軟件工程專業建設中的特色課程體系探索

周曉聰 衣楊

[摘 要] 針對一流本科專業建設的目標，以中山大學數據科學與計算機學院的軟件工程專業為例，總結以往在專業建設和課程體系構建方面的改革與實踐，提出面向國家戰略需求，結合線上線下課程教學新模式的特色課程體系構建設想，以特色課程的教學與改革為抓手強化專業本科教學影響力，提高專業教學聲譽，推進一流軟件工程專業的建設。

[關鍵詞] 一流本科專業建設;軟件工程;特色課程體系

[基金項目] 2019年度中山大學國家高等教育質量常態檢測數據中心重點研究項目“基于QS、ARWU、THE、USNews四大國際排行榜的中國內地高校綜合實力分析研究”（M2002）

[作者簡介] 周曉聰（1971—），男，湖南常寧人，博士，中山大學數據科學與計算機學院軟件工程系副教授，系副主任，主要從事軟件工程研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）17-0112-04? ? [收稿日期] 2020-10-25

一、背景

2019年4月國家啟動了一流本科專業建設“雙萬計劃”。一流本科專業建設要求專業定位明確，服務面向清晰，適應國家和區域經濟社會發展需要，符合學校發展定位和辦學方向;專業管理規范;師資力量雄厚;改革成效突出，持續深化教育教學改革，教育理念先進，教學內容更新及時，方法手段不斷創新，以新理念、新形態、新方法引領帶動新工科、新醫科、新農科、新文科建設;培養質量一流，堅持以學生為中心，促進學生全面發展，有效激發學生學習興趣和潛能，增強創新精神、實踐能力和社會責任感，畢業生行業認可度高、社會整體評價好。

中山大學計算機科學與技術專業入選國家一流本科專業建設計劃，軟件工程專業入選廣東省一流本科專業建設計劃，這是我們的機遇，使得中山大學計算機類專業的建設能邁上一個新的臺階，同時也是對我們的挑戰，促使我們對如何建設中山大學計算機類專業做更深入的思考與規劃，為將我們的計算機類專業建設成為世界一流，在國內和國際具有廣泛影響力的本科專業而不斷努力。

專業建設的重心是人才培養，是本科教育，而本科教育的核心是專業課程體系的建設，因此在一流本科專業建設背景下，專業課程體系的深化改革具有重要的現實意義[1]。本文以中山大學軟件工程專業的建設為例，在總結專業已有建設成果的基礎上，對目前存在的問題進行分析，并參照同類專業在課程體系改革方面的經驗與設想[2～4]，對如何構建具有特色的軟件工程專業課程體系進行思考與探索，希望能對一流本科專業建設背景下，同類軟件工程專業的建設和改革起到拋磚引玉的作用。

二、專業建設基礎

中山大學軟件工程學科源于1979年成立的中山大學計算機科學系計算機軟件專業，至今已有40余年的人才培養歷史。2001年9月，學校成立軟件學院，設立軟件工程專業。該專業入選國家級特色專業，并獲批廣東省高等學校本科特色專業建設點（2012—2016年）和廣東省一流本科專業建設點（2019年起）。專業面向軟件產業界對軟件工程技術人才的需求，培養具有扎實軟件工程基礎理論知識，掌握并熟練運用國際先進的軟件開發技術和現代軟件工程規范與方法，具有國際競爭力的實用型、工程型、復合型、創新型軟件高層次人才。

專業自設立以來，基于知行合一理念，培養德才兼備的軟件工程人才，緊緊圍繞立德樹人根本任務，落實中山大學“德才兼備、領袖氣質、家國情懷”人才培養目標，培養更多德才兼備、全面發展、對社會有貢獻的軟件工程人才。軟件工程專業本科生培養的中心是培養學生的軟件開發能力，我們按照從個體軟件工程能力到團隊軟件工程能力到企業級軟件工程能力培養的思路設置專業課程體系。培養學生的個體軟件工程能力主要是開設程序設計I、程序設計I實驗、程序設計II、程序設計II實驗、數據結構與算法、數據結構與算法實驗等必修課程，以及Web 2.0程序設計，Java與面向對象設計、算法設計與應用基礎等專業方向課程，以軟件工程實訓（初級）課程檢驗學生的個體軟件工程能力;培養學生的團隊軟件工程能力是在學生個體編程能力的基礎上，進一步了解整個軟件生命周期，圍繞軟件生命周期開展有一定規模軟件的團隊合作開發能力的培養，開設系統分析與設計、數據庫系統、編譯原理、軟件測試、現代操作系統應用開發等專業方向課程，以軟件工程實訓（中級）課程檢驗學生的團隊軟件工程能力;培養學生的企業級軟件工程能力是在熟悉軟件生命周期和團隊開發的基礎上，進一步熟悉企業級軟件的開發技術與方法，開設ERP理論與實踐、工作流技術、移動應用開發、分布式計算、高級數據庫技術及實踐等專業方向課程，并以軟件工程實訓（高級）檢驗學生的企業級軟件工程能力。

