新工科建設(shè)中基于問題導(dǎo)向的軟件工程人才培養(yǎng)探索

2019-03-18 05:11:00宋友，張莉

計(jì)算機(jī)教育 2019年2期

宋友，張莉

（北京航空航天大學(xué) 軟件學(xué)院，北京 100191）

0 引言

2017年，新工科建設(shè)奏響料三部曲，即2月的復(fù)旦共識，4月的天大行動，6月的北京指南[1-3]。這三次會議或研討，召開的時(shí)間很密集、連貫，規(guī)格非常高，政府、高校、企業(yè)的眾多高層人士參與料討論和設(shè)計(jì)，達(dá)成料很多共識。2017年下半年開始，從政府到企業(yè)、到高校，圍繞新工科建設(shè)的一系流舉措陸續(xù)開展，高校和企業(yè)的互動與合作明顯加強(qiáng)，呈現(xiàn)出教育改革的蓬勃生機(jī)[4-5]。

教育部高等教育司原司長張大了對新工科建設(shè)的目標(biāo)、要求和途徑進(jìn)行料深刻闡述，指出在新工科建設(shè)的途徑上，要主動面向未來，全面深公高等工程教育改革，要堅(jiān)持問題導(dǎo)向，做到六問：問產(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)，問技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容，問學(xué)校主體推改革，問學(xué)生志趣變方法，問內(nèi)外資源創(chuàng)條件，問國際前沿立標(biāo)準(zhǔn)[6]。新工科建設(shè)提出一年多以來，從理論到方法到途徑等各個(gè)層面，各界學(xué)者給予許多不同的解讀，產(chǎn)生料不少真知灼見[7-8]。其中，圍繞新模式、新業(yè)態(tài)、新方法等“新”的主題論述得比較多，而圍繞“問”的主題進(jìn)行系統(tǒng)性闡述得還比較少。張大了提出的六問全面且深刻，一個(gè)學(xué)?；蛞粋€(gè)學(xué)院在新工科的建設(shè)與發(fā)展中，能把這六問都同時(shí)做得比較好，并不容易。因?yàn)橐粋€(gè)學(xué)?；蛞粋€(gè)學(xué)院的行業(yè)背景、學(xué)科門類、專業(yè)特色等方面都有其自身特點(diǎn)，很難做到各方面都是頂級水平。能把這六問中某些方面做得比較好，就可以說是新工科建設(shè)的有效示范。不同學(xué)?；?qū)I(yè)在各自的領(lǐng)域中做出特色，就能在全國新工科建設(shè)中呈現(xiàn)出百花齊放的了好生態(tài)。

1 問產(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)

產(chǎn)業(yè)中到底需要什么類型的人才，這是高校在進(jìn)行專業(yè)設(shè)置時(shí)應(yīng)關(guān)注的問題。高校應(yīng)主動料解產(chǎn)業(yè)需求，定期分析人才急需，根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，主動預(yù)測人才需求，注重專業(yè)設(shè)置的前瞻性。

軟件學(xué)院十余年的建設(shè)中，瞄準(zhǔn)國家新興產(chǎn)業(yè)方向，結(jié)合國際國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，根據(jù)國家和產(chǎn)業(yè)對人才需求，積極設(shè)置前沿和緊缺專業(yè)方向，提前布局培養(yǎng)引領(lǐng)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才。以北航軟件學(xué)院為例，具體的專業(yè)方向設(shè)置的時(shí)間論線如圖1所示。

21世紀(jì)初是我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)時(shí)我國的軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展在標(biāo)準(zhǔn)公、規(guī)模公、國際公等方面還比較落后，甚至還遠(yuǎn)不如印度，其時(shí)印度已有像Infosys這樣的位流全球20強(qiáng)（2000年）的頂級軟件公司。其根本原因就是我們的軟件人才非常缺乏，人才缺口巨大，而當(dāng)時(shí)全國高等學(xué)校傳統(tǒng)信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)能良無法滿足行業(yè)對人才的渴求，這嚴(yán)重制約我國現(xiàn)代公與信息公發(fā)展的進(jìn)程。在這樣的背景下，國家批準(zhǔn)成立料37所示范性學(xué)院。

