特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系構(gòu)建
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摘要：結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)下軟件工程人才的需求特征，針對(duì)專業(yè)特色型高校對(duì)軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的培養(yǎng)目標(biāo)、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、模式等問(wèn)題進(jìn)行研究，提出“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)下特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的建設(shè)思路、構(gòu)建目標(biāo)與原則、架構(gòu)設(shè)計(jì)及培養(yǎng)體系實(shí)施途徑。
關(guān)鍵字：互聯(lián)網(wǎng)+；特色專業(yè)；軟件工程；培養(yǎng)體系
一、特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的建設(shè)思路
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型，走創(chuàng)新之路，這其中，人才是關(guān)鍵。傳統(tǒng)學(xué)科領(lǐng)域的數(shù)字化、信息化、智能化呈現(xiàn)出的加速變革是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、“中國(guó)制造2025”“一帶一路”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)力。這些學(xué)科的發(fā)展日益依賴軟件及其相關(guān)技術(shù)。在特色型專業(yè)為主的高校中，建設(shè)特色專業(yè)領(lǐng)域軟件工程專業(yè)已成為學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的共識(shí)。特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是：充分發(fā)揮特色學(xué)科人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)兼?zhèn)滠浖こ膛c領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，具備特色領(lǐng)域軟件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用有較深見(jiàn)解，具備利用軟件技術(shù)解決特色領(lǐng)域?qū)I(yè)問(wèn)題的軟件工程人才。以地學(xué)學(xué)科為例，對(duì)軟件技術(shù)依賴度較高的專業(yè)有地理信息科學(xué)、測(cè)繪工程、勘探技術(shù)與工程、環(huán)境工程、水文與水資源工程、石油工程、地球物理學(xué)等。隨著地質(zhì)大調(diào)查的深入開(kāi)展，國(guó)內(nèi)外地學(xué)相關(guān)應(yīng)用軟件得到了迅速發(fā)展，這些專業(yè)軟件具有軟件種類繁多、專業(yè)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、投資巨大、利用率低等特點(diǎn)[2]，主要表現(xiàn)在：海量地學(xué)信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工所能處理的范疇；地學(xué)信息的采集、處理、展現(xiàn)分別由不同的部門進(jìn)行處理，越來(lái)越呈現(xiàn)信息集團(tuán)化處理的趨勢(shì)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代，地學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用軟件的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，如何快速開(kāi)發(fā)滿足領(lǐng)域要求的軟件顯得越來(lái)越緊迫[3]。由于在軟件工程專業(yè)建設(shè)與培養(yǎng)過(guò)程中普遍存在輕視領(lǐng)域背景知識(shí)的問(wèn)題，導(dǎo)致具備地學(xué)與軟件工程專業(yè)背景復(fù)合型人才稀缺。在實(shí)際工作中，軟件技術(shù)人員會(huì)遇到不同領(lǐng)域之間知識(shí)鴻溝，從而引起交流障礙。特色型專業(yè)高校的軟件工程專業(yè)建設(shè)過(guò)程中，知識(shí)體系構(gòu)建的關(guān)鍵是培養(yǎng)規(guī)格問(wèn)題，主要體現(xiàn)在培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和總體知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制定上。
1．特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系構(gòu)建目標(biāo)與原則
