基于校企合作的軟件工程專業系列案例教材建設

陳 鄞，蘇統華，黃虎杰，范國祥，金 爍，王忠杰

（哈爾濱工業大學 軟件學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

基于校企合作的軟件工程專業系列案例教材建設

陳 鄞，蘇統華，黃虎杰，范國祥，金 爍，王忠杰

（哈爾濱工業大學 軟件學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

針對目前軟件工程相關課程案例教學中存在技術落后、水平低下、教材匱乏等問題，提出基于校企合作模式——將企業實際項目按照知識點體系引入到軟件工程案例教學中，同時闡述在實施上如何綜合借助數據分析手段和學院專家的經驗，進行教材選題、案例篩選和素材處理等。

軟件工程；案例教學；企業實際項目；校企合作

1 背 景

軟件工程專業課程要求理論與實踐并重。由于軟件工程具有強烈的工程和項目背景，學生常常感覺課程內容抽象、空洞，遇到具體項目時無法下手[1]，因此，案例教學被廣泛引入到軟件工程核心課程的教學之中[2]。

軟件工程案例教學的效果，很大程度取決于教師能否設計或選擇恰當的案例。精選出的案例應當是典型的、有代表性的、最能揭示所學理論和實際需要的案例。然而目前案例教學中存在技術落后、水平低下、教材匱乏等問題，使得學生接觸不到前沿的項目和技術，無法得到充分的實踐鍛煉。這直接導致培養出來的學生達不到企業要求[3]。人才培養質量與企業需求的脫節，使得教育質量大打折扣。

如果能夠基于校企合作模式將企業實際項目引入到軟件工程案例教學中，無疑具有重要的意義。首先，從企事業單位的實際項目中精選出典型的、有代表性的、最能揭示所學理論和知識體系的案例用于軟件工程課程教學，既可以得到理論聯系實踐的效果，又可以使授課內容更貼近企業實際。學生在學習階段就接觸軟件企業的真實項目，有利于盡快把課堂知識轉化為實際能力。其次，用企業真實項目貫穿理論教學，讓學生在學習過程中感受到真實的需求、設計、實現和測試，可以在很大程度上提高學生的學習興趣和主動性。再者，將企業實際項目引入到課程教學中能夠促進教學工作從面向理論、面向教材的人才培養模式向面向應用、面向實踐、面向企業的人才培養模式轉變，實現課程的教學目的，達到人才培養質量滿足企業需求的人才培養目標[4]。另外，考慮到課堂教學時間有限，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，有效彌補很多教師自身經驗不足的問題，更重要的是讓學生大量地涉獵豐富的優秀案例，在幫助他們鞏固理論知識的同時也開闊了眼界。

2 教材建設目標及擬解決的主要問題

2.1 教材建設目標

（1）以企業實際項目為素材，改革傳統以理論為主的軟件工程核心課程教材，建立以項目實踐為主線、理論指導實踐的軟件工程特色實踐教材。

（2）與企業密切合作，充分發揮雙方優勢，既注重專業知識結構的擴展，又突出職業核心技能的培養，使課程內容更加符合軟件企業的實際需要。

2.2 擬解決的主要問題

（1）案例素材選擇問題。一旦確定了系列教材的選題，就要采集對應的案例素材。本項目在確定素材時，既要考慮案例的代表性、連續性、理論性、全面性，還要保證案例具有一定難度和高質量，起到示范作用。

（2）素材加工與改造。企業實踐項目往往問題規模龐大，復雜性較高，并不適合直接用于教學，必須經過提煉和抽象后形成符合課程知識體系并適合課堂教學的教學案例。

3 實施方案

3.1 總體實施方案

圍繞以上內容，按照圖1所示的5個階段開展。

圖1 總體實施方案

階段1：做好調查和調研等準備工作。分析現有教學大綱，建立軟件工程核心課程知識點間的圖譜；調研已出版的案例教材，并在學生間開展問卷調查，弄清楚當前教材的缺陷和學生的真正所需。

階段2：開展案例教材的選題。本項目提出基于元數據分析的方法，圍繞這一關鍵思路，我們首先收集案例庫的元數據。筆者所在單位自2006年至今共培養軟件工程碩士研究生超過2 000人，其中90%以上畢業生的碩士學位論文都是基于實習所在企事業單位的真實項目。這里選用最近5～10年的碩士論文題目和答辯評分作為部分元數據。基于歷史數據驅動的方式對優秀碩士論文進行初步匯總和歸類，選擇2～3個最具代表性的類型，將圍繞類型題精選企業項目真實案例，分別編寫一本教材，從而組建企業項目驅動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、連續性、理論性、全面性、技術難度以及質量，本項目充分利用答辯專家的投票數據作為先驗知識，幫助每個選題下教材編寫組選擇合適的素材。同時我們也要與實習企業密切配合，處理好素材的版權問題。

