軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

黃杰 唐劍鋒 嚴(yán)海洲

摘 ?要：軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)是中國軟件工程知識體系（C-SWEBOK）核心知識域之一，是一門新興的多學(xué)科交叉課程。根據(jù)軟件工程專業(yè)新工科教改培養(yǎng)復(fù)合型人才的需求以及課程教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)，作者構(gòu)建了課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目框架，實(shí)踐證明，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生快速獲得學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)知識的獲得感。

關(guān)鍵詞：軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué);實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框架;實(shí)驗(yàn)案例

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）21-0135-03

Abstract： Software engineering economics is one of the core knowledge domains of C-SWEBOK， which is a new interdisciplinary course. According to the needs of training compound talents in the emerging engineering teaching reform of software engineering discipline， in response to the challenges faced by the course teaching， the author has constructed the framework of the course experiment teaching project. The practice has proved that the in-class experiment teaching is helpful for the students to quickly acquire the sense of learning and mastering the relevant knowledge.

Keywords： software engineering economics; experimental project framework; experimental case

軟件工程誕生于1968年，當(dāng)初的定義是“為了經(jīng)濟(jì)地獲得在真實(shí)機(jī)器上可靠工作的軟件而制定和使用的合理工程原則和方法”[1]。半個世紀(jì)以來，軟件的發(fā)展日新月異，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界對軟件工程“經(jīng)濟(jì)性”的研究日趨深入[2-4]。在今年秋季發(fā)布的中國軟件工程知識體系（C-SWEBOK）中，軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)是該知識體系核心知識領(lǐng)域（KA）之一[5];教育部發(fā)布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》（2018）計(jì)算機(jī)類軟件工程專業(yè)核心課程中，將工程經(jīng)濟(jì)學(xué)列為軟件工程專業(yè)核心課程之一[6];中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會發(fā)布《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》（2017修訂稿）中，要求大學(xué)工科畢業(yè)生必須具備“理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用”之能力[7]。

軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門基于軟件工程本體、結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等多學(xué)科交叉的新興課程。課程以軟件為研究對象，測算軟件全生命周期的投入與產(chǎn)出，分析實(shí)現(xiàn)軟件產(chǎn)品及信息服務(wù)預(yù)定需求之各種資源的效率，以期合理分配與優(yōu)化使用各類生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)提升軟件工程經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。課程主要內(nèi)容包括軟件的經(jīng)濟(jì)特征、軟件的經(jīng)濟(jì)分析模型、軟件成本及估算、軟件定價(jià)、軟件項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析與優(yōu)化、軟件項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)與不確定性分析等。

本文將從軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)需求及面臨的挑戰(zhàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框架設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)案例分析四個方面，論述軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐。最后是總結(jié)以及持續(xù)改進(jìn)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建議。

一、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)需求及面臨的挑戰(zhàn)

在學(xué)界培養(yǎng)人才供給端，目前國內(nèi)高校軟件工程專業(yè)普遍將軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)作為知識模塊嵌入在軟件工程或軟件項(xiàng)目管理等課程中授課，同濟(jì)大學(xué)（2013年起）、華南理工大學(xué)（2014年起）及四川大學(xué)（2016年起）等高校，相繼開設(shè)軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)課。華南理工大學(xué)左保河教授于2017年起在“好大學(xué)在線”開設(shè)“軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”MOOCs課程[8]。

在業(yè)界吸納人才需求端，根據(jù)上海交通大學(xué)2015年對本地區(qū)ICT企業(yè)問卷調(diào)查的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[9]，企業(yè)對于畢業(yè)生缺乏“設(shè)計(jì)中考慮經(jīng)濟(jì)的原則”和“管理知識的應(yīng)用”之評價(jià)，分別位列企業(yè)對人才知識與能力度量（期望值與實(shí)際值）差距最大項(xiàng)目的第二位和第三位。