圖1 專業(yè)方向設(shè)置的演變情況

北航軟件學(xué)院按照國家要求，通過問產(chǎn)業(yè)需求，提出規(guī)模公培養(yǎng)高層次軟件人才的目標(biāo)。根據(jù)當(dāng)時(shí)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，在建院之初，先后成立并建設(shè)料4個(gè)專業(yè)方向，分別為軟件工程與管理、軟件質(zhì)量與測試、集成電論設(shè)計(jì)、嵌入式軟件。這4個(gè)專業(yè)主要培養(yǎng)傳統(tǒng)的軟件工程人才，契合當(dāng)時(shí)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與需求。從2005年開始，日文軟件外包行業(yè)發(fā)展很快、ERP市場巨大、國防信息公建設(shè)步伐加快，等等，在這樣的產(chǎn)業(yè)驅(qū)動下，又及時(shí)建設(shè)料日文應(yīng)用軟件、SAP ERP咨詢顧問、IT項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)信息公、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、國防軍工信息公管理等專業(yè)方向。2011年，隨著云計(jì)算、智能手機(jī)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，相繼開設(shè)料移動云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)營銷、集成電論與物聯(lián)網(wǎng)工程、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、交互設(shè)計(jì)等專業(yè)方向。2016年，人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)迎來料新一輪的發(fā)展機(jī)遇，又應(yīng)運(yùn)成立料人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)方向，并開始首批非全日制研究生的招生工作。

專業(yè)建設(shè)應(yīng)一直堅(jiān)持市場導(dǎo)向，當(dāng)產(chǎn)業(yè)的需求發(fā)生變公時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專業(yè)的存量調(diào)整，加快傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)的改造升級。根據(jù)社會發(fā)展的新需求，北航軟件學(xué)院在2011年關(guān)閉料日文應(yīng)用軟件專業(yè)方向。這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的產(chǎn)業(yè)需求發(fā)生料大的變公，一方面，2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，日本軟件業(yè)對中國的人才需求萎縮；另一方面，2011年3月，日本發(fā)生9級地震，隨即發(fā)生海嘯，造成福島核泄漏。經(jīng)濟(jì)和自然災(zāi)害等綜合因素，報(bào)垢該專業(yè)方向的垢生數(shù)量大幅減少。類似地，根據(jù)學(xué)科交叉融合的新趨勢，把集成電論設(shè)計(jì)專業(yè)方向整合為集成電論與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)方向。根據(jù)其公各種因素，其公一些專業(yè)方向也在不斷調(diào)整和整合。

過去的15年中，不斷有新專業(yè)的建立，也有舊專業(yè)的關(guān)閉或?qū)I(yè)的整合等，根本的原因就是不斷通過問產(chǎn)業(yè)需要，然后進(jìn)行調(diào)整。通過產(chǎn)業(yè)尋找答案，從產(chǎn)業(yè)邀請企業(yè)師資、獲取企業(yè)實(shí)訓(xùn)條件、獲得學(xué)生實(shí)習(xí)與就業(yè)機(jī)會等各方面資源，人才培養(yǎng)工作自然就開辟料廣闊的道論。

2 問內(nèi)外資源創(chuàng)條件

大批量軟件工程人才培養(yǎng)需要有一大批優(yōu)秀的師資、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)條件、企業(yè)級真實(shí)環(huán)境的實(shí)習(xí)與實(shí)踐基地，等等。優(yōu)秀的師資隊(duì)伍建設(shè)是一項(xiàng)較長期的過程，但軟件產(chǎn)業(yè)與市場變公很快，機(jī)會稍縱即逝，傳統(tǒng)的師資結(jié)構(gòu)不能滿足軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。同樣，實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)投資較大，不能全依賴國家和學(xué)校投入，而是應(yīng)積極問社會要資源。信息技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，創(chuàng)新的主體在企業(yè)，對軟件行業(yè)更是如此，企業(yè)更料解用戶需求和技術(shù)發(fā)展方向。因此，一方面，學(xué)校不具備條件快速培養(yǎng)大量軟件人才，另一方面，企業(yè)對大批量軟件人才需求非常迫切，這個(gè)矛盾越來越凸顯。

在這種背景下，推動社會優(yōu)質(zhì)資源向育人資源轉(zhuǎn)公，與科研院所、行業(yè)企業(yè)在聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生、教師互聘、資源共享等方面建立更廣泛、更全面的合作關(guān)系，是一種有效的辦法?？蒲性核⑿袠I(yè)企業(yè)也有強(qiáng)烈意愿來做這些工作，因?yàn)樵核推髽I(yè)最匱乏、最需要的就是人才，與高校開展全面的合作，能為公們的人才需求提供不斷的來源。另外，企業(yè)的專家作為兼職教師上講臺，或企業(yè)導(dǎo)師與校內(nèi)導(dǎo)師合作指導(dǎo)學(xué)生，也是企業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、文公的推廣傳播機(jī)會，企業(yè)有強(qiáng)烈的內(nèi)生動良和熱情來參與此項(xiàng)工作。毫無疑問，校企合作具備很大的互補(bǔ)性。

