軟件專業(yè)課程設(shè)置模式研究

1核心課程設(shè)置背景20世紀(jì)90年代以來，美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)acm和美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（nationaltheoryofinformationsecurity）聯(lián)合引入了iecc2001課程?！禼c-2001》課程的重要性在于將計(jì)算機(jī)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、信息系統(tǒng)、信息技術(shù)等廣泛的計(jì)算學(xué)科升級(jí)為科學(xué)理論與工程科學(xué)。此外，還擴(kuò)大了其他兩個(gè)學(xué)科。它是否仍然是當(dāng)前國(guó)際計(jì)算科學(xué)委員會(huì)的計(jì)算科學(xué)分支，仍然是一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。該學(xué)科的名稱表明，該學(xué)科作為與計(jì)算機(jī)科學(xué)相對(duì)應(yīng)的各種軟件實(shí)踐技術(shù)的總稱已在世界范圍內(nèi)獲得批準(zhǔn)。2002年,教育部開始推動(dòng)示范性軟件學(xué)院項(xiàng)目,正式在我國(guó)啟動(dòng)了軟件工程專業(yè)的教學(xué).軟件工程專業(yè)的教育目標(biāo)定位于面向軟件產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)的工程型軟件實(shí)用人才.圍繞這一定位,軟件工程專業(yè)的高等教育應(yīng)該圍繞大型軟件開發(fā)過程中的工程方法、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)工具展開.作為一個(gè)剛剛起步的專業(yè),研究軟件工程專業(yè)的核心課程設(shè)置顯得非常重要.通過詳細(xì)分析IEEECC2001的軟件工程學(xué)科教程和認(rèn)真對(duì)比國(guó)際國(guó)內(nèi)軟件工程專業(yè)的課程設(shè)置方案,本文從軟件工程專業(yè)本科生應(yīng)具備的知識(shí)體系出發(fā),提出幾種可行的軟件工程專業(yè)核心課程設(shè)置模式,供各院校討論和參考.2應(yīng)該有一個(gè)完整的知識(shí)系統(tǒng)2.1知識(shí)體系制定在國(guó)際高等教育界和工業(yè)教育領(lǐng)域,知識(shí)體系用于描述某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的受教育者或某個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的從業(yè)者所應(yīng)具備的系統(tǒng)化的知識(shí)內(nèi)涵與能力素質(zhì),如SWEBOK定義了一個(gè)受過良好本科訓(xùn)練并從事軟件行業(yè)滿四年的工程師所應(yīng)具備的知識(shí)體系,SEEK定義了美國(guó)軟件工程專業(yè)本科畢業(yè)生所應(yīng)具備的知識(shí)體系.在高等教育界,知識(shí)體系的制定為人才培養(yǎng)目標(biāo)確定、課程體系設(shè)計(jì)、課程設(shè)置和各門課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)提供了根本性的指導(dǎo),也可以作為評(píng)價(jià)專業(yè)教育水平和畢業(yè)生資格的依據(jù).在行業(yè)領(lǐng)域,知識(shí)體系的制定則為從業(yè)人員資格認(rèn)證提供了知識(shí)、能力和素質(zhì)考核的依據(jù),如軟件工程師的資格與等級(jí)確定.2.2b應(yīng)用知識(shí)我國(guó)的軟件工程專業(yè)將立足于培養(yǎng)高素質(zhì)的工程型軟件實(shí)用人才,與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)共同構(gòu)成我國(guó)計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)高地.根據(jù)這個(gè)軟件工程專業(yè)的學(xué)科定位,圖1給出了我國(guó)軟件工程專業(yè)本科畢業(yè)生的知識(shí)體系分類.該體系劃分為6個(gè)子類:①基本素質(zhì)BAS,依據(jù)教育部要求所應(yīng)具備的政治、基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和外國(guó)語知識(shí);②計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)CSE,從事計(jì)算機(jī)軟件工作所應(yīng)具備的軟件專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí);③軟件工程與軟件管理SEM,軟件工程與軟件管理知識(shí);④專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)、工程和職業(yè)基礎(chǔ)MEP,從事計(jì)算機(jī)軟件工作所應(yīng)具備的數(shù)學(xué)、工程和職業(yè)知識(shí);⑤軟件系統(tǒng)與應(yīng)用SSA:從事某一方面計(jì)算機(jī)軟件工作應(yīng)具備的專業(yè)或領(lǐng)域應(yīng)用知識(shí);⑥軟件工具與產(chǎn)品STP,從事計(jì)算機(jī)軟件工作所應(yīng)掌握的當(dāng)前主流軟件工具與軟件產(chǎn)品.