“互联网+”形势下特色型软件工程专业培养体系的构建

刁明光，薛 涛，鹿 旸

中国地质大学（北京）信息工程学院，北京 100083

关键字：互联网+；特色专业；软件工程；培养体系

软件工程是以系统的、学科的、定量的途径，把工程应用于软件的开发、运营和维护等过程，并开展上述过程中各种方法和途径的研究。软件工程既具有工程类的技术特性，又具有管理学的特性。软件工程是独立的一级学科，有完善的职业体系和教育课程体系。软件工程职业化是软件工程成熟的标志。软件工程专业教育的核心目的是培养学生具备软件理论、技术和管理学的方法与原则的能力。

目前，在国家“互联网+”行动计划的引领下，软件工程专业也呈现出加速变革的特征，国内许多高校相继对软件工程专业的培养体系进行深化改革，软件工程专业在知识体系结构、教学内容设置、专业交叉与融合等方面与特色专业相结合的趋势更加明显，在教学效率、沟通交流、时空限制、资源整合等方面也显示出强大的生命力。

“互联网+”行动计划的核心是利用信息通信技术以及互联网平台将互联网与传统行业进行深度融合，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等先进技术与现代制造业结合，从而创造新形态、新业态，助推经济转型升级[1]。这一行动计划的核心思想是“深度融合”，站在人才培养的角度来看，这一计划使得各行各业对软件人才的需求发生了深刻的变化，为具有传统专业特色高校的软件工程专业深入改革和发展提供了千载难逢的机会。软件工程的培养体系和教学内容能否适应“互联网+”形势的深入发展，决定了培养的学生是否具备核心竞争力[2]。为此，专业特色型高校需要对软件工程专业培养体系建设过程中涉及的人才需求、培养目标、规格、标准、模式等问题进行深入研究，软件工程专业人才培养体系的改革也越来越迫切。

一、特色型软件工程专业培养体系的建设思路

随着“互联网+”时代的到来，推动传统产业升级转型，走创新之路，这其中，人才是关键。传统学科领域的数字化、信息化、智能化呈现出的加速变革是创新驱动、“中国制造2025”“一带一路”“互联网+”等国家战略的驱动力。这些学科的发展日益依赖软件及其相关技术。在特色型专业为主的高校中，建设特色专业领域软件工程专业已成为学科建设与发展的共识。

特色型软件工程专业培养目标是：充分发挥特色学科人才培养经验，培养兼备软件工程与领域专业知识，具备特色领域软件设计、开发与应用有较深见解，具备利用软件技术解决特色领域专业问题的软件工程人才。

以地学学科为例，对软件技术依赖度较高的专业有地理信息科学、测绘工程、勘探技术与工程、环境工程、水文与水资源工程、石油工程、地球物理学等。随着地质大调查的深入开展，国内外地学相关应用软件得到了迅速发展，这些专业软件具有软件种类繁多、专业性强、开发周期长、投资巨大、利用率低等特点[2]，主要表现在：海量地学信息远远超过了人工所能处理的范畴；地学信息的采集、处理、展现分别由不同的部门进行处理，越来越呈现信息集团化处理的趋势。“互联网+”时代，地学的发展离不开计算机技术的进步和应用软件的发展。随着互联网、人工智能、大数据技术的发展，如何快速开发满足领域要求的软件显得越来越紧迫[3]。由于在软件工程专业建设与培养过程中普遍存在轻视领域背景知识的问题，导致具备地学与软件工程专业背景复合型人才稀缺。在实际工作中，软件技术人员会遇到不同领域之间知识鸿沟，从而引起交流障碍。特色型专业高校的软件工程专业建设过程中，知识体系构建的关键是培养规格问题，主要体现在培养标准和总体知识结构的设计与制定上。

1． 特色型软件工程专业培养体系构建目标与原则

在日新月异的“互联网+”时代，特色型软件工程专业应坚持以工程教育思想为核心的专业培养模式，使之满足未来企业、新兴产业、经济社会对工程技术人才的需求，坚持在软件（包括领域软件）开发过程的管理、开发方法、开发工具和关键技术等方面，培养面向软件产业和专业领域实用型软件工程高级人才。为此，应着重从如下四方面构建特色型软件工程专业培养体系。