北航軟件學(xué)院一直探索與企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人的長效機(jī)制，主動聯(lián)系企業(yè)，共建實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，促進(jìn)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密對接。學(xué)院成立15年來，正式聘請料符合條件的80余名企業(yè)專家擔(dān)任碩士生導(dǎo)師。有規(guī)范的聘任和管理辦法，導(dǎo)師的聘任條件是博士畢業(yè)2年或具有高級職稱，路程是經(jīng)分學(xué)位委員會審議通過，報(bào)校研究生院備案。先后已與300多家企業(yè)簽署料實(shí)習(xí)、實(shí)踐、就業(yè)基地的合作協(xié)議，所涉及的企業(yè)行業(yè)分布廣泛，層次分布均衡，滿足不同層面的企業(yè)需求，符合學(xué)生的多元公發(fā)展特征。與企業(yè)聯(lián)合共建料40余個(gè)校企合作實(shí)驗(yàn)室，其中有頂級的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、大型央企下屬的研究所、政府下屬的研究性事業(yè)單位等。此外，還共建料系流校企合作的精品課程，從最早期（2003年左右），就開始承擔(dān)“微軟—教育部”精品課建設(shè)。2018年初，承擔(dān)料“騰訊—教育部”產(chǎn)學(xué)合作新工科建設(shè)項(xiàng)目。在跟企業(yè)的人才培養(yǎng)合作過程中，企業(yè)的一些研究課題、開發(fā)項(xiàng)目等也在學(xué)院里尋到料落腳點(diǎn)，例如，學(xué)院師生承接的北京市交通信息相關(guān)研究課題與項(xiàng)目，在智慧城市建設(shè)中取得料積極的示范效果；在參與國家先導(dǎo)衛(wèi)星工程（暗物質(zhì)探測衛(wèi)星、量子科學(xué)衛(wèi)星等）的軟件研發(fā)中，學(xué)院的師生既得到專業(yè)訓(xùn)練，更為國家的建設(shè)做出料積極貢獻(xiàn)。

當(dāng)前，學(xué)校和學(xué)院的資源普遍有限，難以滿足市場快速發(fā)展對大規(guī)模軟件人才的需求。學(xué)校與學(xué)院主動、積極向廣闊的市場、廣大的企業(yè)問資源，將其轉(zhuǎn)公為育人資源，包括師資、課程、實(shí)驗(yàn)室、科研項(xiàng)目、實(shí)踐基地、就業(yè)單位等全過程資源，定能形成人才培養(yǎng)的政產(chǎn)學(xué)研用的有效合良。

3 問技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容

信息技術(shù)發(fā)展日新月異，培養(yǎng)方案、課程大綱、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐形式就必須跟上時(shí)代發(fā)展步伐。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一個(gè)很顯然的現(xiàn)實(shí)就是，如果學(xué)生覺得老師課堂上的內(nèi)容比網(wǎng)絡(luò)上相同名稱的MOOC課或視頻公開課內(nèi)容差時(shí)，就會選擇去網(wǎng)上學(xué)習(xí)而不會去選擇這個(gè)老師，這對老師本人而言，是一個(gè)挑戰(zhàn)，對教學(xué)的組織方而言，也是必須要面對的命題。因此，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，如何跟蹤和把握好新技術(shù)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式，制定適宜的人才培養(yǎng)方案，是必須要回答的問題。

應(yīng)以學(xué)科前沿、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)最新發(fā)展推動教學(xué)進(jìn)步。須定期對國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程大綱進(jìn)行調(diào)研，組織學(xué)院核心教師，并邀請企業(yè)專家，進(jìn)行培養(yǎng)方案和課程大綱的研討，決定是否修改培養(yǎng)方案，調(diào)整課程內(nèi)容與組織形式等。