第1個(gè)知識(shí)體系子類詳見教育部和學(xué)校有關(guān)要求,現(xiàn)將與專業(yè)相關(guān)的5個(gè)子類的知識(shí)領(lǐng)域簡(jiǎn)單列舉如下:1)CSE定義了從事軟件工作所應(yīng)具備的軟件專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),包括離散數(shù)學(xué)基礎(chǔ)CSE.DS,程序設(shè)計(jì)與算法基礎(chǔ)CSE.PF,計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)CSE.CH,系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)CSE.SS,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)CSE.DB,網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)CSE.NC和軟件構(gòu)造技術(shù)CSE.CT等知識(shí)領(lǐng)域.2)SEM定義了軟件工程與軟件管理知識(shí),包括軟件模型與分析SEM.MA,軟件設(shè)計(jì)SEM.DE,軟件檢驗(yàn)和有效性驗(yàn)證SEM.VV,軟件演化SEM.EV,軟件過程SEM.PR,軟件質(zhì)量SEM.QA和軟件管理SEM.MG等知識(shí)領(lǐng)域.3)MEP定義從事軟件工作所應(yīng)具備的數(shù)學(xué)、工程和職業(yè)知識(shí),包括軟件的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)MEP.MF,軟件的工程基礎(chǔ)MEP.EF,軟件行業(yè)的職業(yè)素質(zhì)MEP.PP,軟件業(yè)的外國(guó)語能力MEP.FL等知識(shí)領(lǐng)域.4)SSA定義從事某一方面軟件工作應(yīng)具備的專業(yè)或領(lǐng)域應(yīng)用知識(shí),包括網(wǎng)絡(luò)工程與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用SSA.CN(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)階AN,分布式計(jì)算DC,多媒體技術(shù)MM),嵌入式與實(shí)時(shí)系統(tǒng)SSA.EM,圖形軟件系統(tǒng)SSA.GH,信息系統(tǒng)SSA.IS(組織和管理GM,系統(tǒng)開發(fā)理論SD,智能信息處理IP,ERP系統(tǒng)EP,電子商務(wù)系統(tǒng)EC)等領(lǐng)域.畢業(yè)生應(yīng)該深入理解其中至少一個(gè)軟件應(yīng)用領(lǐng)域.5)STP定義了從事軟件工作所應(yīng)掌握的當(dāng)前主流軟件工具與軟件產(chǎn)品,包括硬件,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,PL,OS,DBMS,CASE工具等.34個(gè)可以執(zhí)行的核心課程模式3.1課程組織策略課程體系設(shè)計(jì)策略包括課程啟動(dòng)策略,課程組織策略和特色課程設(shè)置策略.課程啟動(dòng)策略對(duì)于核心課程設(shè)置是非常重要的,不同的課程設(shè)置方案需要小心地定義啟動(dòng)課程,以滿足整個(gè)課程設(shè)置的需要.課程啟動(dòng)策略主要有:1)圍繞算法設(shè)計(jì)展開的算法優(yōu)先策略;2)自底向上展開的硬件優(yōu)先策略;3)從計(jì)算機(jī)導(dǎo)論展開的廣度優(yōu)先策略;4)強(qiáng)調(diào)編程能力的程序設(shè)計(jì)優(yōu)先策略;5)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)使用的命令優(yōu)先策略;6)從面向?qū)ο笳归_的對(duì)象優(yōu)先策略.課程組織策略也非常重要,包括:1)基于主題的組織模式,它把知識(shí)體系中的每個(gè)知識(shí)領(lǐng)域組織成一門或幾門課程;2)基于系統(tǒng)的組織模式,它把每類計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)置一門或幾門課程;3)混合模式,在課程設(shè)計(jì)時(shí)不考慮區(qū)分前兩種方法,兼而有之.對(duì)軟件工程專業(yè)而言,一般來說,專業(yè)基礎(chǔ)課程較為適合按照基于主題的模式組織;專業(yè)課程則按照基于系統(tǒng)的模式組織更利于體現(xiàn)工程特色.特色課程設(shè)置策略依據(jù)本校的辦學(xué)特色和研究專長(zhǎng)而形成.為簡(jiǎn)化討論,核心課程設(shè)置方案僅涉及主要課程和課程啟動(dòng)策略.各學(xué)校可以根據(jù)自己的具體情況進(jìn)行參考,并補(bǔ)充數(shù)學(xué)課程、專業(yè)實(shí)踐課程、職業(yè)課程、特色課程以形成完整的教學(xué)計(jì)劃.3.2課程設(shè)置模式軟件工程專業(yè)課程體系建設(shè)的一個(gè)重要原則是:本科生核心課程不是計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)核心課程和軟件工程類核心課程的簡(jiǎn)單堆砌,而應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程進(jìn)行有效的裁減和調(diào)整.針對(duì)各個(gè)學(xué)校軟件工程專業(yè)的師資力量和辦學(xué)特色,本文給出以下四種可行的本科生核心課程設(shè)置模式:1)側(cè)重于計(jì)算機(jī)科學(xué)的課程設(shè)置模式:既突出工程特色也注重科學(xué)屬性,適合從計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)化而來的軟件工程專業(yè).2)側(cè)重于軟件開發(fā)技術(shù)的課程設(shè)置模式:強(qiáng)化學(xué)生對(duì)軟件開發(fā)技術(shù)的要求,適合僅從事高層軟件開發(fā)的學(xué)生.3)側(cè)重于系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的課程設(shè)置模式:強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)和對(duì)工程化開發(fā)方法的認(rèn)識(shí),適合全面了解系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件開發(fā)的學(xué)生.4)側(cè)重于工程化理念的課程設(shè)置模式:突出工程理念,將軟件基礎(chǔ)和軟件工程兩個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)體系融合在一起.3.2.1核心課程設(shè)置模式此類課程設(shè)置模式側(cè)重于計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)與軟件工程專業(yè)的結(jié)合,在突出專業(yè)的工程特色的同時(shí)亦注重軟件工程的科學(xué)屬性,有利于從計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)到軟件工程專業(yè)的過渡,適合那些從計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)化而來的軟件工程專業(yè).