陳 鄞，蘇統(tǒng)華，黃虎杰，范國(guó)祥，金 爍，王忠杰

（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 軟件學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

基于校企合作的軟件工程專(zhuān)業(yè)系列案例教材建設(shè)

陳 鄞，蘇統(tǒng)華，黃虎杰，范國(guó)祥，金 爍，王忠杰

（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 軟件學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

針對(duì)目前軟件工程相關(guān)課程案例教學(xué)中存在技術(shù)落后、水平低下、教材匱乏等問(wèn)題，提出基于校企合作模式——將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目按照知識(shí)點(diǎn)體系引入到軟件工程案例教學(xué)中，同時(shí)闡述在實(shí)施上如何綜合借助數(shù)據(jù)分析手段和學(xué)院專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行教材選題、案例篩選和素材處理等。

軟件工程；案例教學(xué)；企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目；校企合作

1 背 景

軟件工程專(zhuān)業(yè)課程要求理論與實(shí)踐并重。由于軟件工程具有強(qiáng)烈的工程和項(xiàng)目背景，學(xué)生常常感覺(jué)課程內(nèi)容抽象、空洞，遇到具體項(xiàng)目時(shí)無(wú)法下手[1]，因此，案例教學(xué)被廣泛引入到軟件工程核心課程的教學(xué)之中[2]。

軟件工程案例教學(xué)的效果，很大程度取決于教師能否設(shè)計(jì)或選擇恰當(dāng)?shù)陌咐＞x出的案例應(yīng)當(dāng)是典型的、有代表性的、最能揭示所學(xué)理論和實(shí)際需要的案例。然而目前案例教學(xué)中存在技術(shù)落后、水平低下、教材匱乏等問(wèn)題，使得學(xué)生接觸不到前沿的項(xiàng)目和技術(shù)，無(wú)法得到充分的實(shí)踐鍛煉。這直接導(dǎo)致培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生達(dá)不到企業(yè)要求[3]。人才培養(yǎng)質(zhì)量與企業(yè)需求的脫節(jié)，使得教育質(zhì)量大打折扣。

如果能夠基于校企合作模式將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目引入到軟件工程案例教學(xué)中，無(wú)疑具有重要的意義。首先，從企事業(yè)單位的實(shí)際項(xiàng)目中精選出典型的、有代表性的、最能揭示所學(xué)理論和知識(shí)體系的案例用于軟件工程課程教學(xué)，既可以得到理論聯(lián)系實(shí)踐的效果，又可以使授課內(nèi)容更貼近企業(yè)實(shí)際。學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就接觸軟件企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目，有利于盡快把課堂知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際能力。其次，用企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目貫穿理論教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感受到真實(shí)的需求、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，可以在很大程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。再者，將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目引入到課程教學(xué)中能夠促進(jìn)教學(xué)工作從面向理論、面向教材的人才培養(yǎng)模式向面向應(yīng)用、面向?qū)嵺`、面向企業(yè)的人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目的，達(dá)到人才培養(yǎng)質(zhì)量滿足企業(yè)需求的人才培養(yǎng)目標(biāo)[4]。另外，考慮到課堂教學(xué)時(shí)間有限，如果可以將精選的案例編入教材，不僅為教師備課提供寶貴素材，有效彌補(bǔ)很多教師自身經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題，更重要的是讓學(xué)生大量地涉獵豐富的優(yōu)秀案例，在幫助他們鞏固理論知識(shí)的同時(shí)也開(kāi)闊了眼界。

2 教材建設(shè)目標(biāo)及擬解決的主要問(wèn)題

2.1 教材建設(shè)目標(biāo)

（1）以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目為素材，改革傳統(tǒng)以理論為主的軟件工程核心課程教材，建立以項(xiàng)目實(shí)踐為主線、理論指導(dǎo)實(shí)踐的軟件工程特色實(shí)踐教材。

（2）與企業(yè)密切合作，充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢(shì)，既注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，又突出職業(yè)核心技能的培養(yǎng)，使課程內(nèi)容更加符合軟件企業(yè)的實(shí)際需要。

2.2 擬解決的主要問(wèn)題

（1）案例素材選擇問(wèn)題。一旦確定了系列教材的選題，就要采集對(duì)應(yīng)的案例素材。本項(xiàng)目在確定素材時(shí)，既要考慮案例的代表性、連續(xù)性、理論性、全面性，還要保證案例具有一定難度和高質(zhì)量，起到示范作用。

