软件专业课程设置模式研究

软件专业课程设置模式研究

1核心课程设置背景20世纪90年代以来，美国计算机学会acm和美国电气和电子工程师协会（nationaltheoryofinformationsecurity）联合引入了iecc2001课程。《cc-2001》课程的重要性在于将计算机工程、计算机科学、工程科学、信息系统、信息技术等广泛的计算学科升级为科学理论与工程科学。此外，还扩大了其他两个学科。它是否仍然是当前国际计算科学委员会的计算科学分支，仍然是一个独立学科。该学科的名称表明，该学科作为与计算机科学相对应的各种软件实践技术的总称已在世界范围内获得批准。2002年,教育部开始推动示范性软件学院项目,正式在我国启动了软件工程专业的教学.软件工程专业的教育目标定位于面向软件产业培养高素质的工程型软件实用人才.围绕这一定位,软件工程专业的高等教育应该围绕大型软件开发过程中的工程方法、关键技术和相关工具展开.作为一个刚刚起步的专业,研究软件工程专业的核心课程设置显得非常重要.通过详细分析IEEECC2001的软件工程学科教程和认真对比国际国内软件工程专业的课程设置方案,本文从软件工程专业本科生应具备的知识体系出发,提出几种可行的软件工程专业核心课程设置模式,供各院校讨论和参考.2应该有一个完整的知识系统2.1知识体系制定在国际高等教育界和工业教育领域,知识体系用于描述某个专业领域的受教育者或某个行业领域的从业者所应具备的系统化的知识内涵与能力素质,如SWEBOK定义了一个受过良好本科训练并从事软件行业满四年的工程师所应具备的知识体系,SEEK定义了美国软件工程专业本科毕业生所应具备的知识体系.在高等教育界,知识体系的制定为人才培养目标确定、课程体系设计、课程设置和各门课程教学内容设计提供了根本性的指导,也可以作为评价专业教育水平和毕业生资格的依据.在行业领域,知识体系的制定则为从业人员资格认证提供了知识、能力和素质考核的依据,如软件工程师的资格与等级确定.2.2b应用知识我国的软件工程专业将立足于培养高素质的工程型软件实用人才,与计算机科学专业共同构成我国计算机人才的培养高地.根据这个软件工程专业的学科定位,图1给出了我国软件工程专业本科毕业生的知识体系分类.该体系划分为6个子类:①基本素质BAS,依据教育部要求所应具备的政治、基础数学和外国语知识;②计算机软件基础CSE,从事计算机软件工作所应具备的软件专业基础知识;③软件工程与软件管理SEM,软件工程与软件管理知识;④专业相关的数学、工程和职业基础MEP,从事计算机软件工作所应具备的数学、工程和职业知识;⑤软件系统与应用SSA:从事某一方面计算机软件工作应具备的专业或领域应用知识;⑥软件工具与产品STP,从事计算机软件工作所应掌握的当前主流软件工具与软件产品.第1个知识体系子类详见教育部和学校有关要求,现将与专业相关的5个子类的知识领域简单列举如下:1)CSE定义了从事软件工作所应具备的软件专业基础知识,包括离散数学基础CSE.DS,程序设计与算法基础CSE.PF,计算机硬件基础CSE.CH,系统软件基础CSE.SS,数据库应用基础CSE.DB,网络通信基础CSE.NC和软件构造技术CSE.CT等知识领域.2)SEM定义了软件工程与软件管理知识,包括软件模型与分析SEM.MA,软件设计SEM.DE,软件检验和有效性验证SEM.VV,软件演化SEM.EV,软件过程SEM.PR,软件质量SEM.QA和软件管理SEM.MG等知识领域.3)MEP定义从事软件工作所应具备的数学、工程和职业知识,包括软件的数学基础MEP.MF,软件的工程基础MEP.EF,软件行业的职业素质MEP.PP,软件业的外国语能力MEP.FL等知识领域.4)SSA定义从事某一方面软件工作应具备的专业或领域应用知识,包括网络工程与网络应用SSA.CN(计算机网络进阶AN,分布式计算DC,多媒体技术MM),嵌入式与实时系统SSA.EM,图形软件系统SSA.GH,信息系统SSA.IS(组织和管理GM,系统开发理论SD,智能信息处理IP,ERP系统EP,电子商务系统EC)等领域.