此類核心課程設(shè)置模式基本類同于IEEE2001SE推薦的計(jì)算機(jī)科學(xué)優(yōu)先方法,主要核心課程有:程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蠓椒?、?jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫概論等6門計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程;按照自底向上的方法展開的軟件工程概論、軟件構(gòu)造,軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、人機(jī)交互技術(shù)、軟件需求分析、軟件質(zhì)量保證與測(cè)試、軟件項(xiàng)目管理等7門軟件工程核心課程;工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、團(tuán)隊(duì)動(dòng)力與溝通、軟件工程職業(yè)實(shí)踐等3門工程職業(yè)課程;軟件工程綜合實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì).課程啟動(dòng)策略建議采用程序設(shè)計(jì)優(yōu)先方式,把程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作為學(xué)生的入門課程.特色課程組織建議偏向于軟件技術(shù)類,根據(jù)本校學(xué)術(shù)特色組織,在課程組織策略上采用混合模式.3.2.2計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)此類課程設(shè)置模式強(qiáng)化學(xué)生對(duì)軟件開發(fā)技術(shù)的要求,并適當(dāng)簡(jiǎn)化對(duì)硬件和系統(tǒng)軟件構(gòu)造知識(shí)的要求,從而簡(jiǎn)化了模式一中計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程的數(shù)量,通過改造部分課程,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性程度.此模式適合那些僅僅從事高層軟件開發(fā)的學(xué)生.核心課程具體描述如下:1)新設(shè)入門課程:計(jì)算機(jī)導(dǎo)論.該課程通過廣度優(yōu)先的方法簡(jiǎn)要而全面論述計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件,讓側(cè)重于學(xué)習(xí)軟件開發(fā)的學(xué)生用較小的時(shí)間代價(jià)掌握對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí).2)從計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)繼承來的重要核心課程3門.包括:程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蠓椒?、?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法.3)建設(shè)2門新課程.包括系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng).前者全面介紹操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)接口,強(qiáng)調(diào)利用這些接口進(jìn)行應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)和開發(fā);后者全面介紹利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)接口,強(qiáng)調(diào)利用這些接口設(shè)計(jì)和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和信息系統(tǒng).4)按照自底向上的方法展開的軟件工程概論、軟件構(gòu)造、軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)、人機(jī)交互技術(shù)、軟件需求分析、軟件質(zhì)量保證與測(cè)試、軟件項(xiàng)目管理等7門軟件工程核心課程.5)工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、團(tuán)隊(duì)動(dòng)力與溝通、軟件工程職業(yè)實(shí)踐等3門工程職業(yè)課程.6)軟件工程綜合實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì).特色課程組織建議偏向于軟件技術(shù)類,根據(jù)本校辦學(xué)特色組織,在課程組織策略上采用混合模式.3.2.3知識(shí)掌握類課程.基于系統(tǒng)的“三自”此類課程設(shè)置模式根據(jù)軟件工程學(xué)科對(duì)硬件和系統(tǒng)軟件的知識(shí)要求,重新構(gòu)造此部分軟件基礎(chǔ)課程,并強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)和對(duì)于工程化軟件開發(fā)方法的認(rèn)識(shí).