（2）素材加工與改造。企業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目往往問(wèn)題規(guī)模龐大，復(fù)雜性較高，并不適合直接用于教學(xué)，必須經(jīng)過(guò)提煉和抽象后形成符合課程知識(shí)體系并適合課堂教學(xué)的教學(xué)案例。

3 實(shí)施方案

3.1 總體實(shí)施方案

圍繞以上內(nèi)容，按照?qǐng)D1所示的5個(gè)階段開(kāi)展。

圖1 總體實(shí)施方案

階段1：做好調(diào)查和調(diào)研等準(zhǔn)備工作。分析現(xiàn)有教學(xué)大綱，建立軟件工程核心課程知識(shí)點(diǎn)間的圖譜；調(diào)研已出版的案例教材，并在學(xué)生間開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，弄清楚當(dāng)前教材的缺陷和學(xué)生的真正所需。

階段2：開(kāi)展案例教材的選題。本項(xiàng)目提出基于元數(shù)據(jù)分析的方法，圍繞這一關(guān)鍵思路，我們首先收集案例庫(kù)的元數(shù)據(jù)。筆者所在單位自2006年至今共培養(yǎng)軟件工程碩士研究生超過(guò)2 000人，其中90%以上畢業(yè)生的碩士學(xué)位論文都是基于實(shí)習(xí)所在企事業(yè)單位的真實(shí)項(xiàng)目。這里選用最近5～10年的碩士論文題目和答辯評(píng)分作為部分元數(shù)據(jù)?；跉v史數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式對(duì)優(yōu)秀碩士論文進(jìn)行初步匯總和歸類(lèi)，選擇2～3個(gè)最具代表性的類(lèi)型，將圍繞類(lèi)型題精選企業(yè)項(xiàng)目真實(shí)案例，分別編寫(xiě)一本教材，從而組建企業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下的軟件工程案例式系列教材。

階段3：案例素材選擇。為了保證案例的代表性、連續(xù)性、理論性、全面性、技術(shù)難度以及質(zhì)量，本項(xiàng)目充分利用答辯專(zhuān)家的投票數(shù)據(jù)作為先驗(yàn)知識(shí)，幫助每個(gè)選題下教材編寫(xiě)組選擇合適的素材。同時(shí)我們也要與實(shí)習(xí)企業(yè)密切配合，處理好素材的版權(quán)問(wèn)題。

階段4：素材處理。教材編寫(xiě)組對(duì)案例素材進(jìn)行系統(tǒng)改寫(xiě)，刪繁就簡(jiǎn)、凸顯重點(diǎn)，建立與核心課程知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系；在加工好的案例基礎(chǔ)上撰寫(xiě)教材初稿，并不斷根據(jù)反饋數(shù)據(jù)迭代修改。

階段5：進(jìn)入出版流程。在此階段，出版社編輯會(huì)給出編輯意見(jiàn)，進(jìn)一步提高案例教材的文字質(zhì)量。

目前已完成第一階段和第二階段的工作。接下來(lái)將較詳細(xì)地進(jìn)行介紹。

3.2 教材選題

基于校企合作培養(yǎng)模式，我們從企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目中篩選并提煉出3類(lèi)不同的案例教材選題，分別對(duì)應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)、嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)與計(jì)算密集型軟件系統(tǒng)。

1）選題1：互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)案例教材。

互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件是當(dāng)今最常見(jiàn)的軟件形態(tài)之一?；趯?duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)的碩士課程大綱的分析，課題組確定本類(lèi)型選題需要重點(diǎn)覆蓋的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)覆蓋軟件生命周期的各個(gè)階段（需求、設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試、演化），設(shè)計(jì)合理的方案和原則，并基于此篩選互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)方面的素材。教材編寫(xiě)組在對(duì)案例素材進(jìn)行整理和處理時(shí)，為每個(gè)案例設(shè)定不同的知識(shí)傳授目的，并進(jìn)一步梳理不同案例之間的區(qū)別和聯(lián)系。在加工好的案例基礎(chǔ)上撰寫(xiě)本選題教材初稿，并根據(jù)反饋數(shù)據(jù)不斷修改，直到進(jìn)入最終的出版階段。