在日新月異的“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，特色型軟件工程專業(yè)應(yīng)堅(jiān)持以工程教育思想為核心的專業(yè)培養(yǎng)模式，使之滿足未來(lái)企業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才的需求，堅(jiān)持在軟件（包括領(lǐng)域軟件）開(kāi)發(fā)過(guò)程的管理、開(kāi)發(fā)方法、開(kāi)發(fā)工具和關(guān)鍵技術(shù)等方面，培養(yǎng)面向軟件產(chǎn)業(yè)和專業(yè)領(lǐng)域?qū)嵱眯蛙浖こ谈呒?jí)人才。為此，應(yīng)著重從如下四方面構(gòu)建特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系。（1）國(guó)際型。借鑒和引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程體系，制定系統(tǒng)化的人才培養(yǎng)計(jì)劃和課程體系。（2）創(chuàng)新型。優(yōu)化基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容，包含新理念、新模式、新方法、新內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)和跨領(lǐng)域?qū)W習(xí)能力。融合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、工程能力和綜合素質(zhì)，幫助學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”能力的養(yǎng)成。（3）工程型。依據(jù)學(xué)科的工程特性，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)通識(shí)基礎(chǔ)課程、將專業(yè)主干課程與工程實(shí)踐結(jié)合。優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化工程能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)軟件產(chǎn)品質(zhì)量、開(kāi)發(fā)效率、工程度量、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面的分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)能力。（4）復(fù)合型。結(jié)合特色型高校的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)以目標(biāo)為導(dǎo)向的一體化培養(yǎng)、增強(qiáng)學(xué)生的領(lǐng)域知識(shí)背景，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科知識(shí)交叉與融合、技能與管理相結(jié)合、團(tuán)隊(duì)合作、軟件研發(fā)能力與領(lǐng)域知識(shí)素質(zhì)相結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)人才?；谏鲜鲈瓌t構(gòu)建的特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系，除了培養(yǎng)學(xué)生軟件工程基本理論和開(kāi)發(fā)技術(shù)，還培養(yǎng)學(xué)生軟件需求分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)、度量與測(cè)試、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，這些能力是學(xué)生分析與解決問(wèn)題、溝通與協(xié)調(diào)、項(xiàng)目管理、工程實(shí)踐和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)[3]。
2．特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的架構(gòu)設(shè)計(jì)
2014年，IEEE協(xié)會(huì)了《軟件工程知識(shí)體系》指南第3版（SWEBOKV3，SoftwareEngineeringBodyofKnowledge）[4]，該指南將軟件工程專業(yè)知識(shí)體系劃分為15個(gè)知識(shí)域，其中包括11個(gè)軟件工程實(shí)踐知識(shí)域，分別是軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件構(gòu)造、軟件測(cè)試、軟件維護(hù)、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過(guò)程、軟件工程模型和方法、軟件質(zhì)量、軟件工程職業(yè)實(shí)踐，以及4個(gè)軟件工程教育基礎(chǔ)知識(shí)域—軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)。以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）軟件工程專業(yè)為例，依靠地學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，該專業(yè)明確以“建設(shè)特色鮮明、培養(yǎng)體系現(xiàn)代化、國(guó)內(nèi)先進(jìn)的行業(yè)型軟件工程專業(yè)”為專業(yè)建設(shè)總目標(biāo)。在設(shè)計(jì)基于SWEBOK設(shè)計(jì)軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，由于該指南涉及知識(shí)內(nèi)容繁多，因此遇到很大的挑戰(zhàn)。為此，只有加強(qiáng)課程體系的系統(tǒng)性和開(kāi)放性，采用通識(shí)與專業(yè)結(jié)合、科學(xué)與人文結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合的培養(yǎng)體系，才能做到有的放矢，抓住軟件工程本質(zhì)?；谶@一原則，構(gòu)建了由“通識(shí)基礎(chǔ)+學(xué)科基礎(chǔ)+專業(yè)核心+實(shí)踐創(chuàng)新”四個(gè)模塊構(gòu)成的系統(tǒng)化、層次化的軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系，最終目的是使學(xué)生“理論上有深度、實(shí)踐上有招術(shù)”.