软件工程专业在线课程建设思考

董 威，文艳军，李 暾，齐治昌

（国防科学技术大学 计算机学院，湖南 长沙410073）

摘 要：针对国家和军队信息化建设对软件工程人才的迫切需求，以及软件工程专业课程面临的知识与工具变化快、项目实践要求高、强调协同与合作等特征为目前在线课程模式和平台带来的挑战性问题，分析研究2014版软件工程知识体（SWEBOK）对在线课程建设的影响，分别针对大规模公开在线课程（MOOC）和小规模私有在线课程（SPOC）的建设提出一系列建设思路与方案。

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关键词 ：软件工程；在线课程；软件工程知识体；MOOC；SPOC

第一作者简介：董威，男，教授，研究方向为可信软件工程技术、软件分析与验证，wdong@nudt.edu.cn。

0 引 言

随着软件在各种领域迅速发展，软件的类型、规模、复杂度都急剧增长，在有限的时间和成本约束下开发出高质量的软件被人们高度关注，因此提高各类信息化系统开发人员的软件工程能力越来越受到普通和军队高等院校的普遍重视。然而，由于软件从业人员所需知识更新快以及大量软件开发人员接受软件工程教育的经历不足，仅靠传统的高校课堂内授课方式，难以满足社会和军队信息化快速发展对软件工程人员的需求。研究如何通过建设软件工程专业在线课程加快软件工程人才的培养、优化软件工程课程资源的配置，对于我们国家和军队未来的发展具有重要价值与深远意义。

1 软件工程教育的发展与主要问题

软件工程指将系统的、规范的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护的过程[1]。ACM和IEEE/CS成立联合工作组，在2004年制定了计算教程软件工程卷CCSE （computing curriculum-software engineering）[2]，并把软件工程作为计算学科下与计算机科学、信息技术、信息系统、计算机工程等并列的学科。2014年，ACM和IEEE/CS推出软件工程知识体SWEBOK 3.0版[3]，知识领域与2004年版SWEBOK相比从10个增加到15个。此外，由ACM和IEEE主导，国际一些著名高校和企业的专家针对软件工程硕士教育制定《软件工程研究生学位教程指南》（GSwE2009）[4]，描述软件工程硕士需掌握的核心知识体系和相应教程。我国从2001年开始建立示范性软件学院，并于2006年推出《计算机科学与技术本科专业规范（软件工程）》[5]。2011年，软件工程专业经国务院批准增列为一级学科。

软件工程师目前在国内外都是最具吸引力的职业之一，如美国著名的就业网站CareerCast在2012年进行调查，从收入、工作环境、发展前景等因素评选出的十大最佳职业中，软件工程师名列第一[6]；在我国近来对本科毕业生的职业调查中，软件工程师的收入也一直名列前茅。尽管近年来软件工程教育有了很大发展，但国内外的软件工程教育还存在诸多挑战性问题，主要包括以下几方面。

（1）现有的软件工程课程从学时数、教学安排等方面都难以达到实际职业对软件工程深度、广度和实践能力的要求，相关培养方案的制订较少考虑企业的实际需要，针对性不强。

（2）尽管聘请企业中有丰富经验的软件工程师授课是一条有效措施，但整体来看，软件工程授课老师普遍缺乏软件开发实际经验，甚至很多都未从事软件工程领域的研究工作。

（3）软件工程目前存在众多不同的开发方法学，它们各有特点和优势，并且软件工程相关技术发展迅速，新的方法不断出现，这使得教学内容的选择和准备变得非常困难。

（4）当前国内外软件工程教材多是对众多方法和技术的描述，对具体技术的深入程度不足且无法适应软件技术、工具的快速变化，对学生进行实际项目开发帮助有限。

（5）企业的软件开发中使用了众多的软件工具，并且对于重要领域的软件开发，很多企业采用商业化工具。在教学过程中，这些昂贵的、专用的商业工具较为缺乏，并且在有限课程时间内学生难以接触到众多不同类型的软件开发工具。

（6）软件工程教育资源非常不平衡，在教育和经济发达地区，聘请优秀软件工程师进行授课、使学生参与到企业的实际开发中是可行的，但对于大量其他地区高校就难以实施。

（7）软件工程技术和工具发展迅速，很多软件从业人员从程序员开始起步，未接受过系统的软件工程教育或所受教育很快过时，因此需要持续性的、具有一定灵活性的优质教育资源适应这种情况。

由软件工程教育面临的以上挑战，我们可以看出传统的高校课堂内软件工程教育虽然还是必不可少的，但是必须找到新的软件工程专业课程教学方式，以满足其知识变化快、人员基数大、持续时间长、资源不平衡等特征。通过互联网在线课程的形式实施软件工程专业课程的教学，无疑是应对上述问题一种有效、可行的方式。

2 软件工程知识体对在线课程模式的影响

软件工程可以作为一门单独的课程进行讲授，而软件工程专业一般包含一系列的课程，如需求工程、软件设计与体系结构、软件构造、软件测试与验证等。软件工程专业课程如果作为在线课程进行建设会遇到众多问题，其中主要包括对实践环节的要求非常高、追求在真实平台中解决有一定规模的问题、需要团队合作以及项目管理等，而目前在线课程的教学方式和平台在这些方面有一定欠缺，需要我们进行深入的研究以提供解决方案。

软件工程课程应该覆盖一定的知识领域，表1对SWEBOK 3.0版中包含的15个知识领域和子域进行初步分析，判断其是否适合于目前一般性的MOOC在线课程教育模式和平台。表1中第2列的知识子域适合目前在线课程教学方式，第3列中的知识子域需要对当前在线课程模式进行适当改进才能适用，第4列中的知识子域则需要对当前在线课程模式和平台进行较大改进。对于不适合（需对模式和平台进行改进）的知识子域，笔者在第3节中将研究讨论应对方式和措施。

表1中最后两个知识领域计算基础和数学基础作为软件工程理论基础的一部分，由于一般放入与软件工程课程相独立的课程中讲授，如离散数学、编译原理、操作系统、数据库原理等，其相关课程也都有较为系统、完善的体系，因此这里我们不进行特别考虑。

3 软件工程专业在线课程的建设

目前已经出现一些软件工程的在线课程，如UC Berkeley的软件工程MOOC课程于2012年在Coursera、后来在EdX上线，并在此基础上发展、延伸出多个小规模私有在线课程（small private online courses, SPOC）[7]。国防科技大学也已有软件工程相关课程在内部网络上线，供部队和军队院校一定范围内的人员在线学习。

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