2）選題2：嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)案例教材。

課題組所在單位是最早開(kāi)設(shè)嵌入式研究方向的高校之一，也是教育部第一批批準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的高校之一。本選題重點(diǎn)關(guān)注如何基于傳感器采集數(shù)據(jù)，以及對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式集成，同時(shí)能耗管理也是本選題的特色知識(shí)點(diǎn)。在篩選嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)方面的素材時(shí)，應(yīng)充分利用課題組所在單位在物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)和成果輸出上的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)。教材編寫(xiě)組在對(duì)案例素材進(jìn)行整理和處理時(shí)，應(yīng)考慮案例對(duì)嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)在感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層的完整覆蓋，并理清不同案例之間的內(nèi)在關(guān)系。在加工好的案例基礎(chǔ)上撰寫(xiě)本選題教材初稿，并邀請(qǐng)合作企業(yè)參與到初稿修改，直到進(jìn)入最終的出版階段。

3）選題3：數(shù)據(jù)與計(jì)算密集型軟件系統(tǒng)案例教材。

大數(shù)據(jù)時(shí)代帶給軟件工程專(zhuān)業(yè)新的使命，需要開(kāi)發(fā)出能夠應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)密集和計(jì)算密集挑戰(zhàn)的軟件系統(tǒng)。本選題重點(diǎn)關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)級(jí)數(shù)據(jù)的采集與管理、分布式/大規(guī)模并行軟件的開(kāi)發(fā)以及高效算法的研發(fā)，培養(yǎng)能夠承擔(dān)云—端環(huán)境下以及高智能處理要求下的數(shù)據(jù)管理和分析能力的高端人才。在搜集數(shù)據(jù)與計(jì)算密集型軟件系統(tǒng)方面的素材時(shí)，綜合課題組應(yīng)充分利用所在單位在GPU計(jì)算領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)以及合作企業(yè)在工業(yè)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)上的積累，篩選出符合軟件工程未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的典型案例。教材編寫(xiě)組在對(duì)案例素材進(jìn)行整理和處理時(shí)，要考慮分布式平臺(tái)、新型編程模型等在數(shù)據(jù)分析中的特殊作用，發(fā)展更好支持該類(lèi)軟件形態(tài)的軟件工程理論和最佳實(shí)踐。在加工好的案例基礎(chǔ)上撰寫(xiě)本選題教材初稿，邀請(qǐng)與本選題密切關(guān)聯(lián)的企業(yè)專(zhuān)家參與到初稿修改過(guò)程中，直到進(jìn)入最終的出版階段。

這3類(lèi)不同形態(tài)的軟件系統(tǒng)可以從不同側(cè)面體現(xiàn)和案例化軟件工程核心知識(shí)點(diǎn)圖譜，3類(lèi)選題與核心知識(shí)點(diǎn)間的側(cè)重點(diǎn)或覆蓋關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 3類(lèi)選題與核心知識(shí)點(diǎn)間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)

4 結(jié) 語(yǔ)

我們?cè)噲D將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目引入軟件工程案例教學(xué)中，從碩士畢業(yè)生的論文中尋找案例素材，并形成系列教材選題，這些選題全面覆蓋軟件工程核心知識(shí)點(diǎn)。編寫(xiě)完成的教材用于筆者所在軟件學(xué)院的軟件工程相關(guān)課程，包括軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件測(cè)試與質(zhì)量保障、軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程與項(xiàng)目管理、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)、企業(yè)資源計(jì)劃ERP及應(yīng)用、電子商務(wù)與商務(wù)智能、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)與中間件技術(shù)等，已初顯教學(xué)成效，每年受益學(xué)生本科生約150人，研究生約100人。

[1] 趙輝, 李萬(wàn)龍, 鄭山紅, 等. 項(xiàng)目導(dǎo)向案例驅(qū)動(dòng)的軟件工程教學(xué)模式[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2012(10)： 89-92.

[2] 葉俊民, 胡金柱, 李蓉, 等. 軟件工程案例教學(xué)研究[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2007(7)： 19-21.

[3] 陳長(zhǎng)清. 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)產(chǎn)學(xué)結(jié)合的軟件工程系列課程構(gòu)建探討[J]. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué), 2011, 33(增刊1)： 178-181.

[4] 呂宗寶, 馮福生, 朱振玉. 企業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下軟件工程案例式教學(xué)模式研究[J]. 高師理科學(xué)刊, 2015, 35(2)： 82-84.

（編輯：彭遠(yuǎn)紅）

1672-5913(2017)03-0022-03

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陳?ài)?，女，副教授，研究方向?yàn)檐浖こ?，chenyin@hit.edu.cn。