同模式二比較,此類模式強(qiáng)化了軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)的要求,更適合那些需要全面了解系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件開發(fā)的學(xué)生.同模式一相比,此模式同樣簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程的數(shù)量,既有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性程度,又有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度.核心課程具體描述如下:1)新設(shè)入門課程:計(jì)算基礎(chǔ).該課程采用程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)雙優(yōu)先方式,從計(jì)算的角度組織數(shù)字邏輯、處理器、機(jī)器級(jí)程序設(shè)計(jì)、Routines和面向過程程序設(shè)計(jì),向?qū)W生呈現(xiàn)完整的計(jì)算概念.2)從計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)繼承來的重要核心課程2門.包括:面向?qū)ο蠓椒?、?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法.3)建設(shè)3門新課程:①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ).該課程從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造的角度組織計(jì)算機(jī)組成、設(shè)備與通信、操作系統(tǒng)和其他系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),向?qū)W生呈現(xiàn)全方位的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組織和構(gòu)造方式.②網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng).該課程全面介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造方法,強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)工程與組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)造.③數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng).該課程基本同模式二中對(duì)應(yīng)課程,但講授過程應(yīng)側(cè)重于系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí).4)按照自頂向下的方法展開的軟件工程概論、大型軟件系統(tǒng)構(gòu)造與體系結(jié)構(gòu),軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互技術(shù)、軟件測(cè)試、軟件過程與管理、軟件工程的形式化方法等7門軟件工程核心課程.5)工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、團(tuán)隊(duì)動(dòng)力與溝通、軟件工程職業(yè)實(shí)踐等3門工程職業(yè)課程.6)軟件工程綜合實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì).特色課程組織建議偏向于軟件系統(tǒng)與應(yīng)用類,根據(jù)本校辦學(xué)特色組織,在課程組織策略上采用基于系統(tǒng)的課程組織模式.3.2.4通過各科學(xué)課程內(nèi)容的軟件設(shè)計(jì)、計(jì)算導(dǎo)數(shù)、網(wǎng)絡(luò)等此類課程設(shè)置模式根據(jù)軟件工程學(xué)科的知識(shí)要求,突出工程理念,以工程化方法為手段,徹底重新構(gòu)造基礎(chǔ)課程,融軟件基礎(chǔ)和軟件工程兩個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)體系子類為一體,從而簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程數(shù)量.此類核心課程設(shè)置模式基本類同于IEEE2001SE推薦的軟件工程優(yōu)先方法,主要核心課程有:計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫概論等4門計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程;按照自底向上的方法展開的軟件工程與計(jì)算導(dǎo)論,軟件工程與計(jì)算II,軟件工程與計(jì)算III,大型軟件系統(tǒng)構(gòu)造與體系結(jié)構(gòu),軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互技術(shù)、軟件測(cè)試、軟件過程與管理、軟件工程的形式化方法等9門軟件工程核心課程;工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、團(tuán)隊(duì)動(dòng)力與溝通、軟件工程職業(yè)實(shí)踐等3門工程職業(yè)課程;軟件工程綜合實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì).課程啟動(dòng)策略建議采用工程優(yōu)先方式,把軟件工程與計(jì)算導(dǎo)論作為學(xué)生的入門課程.并通過軟件工程與計(jì)算II,軟件工程與計(jì)算III兩門課程在工程化理念的指導(dǎo)下展開程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蠓椒ń虒W(xué).特色課程組織建議偏向于軟件系統(tǒng)與