毕业生应该深入理解其中至少一个软件应用领域.5)STP定义了从事软件工作所应掌握的当前主流软件工具与软件产品,包括硬件,网络设备,PL,OS,DBMS,CASE工具等.34个可以执行的核心课程模式3.1课程组织策略课程体系设计策略包括课程启动策略,课程组织策略和特色课程设置策略.课程启动策略对于核心课程设置是非常重要的,不同的课程设置方案需要小心地定义启动课程,以满足整个课程设置的需要.课程启动策略主要有:1)围绕算法设计展开的算法优先策略;2)自底向上展开的硬件优先策略;3)从计算机导论展开的广度优先策略;4)强调编程能力的程序设计优先策略;5)强调系统使用的命令优先策略;6)从面向对象展开的对象优先策略.课程组织策略也非常重要,包括:1)基于主题的组织模式,它把知识体系中的每个知识领域组织成一门或几门课程;2)基于系统的组织模式,它把每类计算机软硬件系统设置一门或几门课程;3)混合模式,在课程设计时不考虑区分前两种方法,兼而有之.对软件工程专业而言,一般来说,专业基础课程较为适合按照基于主题的模式组织;专业课程则按照基于系统的模式组织更利于体现工程特色.特色课程设置策略依据本校的办学特色和研究专长而形成.为简化讨论,核心课程设置方案仅涉及主要课程和课程启动策略.各学校可以根据自己的具体情况进行参考,并补充数学课程、专业实践课程、职业课程、特色课程以形成完整的教学计划.3.2课程设置模式软件工程专业课程体系建设的一个重要原则是:本科生核心课程不是计算机科学专业核心课程和软件工程类核心课程的简单堆砌,而应该对计算机科学核心课程进行有效的裁减和调整.针对各个学校软件工程专业的师资力量和办学特色,本文给出以下四种可行的本科生核心课程设置模式:1)侧重于计算机科学的课程设置模式:既突出工程特色也注重科学属性,适合从计算机科学专业转化而来的软件工程专业.2)侧重于软件开发技术的课程设置模式:强化学生对软件开发技术的要求,适合仅从事高层软件开发的学生.3)侧重于系统认识的课程设置模式:强调学生对于计算机系统的系统级认识和对工程化开发方法的认识,适合全面了解系统软件和应用软件开发的学生.4)侧重于工程化理念的课程设置模式:突出工程理念,将软件基础和软件工程两个基础知识体系融合在一起.3.2.1核心课程设置模式此类课程设置模式侧重于计算机科学专业与软件工程专业的结合,在突出专业的工程特色的同时亦注重软件工程的科学属性,有利于从计算机科学专业到软件工程专业的过渡,适合那些从计算机科学专业转化而来的软件工程专业.此类核心课程设置模式基本类同于IEEE2001SE推荐的计算机科学优先方法,主要核心课程有:程序设计基础、面向对象方法、计算机组织结构、数据结构与算法、操作系统与网络、数据库概论等6门计算机科学核心课程;按照自底向上的方法展开的软件工程概论、软件构造,软件设计与体系结构、人机交互技术、软件需求分析、软件质量保证与测试、软件项目管理等7门软件工程核心课程;工程经济学、团队动力与沟通、软件工程职业实践等3门工程职业课程;软件工程综合实践与毕业设计.课程启动策略建议采用程序设计优先方式,把程序设计基础作为学生的入门课程.特色课程组织建议偏向于软件技术类,根据本校学术特色组织,在课程组织策略上采用混合模式.3.2.2计算机软件设计课程设计此类课程设置模式强化学生对软件开发技术的要求,并适当简化对硬件和系统软件构造知识的要求,从而简化了模式一中计算机科学核心课程的数量,通过改造部分课程,有利于学生学习的有效性程度.此模式适合那些仅仅从事高层软件开发的学生.核心课程具体描述如下:1)新设入门课程:计算机导论.