在這一體系的通識(shí)模塊和學(xué)科基礎(chǔ)模塊中，除了設(shè)置軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)相關(guān)基礎(chǔ)課程以外，還設(shè)計(jì)了含有地學(xué)領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)課程和地學(xué)信息工程領(lǐng)域知識(shí)，為學(xué)生熟悉地學(xué)相關(guān)領(lǐng)域軟件的需求和業(yè)務(wù)邏輯的軟件實(shí)現(xiàn)的方法打下基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步加大實(shí)踐課程的力度，突出學(xué)生在專業(yè)教學(xué)過(guò)程中的主體地位，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算學(xué)科基本概念和技術(shù)方法的前提下，增加了以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)為目的的軟件工程專業(yè)導(dǎo)論課、現(xiàn)代軟件工程簡(jiǎn)史、軟件工程新技術(shù)與新思維、新生研討課、學(xué)科前沿課、地球科學(xué)概論等開(kāi)放型課程，這些課程采用開(kāi)放式教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)考慮與特色型專業(yè)領(lǐng)域緊密結(jié)合，為學(xué)生搭建領(lǐng)域知識(shí)與軟件工程學(xué)科結(jié)合的信息傳授平臺(tái)。目的是培養(yǎng)學(xué)生良好的領(lǐng)域軟件研發(fā)、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、良好領(lǐng)域創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)能力、良好的項(xiàng)目規(guī)范管理能力、良好的溝通、交流與組織協(xié)調(diào)能力。最終達(dá)到特色型專業(yè)領(lǐng)域高層次、復(fù)合型、國(guó)際化的軟件工程專業(yè)高級(jí)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
二、特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系實(shí)施途徑
在特色型軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)遵循軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基本原則和方向，充分發(fā)揮特色學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持走“特色學(xué)科+軟件工程”的道路，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)特色學(xué)科與軟件工程學(xué)科的交叉與聯(lián)合。
1．堅(jiān)持“特色+軟件”的綜合能力培養(yǎng)
特色型軟件工程專業(yè)是采用軟件工程的方法和技術(shù)解決特色型專業(yè)領(lǐng)域的問(wèn)題，解決特色專業(yè)領(lǐng)域信息處理流程的自動(dòng)化和智能化問(wèn)題。因此，必須有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生的特色專業(yè)領(lǐng)域背景知識(shí)加以科學(xué)設(shè)置[5]。構(gòu)建領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)教育，就要堅(jiān)持走“特色學(xué)科+軟件工程”的道路。以地學(xué)學(xué)科為例，結(jié)合國(guó)土、地理信息、環(huán)境、地質(zhì)、工程、能源等領(lǐng)域，在新生研討課、學(xué)科前沿課、專業(yè)導(dǎo)論課等課程的設(shè)置上，每一個(gè)方向都包含了相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，軟件工程專業(yè)的學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇一個(gè)地學(xué)領(lǐng)域?yàn)榉较?，修?xí)相關(guān)的通識(shí)課程。通過(guò)對(duì)地學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生廣闊的地學(xué)知識(shí)。在進(jìn)行地學(xué)領(lǐng)域軟件設(shè)計(jì)研發(fā)時(shí)，達(dá)到和專業(yè)領(lǐng)域的需求的最合好契合。只有堅(jiān)持“特色學(xué)科+軟件工程”學(xué)理念，在世界上有特色學(xué)科領(lǐng)先的技術(shù)理論與領(lǐng)域軟件，才能在特色學(xué)科領(lǐng)域的數(shù)字化、信息化發(fā)展趨勢(shì)下處于領(lǐng)先地位，從而提升特色學(xué)科的綜合實(shí)力。
2．增加項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)
軟件工程是實(shí)踐性特別強(qiáng)的學(xué)科，特色型軟件工程專業(yè)應(yīng)將軟件工程和領(lǐng)域知識(shí)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生真正參與到項(xiàng)目中，通過(guò)項(xiàng)目來(lái)推動(dòng)學(xué)生不斷的實(shí)踐與鍛煉，使學(xué)生不但具有軟件工程專業(yè)素質(zhì)，還具備廣闊的領(lǐng)域知識(shí)。以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）軟件工程專業(yè)為例，為提升學(xué)生實(shí)踐能力，我們優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建課程設(shè)計(jì)、科研創(chuàng)新訓(xùn)練、軟件項(xiàng)目實(shí)踐（實(shí)習(xí)）、畢業(yè)設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容的“實(shí)踐和創(chuàng)新”體系，包括社會(huì)實(shí)踐、科研訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)3大類。