這反映出目前軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)之產(chǎn)出/供給與產(chǎn)業(yè)界對軟件及信息技術(shù)專業(yè)人才所應(yīng)具備軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)知識及工程應(yīng)用能力的需求之間存在錯位。原因在于，軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)具有多學(xué)科知識交叉融合以及密切結(jié)合軟件及信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)工程應(yīng)用實(shí)踐兩個明顯特征，而現(xiàn)階段軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容及手段都與這兩個特征存在差距，由此產(chǎn)生軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)知識之“脫節(jié)”。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

對于軟件工程專業(yè)本科生來講，區(qū)別于編程、測試等軟件工程方法與手段的直觀性和可接觸性，經(jīng)濟(jì)學(xué)理論很難被他們直觀地觸摸、理解與接受，因?yàn)閷W(xué)生們往往誤認(rèn)為這些建立在假設(shè)基礎(chǔ)之上經(jīng)濟(jì)學(xué)理論遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)或者不能直接用于軟件工程實(shí)踐。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)課程教學(xué)中只注重定性講授知識原理方法的弱點(diǎn)，以及在校大學(xué)生較少接觸實(shí)際軟件工程項(xiàng)目的現(xiàn)狀，在課程教學(xué)中引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及手段就成為有效實(shí)施課程教學(xué)的必然選擇。

作者將實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)定位為，將抽象的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化成為軟件工程的應(yīng)用問題，設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架，運(yùn)用多種軟件工具（包括商業(yè)軟件、師生自主開發(fā)的教學(xué)軟件）實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論及方法的可視化驗(yàn)證學(xué)習(xí)。同時(shí)教師研究、設(shè)計(jì)及開發(fā)與軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)知識領(lǐng)域的理論教學(xué)相適應(yīng)的、符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（已開發(fā)5個實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目）。通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的“做中學(xué)”手段，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)知識的實(shí)踐能力，改革之前的單一理論教學(xué)方法與手段，對接并實(shí)現(xiàn)了本課程理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方法。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框架設(shè)計(jì)

作者設(shè)計(jì)軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框架，在框架指引下開發(fā)了5個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，即軟件項(xiàng)目工程量估算、資金時(shí)間價(jià)值與等值、產(chǎn)品效益、項(xiàng)目財(cái)務(wù)評價(jià)、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識別與分析等軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型及綜合型應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。基于系列實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，受教育者將學(xué)會應(yīng)用定量分析工具，處理軟件工程項(xiàng)目中常見的經(jīng)濟(jì)分析問題，設(shè)計(jì)使用合理的量化手段解決軟件工程經(jīng)濟(jì)問題[10-11]。現(xiàn)有課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框架組成如表1所示。

四、實(shí)驗(yàn)案例分析

（一）案例背景

軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)“需求與供給”知識點(diǎn)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。它展示了在整個實(shí)驗(yàn)過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生通過親身參與、測量、理解及認(rèn)知軟件產(chǎn)品需求曲線的過程。

（二）實(shí)驗(yàn)條件

教師擁有一種軟件產(chǎn)品，并且試圖將其兜售給參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)。為簡化實(shí)驗(yàn)過程，在實(shí)驗(yàn)中教師將該課程的參考書《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》[12]，作為代替某種軟件產(chǎn)品的交易產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)參與者是本校軟件工程專業(yè)大學(xué)三年級某班級42名本科生。

（三）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

尋求如何使得參與實(shí)驗(yàn)學(xué)生的利潤最大化。假設(shè)交易產(chǎn)品（參考書）由教師購買，學(xué)生們不必為此產(chǎn)品承擔(dān)成本，即學(xué)生的收入等于其利潤。這樣，實(shí)驗(yàn)者的利潤將等于交易價(jià)格乘以可能出售的產(chǎn)品（參考書）數(shù)量。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 實(shí)驗(yàn)者面臨的問題是：他不知道在哪種價(jià)格下，能出售多少數(shù)量。假設(shè)他將價(jià)格定得過高，銷售量就可能太少，從而失去盈利機(jī)會;假如他將價(jià)格設(shè)定得很低，可能就會有很多實(shí)驗(yàn)參與者有意購買此書，但是過低的價(jià)格又會造成他的利潤可能少于必要的水平。實(shí)驗(yàn)者尋找的就是在這兩種極端之間的一個價(jià)格點(diǎn)，在這個點(diǎn)上所成交的銷售數(shù)量乘以這個交易價(jià)格，將會給他帶來最大收入，亦即最大利潤。