階段4：素材處理。教材編寫組對案例素材進行系統改寫，刪繁就簡、凸顯重點，建立與核心課程知識點的聯系；在加工好的案例基礎上撰寫教材初稿，并不斷根據反饋數據迭代修改。

階段5：進入出版流程。在此階段，出版社編輯會給出編輯意見，進一步提高案例教材的文字質量。

目前已完成第一階段和第二階段的工作。接下來將較詳細地進行介紹。

3.2 教材選題

基于校企合作培養模式，我們從企業真實項目中篩選并提煉出3類不同的案例教材選題，分別對應互聯網與移動互聯網軟件系統、嵌入式與物聯網軟件系統以及數據與計算密集型軟件系統。

1）選題1：互聯網與移動互聯網軟件系統案例教材。

互聯網與移動互聯網軟件是當今最常見的軟件形態之一。基于對軟件工程專業的碩士課程大綱的分析，課題組確定本類型選題需要重點覆蓋的知識點，應覆蓋軟件生命周期的各個階段（需求、設計、編程、測試、演化），設計合理的方案和原則，并基于此篩選互聯網與移動互聯網軟件系統方面的素材。教材編寫組在對案例素材進行整理和處理時，為每個案例設定不同的知識傳授目的，并進一步梳理不同案例之間的區別和聯系。在加工好的案例基礎上撰寫本選題教材初稿，并根據反饋數據不斷修改，直到進入最終的出版階段。

2）選題2：嵌入式與物聯網軟件系統案例教材。

課題組所在單位是最早開設嵌入式研究方向的高校之一，也是教育部第一批批準物聯網專業建設的高校之一。本選題重點關注如何基于傳感器采集數據，以及對于物聯網數據進行分布式集成，同時能耗管理也是本選題的特色知識點。在篩選嵌入式與物聯網軟件系統方面的素材時，應充分利用課題組所在單位在物聯網工程專業建設和成果輸出上的優勢和經驗。教材編寫組在對案例素材進行整理和處理時，應考慮案例對嵌入式與物聯網軟件系統在感知層、網絡層以及應用層的完整覆蓋，并理清不同案例之間的內在關系。在加工好的案例基礎上撰寫本選題教材初稿，并邀請合作企業參與到初稿修改，直到進入最終的出版階段。

3）選題3：數據與計算密集型軟件系統案例教材。

大數據時代帶給軟件工程專業新的使命，需要開發出能夠應對數據密集和計算密集挑戰的軟件系統。本選題重點關注互聯網級數據的采集與管理、分布式/大規模并行軟件的開發以及高效算法的研發，培養能夠承擔云—端環境下以及高智能處理要求下的數據管理和分析能力的高端人才。在搜集數據與計算密集型軟件系統方面的素材時，綜合課題組應充分利用所在單位在GPU計算領域的優勢以及合作企業在工業級產品數據上的積累，篩選出符合軟件工程未來發展趨勢的典型案例。教材編寫組在對案例素材進行整理和處理時，要考慮分布式平臺、新型編程模型等在數據分析中的特殊作用，發展更好支持該類軟件形態的軟件工程理論和最佳實踐。在加工好的案例基礎上撰寫本選題教材初稿，邀請與本選題密切關聯的企業專家參與到初稿修改過程中，直到進入最終的出版階段。

這3類不同形態的軟件系統可以從不同側面體現和案例化軟件工程核心知識點圖譜，3類選題與核心知識點間的側重點或覆蓋關系見表1。

表1 3類選題與核心知識點間的強關聯

4 結 語

我們試圖將企業實際項目引入軟件工程案例教學中，從碩士畢業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點。編寫完成的教材用于筆者所在軟件學院的軟件工程相關課程，包括軟件體系結構、軟件測試與質量保障、軟件開發過程與項目管理、移動計算技術、移動互聯網技術、軟件中間件技術、物聯網應用開發技術、企業資源計劃ERP及應用、電子商務與商務智能、嵌入式軟件開發與中間件技術等，已初顯教學成效，每年受益學生本科生約150人，研究生約100人。

[1] 趙輝, 李萬龍, 鄭山紅, 等. 項目導向案例驅動的軟件工程教學模式[J]. 計算機教育, 2012(10)： 89-92.

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

[3] 陳長清. 項目驅動產學結合的軟件工程系列課程構建探討[J]. 計算機工程與科學, 2011, 33(增刊1)： 178-181.

[4] 呂宗寶, 馮福生, 朱振玉. 企業項目驅動下軟件工程案例式教學模式研究[J]. 高師理科學刊, 2015, 35(2)： 82-84.

（編輯：彭遠紅）

1672-5913(2017)03-0022-03

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陳鄞，女，副教授，研究方向為軟件工程，chenyin@hit.edu.cn。