在學(xué)生的整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中，采用了“2+1+1”培養(yǎng)模式，即：2年基礎(chǔ)知識(shí)，1年專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，1年實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生在前2年期間選擇1個(gè)領(lǐng)域背景知識(shí)學(xué)習(xí)的方向，并且選修2~3門有關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)通識(shí)課程。學(xué)生有近1年的時(shí)間是在各類實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中完成的。在現(xiàn)有學(xué)時(shí)學(xué)分框架內(nèi)，實(shí)踐教學(xué)（實(shí)驗(yàn)）教學(xué)環(huán)節(jié)的比重已占到整體學(xué)分的27.3%，如表3所示，其中實(shí)踐創(chuàng)新模塊主要包括的專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有：軟件工程實(shí)習(xí)（1~3學(xué)年）、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程實(shí)踐、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程實(shí)踐、面向?qū)ο蠓治稣n程實(shí)踐[6]、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程實(shí)踐、網(wǎng)頁(yè)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。為確保實(shí)踐教學(xué)體系完善，在實(shí)踐基地的建立過(guò)程中，還要加強(qiáng)與先進(jìn)的軟件企業(yè)、開(kāi)發(fā)園區(qū)合作辦學(xué)力度，與領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)共建實(shí)踐基地，共同設(shè)置和開(kāi)發(fā)課程。做到專業(yè)建設(shè)目標(biāo)明確、培養(yǎng)方案先進(jìn)，課程體系與教材與時(shí)俱進(jìn)。
3．夯實(shí)軟件的工程化思想教育內(nèi)涵
目前，“互聯(lián)網(wǎng)+”已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。許多顛覆傳統(tǒng)服務(wù)行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司，其運(yùn)作的基礎(chǔ)、內(nèi)核本質(zhì)都是軟件。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，軟件人才的需求量會(huì)急劇增加[7]。要充分利用綜合優(yōu)勢(shì)和辦學(xué)資源，注重學(xué)科的交叉與融合，注重軟件工程化的教育，從軟件工程、領(lǐng)域信息工程、領(lǐng)域應(yīng)用工程技術(shù)三個(gè)方向，在領(lǐng)域軟件與通用軟件機(jī)研發(fā)兩個(gè)方面，強(qiáng)調(diào)軟件工程專業(yè)教育、領(lǐng)域背景知識(shí)教育和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)，建設(shè)以軟件工程技術(shù)為基礎(chǔ)的多學(xué)科交叉的、創(chuàng)新型的研究平臺(tái)。
三、結(jié)語(yǔ)
“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，軟件工程專業(yè)的理論與技術(shù)的發(fā)展日新月異，復(fù)合型軟件人才的社會(huì)需求量劇增，與此同時(shí)對(duì)軟件人才的素質(zhì)也有了更高層次的要求。軟件工程專業(yè)的教學(xué)必須著眼于行業(yè)的需求，培養(yǎng)出具有較強(qiáng)工程能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的符合時(shí)展要求的綜合型軟件人才。目前，軟件工程與領(lǐng)域?qū)W科交叉人才是非常缺乏，堅(jiān)持“特色+軟件”的培養(yǎng)理念，培養(yǎng)具有寬闊領(lǐng)域背景的軟件工程人才，只有堅(jiān)持專業(yè)理論與專業(yè)技術(shù)并重、基礎(chǔ)與實(shí)踐統(tǒng)一、堅(jiān)持課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法創(chuàng)新，在培養(yǎng)方案、合作辦學(xué)機(jī)制、課程體系建設(shè)、教學(xué)設(shè)施完善、專業(yè)辦學(xué)條件等方面不斷改革創(chuàng)新，才能做到與時(shí)俱進(jìn)，增強(qiáng)軟件工程專業(yè)學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)出以業(yè)界需求為導(dǎo)向的創(chuàng)新型、工程型、實(shí)用型、復(fù)合型的軟件工程人才。培養(yǎng)出符合領(lǐng)域需求的“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的軟件工程專業(yè)人才。
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作者：刁明光 薛濤 鹿旸 單位：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）信息工程學(xué)院