（1）国际型。借鉴和引进国际先进教学经验，优化教学模式、教学内容、教学方法、课程体系，制定系统化的人才培养计划和课程体系。

（2）创新型。优化基础理论知识的教学内容，包含新理念、新模式、新方法、新内容。培养学生创新、创造、创业和跨领域学习能力。融合学生的学习能力、工程能力和综合素质，帮助学生“发现问题、分析问题、解决问题”能力的养成。

（3）工程型。依据学科的工程特性，有针对性地设计通识基础课程、将专业主干课程与工程实践结合。优化实践教学，强化工程能力培养，培养学生针对软件产品质量、开发效率、工程度量、知识产权保护等方面的分析、设计、开发、测试和维护能力。

（4）复合型。结合特色型高校的专业优势，加强以目标为导向的一体化培养、增强学生的领域知识背景，培养学生的学科知识交叉与融合、技能与管理相结合、团队合作、软件研发能力与领域知识素质相结合的复合型专业人才。

基于上述原则构建的特色型软件工程专业培养体系，除了培养学生软件工程基本理论和开发技术，还培养学生软件需求分析、架构设计、度量与测试、系统设计能力，这些能力是学生分析与解决问题、沟通与协调、项目管理、工程实践和参与国际竞争能力的途径，也是培养学生持续学习能力的基础[3]。具体标准如表1所示。

表1 特型软件工程专业知识能力培养要求

2． 特色型软件工程专业培养体系的架构设计

2014年，IEEE协会发布了《软件工程知识体系》指南第3版（SWEBOK V3，Software Engineering Body of Knowledge）[4]，该指南将软件工程专业知识体系划分为15个知识域，其中包括11个软件工程实践知识域，分别是软件需求、软件设计、软件构造、软件测试、软件维护、软件配置管理、软件工程管理、软件工程过程、软件工程模型和方法、软件质量、软件工程职业实践，以及4个软件工程教育基础知识域—软件工程经济学、计算基础、数学基础和工程基础。

以中国地质大学（北京）软件工程专业为例，依靠地学领域的学科优势，该专业明确以“建设特色鲜明、培养体系现代化、国内先进的行业型软件工程专业”为专业建设总目标。在设计基于SWEBOK设计软件工程专业培养体系的教学内容时，由于该指南涉及知识内容繁多，因此遇到很大的挑战。为此，只有加强课程体系的系统性和开放性，采用通识与专业结合、科学与人文结合、理论与实践结合的培养体系，才能做到有的放矢，抓住软件工程本质。基于这一原则，构建了由“通识基础+学科基础+专业核心+实践创新”四个模块构成的系统化、层次化的软件工程专业培养体系，最终目的是使学生“理论上有深度、实践上有招术”，如表2所示。

表2 软件工程专业课程架构

在这一体系的通识模块和学科基础模块中，除了设置软件设计与开发相关基础课程以外，还设计了含有地学领域相关基础课程和地学信息工程领域知识，为学生熟悉地学相关领域软件的需求和业务逻辑的软件实现的方法打下基础。为了进一步加大实践课程的力度，突出学生在专业教学过程中的主体地位，在培养学生计算学科基本概念和技术方法的前提下，增加了以培养学生专业素养为目的的软件工程专业导论课、现代软件工程简史、软件工程新技术与新思维、新生研讨课、学科前沿课、地球科学概论等开放型课程，这些课程采用开放式教学内容，重点考虑与特色型专业领域紧密结合，为学生搭建领域知识与软件工程学科结合的信息传授平台。目的是培养学生良好的领域软件研发、设计与实现能力、良好领域创新与竞争能力、良好的项目规范管理能力、良好的沟通、交流与组织协调能力。最终达到特色型专业领域高层次、复合型、国际化的软件工程专业高级人才的培养目标。

二、特色型软件工程专业培养体系实施途径

在特色型软件工程专业培养体系的实施过程中，应遵循软件工程专业人才培养的基本原则和方向，充分发挥特色学科的优势，坚持走“特色学科+软件工程”的道路，强化实践环节，实现特色学科与软件工程学科的交叉与联合。