该课程通过广度优先的方法简要而全面论述计算机硬件和系统软件,让侧重于学习软件开发的学生用较小的时间代价掌握对计算机系统的认识.2)从计算机科学专业继承来的重要核心课程3门.包括:程序设计基础、面向对象方法、数据结构与算法.3)建设2门新课程.包括系统程序设计和数据库与信息系统.前者全面介绍操作系统和网络环境下的系统程序设计接口,强调利用这些接口进行应用软件设计和开发;后者全面介绍利用网络环境下的关系数据库开发接口,强调利用这些接口设计和开发数据库应用系统和信息系统.4)按照自底向上的方法展开的软件工程概论、软件构造、软件设计与体系结构、人机交互技术、软件需求分析、软件质量保证与测试、软件项目管理等7门软件工程核心课程.5)工程经济学、团队动力与沟通、软件工程职业实践等3门工程职业课程.6)软件工程综合实践与毕业设计.特色课程组织建议偏向于软件技术类,根据本校办学特色组织,在课程组织策略上采用混合模式.3.2.3知识掌握类课程.基于系统的“三自”此类课程设置模式根据软件工程学科对硬件和系统软件的知识要求,重新构造此部分软件基础课程,并强调学生对于计算机系统的系统级认识和对于工程化软件开发方法的认识.同模式二比较,此类模式强化了软硬件基础知识的要求,更适合那些需要全面了解系统软件和应用软件开发的学生.同模式一相比,此模式同样简化了计算机科学核心课程的数量,既有利于学生学习的有效性程度,又有利于学生对知识的掌握程度.核心课程具体描述如下:1)新设入门课程:计算基础.该课程采用程序设计与系统级认识双优先方式,从计算的角度组织数字逻辑、处理器、机器级程序设计、Routines和面向过程程序设计,向学生呈现完整的计算概念.2)从计算机科学专业继承来的重要核心课程2门.包括:面向对象方法、数据结构与算法.3)建设3门新课程:①计算机系统基础.该课程从计算机系统构造的角度组织计算机组成、设备与通信、操作系统和其他系统软件设计,向学生呈现全方位的计算机系统组织和构造方式.②网络通信系统.该课程全面介绍计算机网络硬件、网络协议与网络操作系统、网络应用系统的构造方法,强调网络软硬件系统的系统级认识、网络工程与组网技术、网络应用系统设计与构造.③数据库与信息系统.该课程基本同模式二中对应课程,但讲授过程应侧重于系统级认识.4)按照自顶向下的方法展开的软件工程概论、大型软件系统构造与体系结构,软件详细设计、人机交互技术、软件测试、软件过程与管理、软件工程的形式化方法等7门软件工程核心课程.5)工程经济学、团队动力与沟通、软件工程职业实践等3门工程职业课程.6)软件工程综合实践与毕业设计.特色课程组织建议偏向于软件系统与应用类,根据本校办学特色组织,在课程组织策略上采用基于系统的课程组织模式.3.2.4通过各科学课程内容的软件设计、计算导数、网络等此类课程设置模式根据软件工程学科的知识要求,突出工程理念,以工程化方法为手段,彻底重新构造基础课程,融软件基础和软件工程两个基础知识体系子类为一体,从而简化了计算机科学核心课程数量.此类核心课程设置模式基本类同于IEEE2001SE推荐的软件工程优先方法,主要核心课程有:计算机组织结构、数据结构与算法、操作系统与网络、数据库概论等4门计算机科学核心课程;按照自底向上的方法展开的软件工程与计算导论,软件工程与计算II,软件工程与计算III,大型软件系统构造与体系结构,软件详细设计、人机交互技术、软件测试、软件过程与管理、软件工程的形式化方法等9门软件工程核心课程;工程经济学、团队动力与沟通、软件工程职业实践等3门工程职业课程;软件工程综合实践与毕业设计.课程启动策略建议采用工程优先方式,把软件工程与计算导论作为学生的入门课程.并通过软件工程与计算II,软件工程与计算III两门课程在工程化理念的指导下展开程序设计和面向对象方法教学.特色课程组织建议偏向于软件系统与