2. 尋找到這個價(jià)格點(diǎn)的困難之處在于獲得需求者們支付意愿的信息。如果對實(shí)驗(yàn)者開展一次調(diào)查，即了解他們在不同價(jià)格下的購買意愿，則實(shí)驗(yàn)參與者表露各自支付意愿的激勵很少，被調(diào)查者也許會意識到，他們所提供的信息將被賣方用于確定產(chǎn)品售價(jià)，于是會將所報(bào)價(jià)格壓到低于意愿支付的價(jià)格水平，導(dǎo)致信息失真。

3. 若采用拍賣方式，需求者以出高價(jià)才能購買到交易產(chǎn)品，當(dāng)然并不是不惜一切代價(jià)，而是不超過需求者的最大支付意愿，則有可能使得實(shí)驗(yàn)者獲知需求者的真實(shí)購買意愿。

（五）實(shí)驗(yàn)過程

1. 采用“第二價(jià)格密封拍賣法”（維克里拍賣法）。某競拍者在報(bào)價(jià)時(shí)并不知道其他競拍者的報(bào)價(jià)（密封投標(biāo)），報(bào)價(jià)最高者獲得購買該產(chǎn)品的權(quán)利，但是他實(shí)際所支付的價(jià)格是僅次于最高報(bào)價(jià)的報(bào)價(jià)，即第二價(jià)格。這個規(guī)則將激勵競拍者們給出每人各自真實(shí)的意愿支付的價(jià)格。

2. 拍賣競價(jià)及報(bào)價(jià)。

拍賣競價(jià)結(jié)果見表2。在該表中顯示了42位競拍者對被拍賣書籍的意愿支付價(jià)格情況，例如報(bào)價(jià)888元的競拍者可以用214元（次高價(jià)格）購買產(chǎn)品。

3. 出售數(shù)量與最大利潤。進(jìn)一步考慮相對于表中不同價(jià)格可出售的書本數(shù)量。例如1元是最低報(bào)價(jià)，每一位競拍者都愿意以此價(jià)格購買產(chǎn)品，因此可知在這個價(jià)格銷售量是42本圖書，依此類推可以將各個價(jià)格的書籍銷售量一一填入表2?？v觀表2，可知在這組實(shí)驗(yàn)中所能夠獲取的最大利潤是1050元，對應(yīng)的價(jià)格是30元/本。

4. 繪制需求曲線?？梢詫⑴馁u過程中得到的“價(jià)格-銷量”組合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成“價(jià)格-銷量”組合圖中，如圖1所示。觀察由此實(shí)驗(yàn)得到的散點(diǎn)圖，至少可以看出需求曲線的走勢是朝著右下方傾斜的，即隨著價(jià)格走低，競價(jià)者對產(chǎn)品的需求量呈上升趨勢。

五、結(jié)束語

軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)促使學(xué)生自覺主動地探索實(shí)踐，認(rèn)知軟件工程及項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)特性。課后收集的學(xué)生反饋信息表明，軟件工程專業(yè)本科生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動的課程教學(xué)反應(yīng)良好，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種有效提升課程教學(xué)質(zhì)量的方法。

作為一門新興課程，軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)知識體系在持續(xù)發(fā)展演化中，特別是在我國軟件與信息產(chǎn)業(yè)特定需求下，如何有效度量軟件工程項(xiàng)目成本和效益、防范可能風(fēng)險(xiǎn)等方面，還有許多理論及實(shí)踐問題需要產(chǎn)學(xué)研的協(xié)作才能解決。

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