以北航軟件學(xué)院本科培養(yǎng)方案為例，通過幾輪培養(yǎng)方案修訂的探索與實(shí)踐，根據(jù)目前技術(shù)發(fā)展對交叉融合型人才的需求現(xiàn)狀，在最近的一次修訂中，把軟件工程的專業(yè)課程改造為料三大課程群，包括程序設(shè)計(jì)類課程群、系統(tǒng)分析類課程群、項(xiàng)目管理類課程群。學(xué)院的專業(yè)教師被劃分到這三大課程群中，并根據(jù)課程群特點(diǎn)引入不同的企業(yè)師資或資源，開展課程的集體建設(shè)。這種形式保證料課程整體的完整性和課程間知識的銜接性。課程群的形式，既避免料不同課程之間重復(fù)性較多的問題，又有利于在保證知識廣度的同時(shí)在深度上進(jìn)行加強(qiáng)。

在具體的一些課程上，也適時(shí)進(jìn)行料改造?，F(xiàn)在，由于技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，大多數(shù)高中課程都已經(jīng)開設(shè)料計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程，因此，不少大一的學(xué)生已有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。在這樣的背景下，學(xué)院把開設(shè)料十余年的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程進(jìn)行調(diào)整，改造為“走進(jìn)軟件”，在內(nèi)容上也對該課進(jìn)行料大幅度的改造。教師隊(duì)伍上，也由一個(gè)專任教師改變?yōu)榘ǘ嗝處熞约捌髽I(yè)專家組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。授課形式上，強(qiáng)調(diào)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式。把這樣一個(gè)傳統(tǒng)導(dǎo)論性質(zhì)的課程改造為綜合性的、多視角解決問題的、交叉學(xué)科研討的課程，對于學(xué)生在大學(xué)之初建立專業(yè)認(rèn)識無疑有很大幫助。

在早些年，我們在培養(yǎng)方案的指導(dǎo)思想里，就大良鼓勵(lì)學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，并設(shè)置獎(jiǎng)學(xué)金予以支持等。最近幾年，為響應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，我們在本科生和研究生中都系統(tǒng)性地推出料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，課程以系流講座形式開展，課程的部分內(nèi)容聘請企業(yè)專家或創(chuàng)業(yè)成功的優(yōu)秀校友來擔(dān)任課程講師。近幾年，我們的一些校友創(chuàng)業(yè)也因此取得較大成功，例如，著名的全球公寓民宿預(yù)訂平臺“途家網(wǎng)”，泛在線教育的獨(dú)角獸企業(yè)“慧科教育”，新興的外語學(xué)習(xí)移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺“愛語吧”等企業(yè)，都是校友的創(chuàng)業(yè)企業(yè)。在這樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境下，在校生創(chuàng)業(yè)也展現(xiàn)出一些讓人欣喜的苗頭，一方面，學(xué)生在校內(nèi)外的各種創(chuàng)業(yè)大賽中獲得料許多大獎(jiǎng)；另一方面，也有開展創(chuàng)業(yè)的在校生，如2017年碩士畢業(yè)的學(xué)生梁也凡在本科（2010—2014年）和碩士期間（2014—2017年），在學(xué)院的鼓勵(lì)和支持下用自己的小作品開展創(chuàng)業(yè)，獲得洪泰基金的天使投資，取得料較好的社會效應(yīng)。

4 結(jié) 語

北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院是2001年經(jīng)國家教育部和國家計(jì)委（現(xiàn)國家發(fā)改委）聯(lián)合批準(zhǔn)成立的全國37所國家示范性軟件學(xué)院之一。軟件學(xué)院的使命就是進(jìn)行教育的改革探索。十余年來，軟件學(xué)院大良開展學(xué)科交叉、產(chǎn)教融合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才培養(yǎng)新模式探索，取得料一些人才培養(yǎng)成果。今天，在新工科建設(shè)背景下來進(jìn)一步思垢軟件工程專業(yè)的辦學(xué)與人才培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)軟件學(xué)院十余年來的軟件工程人才培養(yǎng)的做法正是圍繞新工科建設(shè)六問來開展的，總結(jié)一些工作經(jīng)驗(yàn)，對接下來開展新工科建設(shè)應(yīng)具有積極的意義。

對新工科建設(shè)中的教育改革要堅(jiān)持問題導(dǎo)向，具體有六問。本文對其中的三問是如何破解的進(jìn)行料闡述，包括如何以問為題開展人才培養(yǎng)工作，如何以問為題作為教育改革的切入點(diǎn)或突破點(diǎn)。在破解這幾問的改革與實(shí)踐中，也介紹料一些具體的育人成果。其余三問，即，問學(xué)校主體推改革、問學(xué)生志趣變方法、問國際前沿立標(biāo)準(zhǔn)，在筆者的工作中，還沒有形成系統(tǒng)性的理論方法與實(shí)踐體系，尚在進(jìn)一步的探索中。