课是否专心听讲、回答教师提问是否正确以及分组讨论是否积极、正确、有独特见解等进行考核，以提高课堂教学效果和运用工程基础知识及本专业基本理论解决实际工程问题的能力；作业方面重点考核学生掌握软件工程理论基础知识和基本工作原理的程度；课内实践教学环节重点考核学生的工程问题需求分析和设计能力，综合运用计算机科学和工程技术完成系统的分析和设计并对设计文档进行审查的能力；期末考试将按照课程教学目标全面考核学生课程学习的效果，选取一定数目的学生成绩为样本，计算该课程对毕业要求贡献的达成度并通过建立阀值定量评估课程教学质量，通过不断提出持续的改进意见并实施，切实加大课程对提高毕业产出能力的贡献。

5 结 语

笔者基于毕业生产出能力对课程教学目标进行了修订，完善了软件工程课程的教学内容和知识结构，对教学方法进行了梳理，最后通过改变考核方式对课程进行长期监控和调整，实现课程的持续改进。下一步工作将重点关注课程中学生自主能力导引体系和毕业生能力评价反馈机制的构建。

第一作者简介：江颉，女，副教授，研究方向为服务计算和信息安全，jj@zjut.edu.cn。

浙江省计算机应用与教育学会教育委员会第十八届年会

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参考文献：

[1] 廖礼萍， 刘宏哲， 马小军， 等. 面向应用型人才培养的软件工程课程教学改革[J]. 计算机教育， 2014(14): 19-21.

[2] 方峥.“华盛顿协议”签约成员工程教育认证制度之比较[J].高教发展与评估， 2014(4): 66-76.

[3] 沈备军. 解读软件工程知识体系SWEBOK V3[J].计算机教育， 2014(7): 1-2.

[4] 董威， 宁洪， 齐治昌. 软件工程知识体研究进展及其影响[J]. 计算机工程， 2013， 39(增刊): 98-101.

（编辑：宋文婷）