1． 坚持“特色+软件”的综合能力培养

特色型软件工程专业是采用软件工程的方法和技术解决特色型专业领域的问题，解决特色专业领域信息处理流程的自动化和智能化问题。因此，必须有针对性地对学生的特色专业领域背景知识加以科学设置[5]。构建领域基础知识教育，就要坚持走“特色学科+软件工程”的道路。

以地学学科为例，结合国土、地理信息、环境、地质、工程、能源等领域，在新生研讨课、学科前沿课、专业导论课等课程的设置上，每一个方向都包含了相关领域的基础知识，软件工程专业的学生可以根据自己的兴趣爱好选择一个地学领域为方向，修习相关的通识课程。通过对地学领域知识的学习和实践，培养学生广阔的地学知识。在进行地学领域软件设计研发时，达到和专业领域的需求的最合好契合。只有坚持“特色学科+软件工程”学理念，在世界上有特色学科领先的技术理论与领域软件，才能在特色学科领域的数字化、信息化发展趋势下处于领先地位，从而提升特色学科的综合实力。

2． 增加项目驱动的实践与创新能力培养

软件工程是实践性特别强的学科，特色型软件工程专业应将软件工程和领域知识有机结合，让学生真正参与到项目中，通过项目来推动学生不断的实践与锻炼，使学生不但具有软件工程专业素质，还具备广阔的领域知识。

以中国地质大学（北京）软件工程专业为例，为提升学生实践能力，我们优化实践教学课程体系和教学内容，构建课程设计、科研创新训练、软件项目实践（实习）、毕业设计为主要内容的“实践和创新”体系，包括社会实践、科研训练和创新创业活动3大类。在学生的整个培养过程中，采用了“2+1+1”培养模式，即：2年基础知识，1年专业课程的学习，1年实践训练。学生在前2年期间选择1个领域背景知识学习的方向，并且选修2～3门有关领域专业通识课程。学生有近1年的时间是在各类实践、实验环节中完成的。在现有学时学分框架内，实践教学（实验）教学环节的比重已占到整体学分的27.3%，如表3所示，其中实践创新模块主要包括的专业实践性教学环节有：软件工程实习（1～3学年）、面向对象程序设计课程实践、数据库系统原理课程实践、面向对象分析课程实践[6]、Oracle数据库应用课程实践、网页程序设计课程实践、毕业设计等。

为确保实践教学体系完善，在实践基地的建立过程中，还要加强与先进的软件企业、开发园区合作办学力度，与领域相关专业共建实践基地，共同设置和开发课程。做到专业建设目标明确、培养方案先进，课程体系与教材与时俱进。

表3 软件工程专业培养方案实践（实验）学分分布

3． 夯实软件的工程化思想教育内涵

目前，“互联网+”已成为国家经济社会发展的重要战略。许多颠覆传统服务行业的互联网服务公司，其运作的基础、内核本质都是软件。随着“互联网+”行动计划的实施，软件人才的需求量会急剧增加[7]。要充分利用综合优势和办学资源，注重学科的交叉与融合，注重软件工程化的教育，从软件工程、领域信息工程、领域应用工程技术三个方向，在领域软件与通用软件机研发两个方面，强调软件工程专业教育、领域背景知识教育和项目驱动的实践教学，建设以软件工程技术为基础的多学科交叉的、创新型的研究平台。

三、结语

“互联网+”的背景下，软件工程专业的理论与技术的发展日新月异，复合型软件人才的社会需求量剧增，与此同时对软件人才的素质也有了更高层次的要求。软件工程专业的教学必须着眼于行业的需求，培养出具有较强工程能力、实践能力和创新能力的符合时代发展要求的综合型软件人才。

目前，软件工程与领域学科交叉人才是非常缺乏，坚持“特色+软件”的培养理念，培养具有宽阔领域背景的软件工程人才，只有坚持专业理论与专业技术并重、基础与实践统一、坚持课程体系、教学内容和教学方法创新，在培养方案、合作办学机制、课程体系建设、教学设施完善、专业办学条件等方面不断改革创新，才能做到与时俱进，增强软件工程专业学生的综合竞争力，培养出以业界需求为导向的创新型、工程型、实用型、复合型的软件工程人才。培养出符合领域需求的“互联网+”背景下的软件工程专业人才。