為強化學生的工程能力，建立了工程實訓中心，規范高效地開展系列實踐教學，形成了頗具特色的軟件工程專業實訓課程體系，大二、大三、大四每學年秋季學期安排軟件工程實訓課程，從初級、中級到綜合實訓，開發了一套軟件工程實訓課程管理系統，能通過網絡完成在線教學與輔導，有沙箱隔離、統一的云實訓環境，學生可在宿舍通過云實訓環境完成實訓任務。該系統還可具有實訓任務管理、抄襲檢查、自動輔助評分等實訓過程管理功能，初級、中級實訓70%的成績可由計算機自動評價。綜合實訓可通過Github等工具，實現基于網絡的項目合作、個人開發行為跟蹤。綜合實訓還包含進入導師實驗室的科研實訓和參加學院教師布置的或企業導師的工程項目實訓。例如，有34名教師指導了2015級的121名學生參加科研活動，占綜合實訓學生總人數約1/3，其中優秀率76%。優秀的學生幾乎都實現了論文算法復現或軟件系統原型，其中有7位學生配合師兄和教師提交了投稿論文。

專業在本科生培養人才方面取得了不錯的成效。我們軟件工程專業畢業生的就業率和就業質量一直位于國內前列和廣東前茅。畢業生就業單位主要包括微軟、Google、阿里巴巴、騰訊、華為、網易、百度等國內外知名IT企業及各大銀行、證券機構、各大國企及研究機構。用人單位普遍反映本專業畢業生綜合素質高，能力全面，工作認真負責，踏實肯干，能獨當一面，進入公司以后能很好地適應工作節奏并快速成長為部門骨干人員。專業學生在本科學習期間，論文發表數量和質量在全校名列前茅，近兩年本科生發表國際級論文一百多篇，其中中科院JCR一區論文10余篇，中科院JCR二區論文20余篇。軟件工程專業畢業生和學院其他專業學生一起在國際級、國家級、省級學科競賽中多次獲獎，例如，在歷次“世界大學生超級計算機大賽”共獲總決賽一等獎7次，2018年ACM-ICPC全球總決賽取得了全球排名第14、內地高校排名第4的佳績，2020年獲得了全球總決賽資格等。

三、存在的問題

經過多年探索與實踐，軟件工程專業的建設雖然取得了一定的成績，但是也存在一些不足。這次入選廣東省一流專業建設點給了我們專業建設邁上新的臺階的機遇，我們要抓住這個機遇，深入思考總結當前專業建設的成績與不足，進一步推進專業的建設與改革。

從專業課程體系設置的角度看，雖然我們形成了從個體軟件工程能力培養、團隊軟件工程能力培養到企業軟件工程能力培養的總體設計思路，但是目前的課程體系還存在幾個問題。

1.專業人才培養目標定位還不夠明確，面向還不夠清晰，在服務國家戰略和區域經濟社會需求方面還做得不夠。廣東省處于國家改革發展的前沿陣地，我們為廣東省和粵港澳大灣區培養了大量軟件工程人才，不少學生在畢業后很快成長為企業的骨干，但是我們培養的人才具有哪些特色與優勢，最擅長的領域和最突出的能力是什么卻很難說得清楚。企業會認為我們培養的軟件工程人才基礎比較扎實，綜合素質比較高，很有發展潛力，但是國家重點發展的某個行業，或企業中某個關鍵的崗位缺少軟件工程人才時可能很難第一時間會想到中山大學軟件工程專業的畢業生。這就表明我們在服務國家戰略和區域經濟社會需求方面還有更多的工作可以做。

2.與企業之間的人才培養合作做得還不夠。“新工科”建設要求把辦學視野打開，推進校企協同、科教協同，在更大范圍內優化配置教學資源，主動聯系和挖掘行業部門、科研院所、企業優勢資源，以產業發展需求為導向，探索建立產學研合作協同育人長效機制[5]。我們雖然引入了一些校企合作課程，例如早期與Google合作的Web 2.0程序設計、與IBM合作的服務計算等課程，但是尚未形成長效機制，在挖掘企業優勢資源，構建產學研合作協同育人機制方面還有許多工作要做。

3.課程體系的特色還不夠突出。我們對一些畢業生通過線上調查問卷的方式進行了訪談，詢問對軟件工程專業印象最深的課程有哪些，59.1%的學生對程序設計和上機實訓課程有比較深的印象，也有54.6%的學生對軟件工程三級實訓課程的印象比較深，這表明我們的課程在程序設計和實訓課程的設置方面有一定的特色，但這些課程主要是實踐課程，主要是程序的開發到有一定規模的軟件項目開發，內容會根據指導教師的要求而進行變化，在課程設置上有一定特色，但并不能使得整個專業的課程體系具備明顯的特色。

以上一些問題在某種程度上制約了中山大學軟件工程專業的發展，使得專業在教學項目、精品課程、教學成果獎勵等方面與同類學校的軟件工程專業存在一定的差距。無論是在上海軟科ARWU大學排名，還是在國際上比較著名的QS，USNews等大學排名中，中山大學作為綜合性大學都排在國內大學10名左右，但中山大學的計算機學科（含軟件工程）通常都會排在國內大學20名之后，這表明中山大學的計算機類專業整體上與中山大學在國內的地位不相符，還有很大的提升空間。除了在科研工作方面的努力外，一流專業建設也為本科教學的發展、提升本科教學聲譽、強化專業本科教學影響力提供了很好的機遇。

四、特色課程體系的構建

一流專業的建設當然離不開學科科研實力的不斷增強，但本科教學的建設與改革應該是一流專業建設的核心內容，也是保障學科科研實力持續增強的基石。為推動一流專業的建設，特別是一流專業本科教學的建設，專業特色課程體系的構建是其中一個重要的突破點。構建有特色的專業課程體系會在很大程度上提升專業的本科教學聲譽，強化專業的影響力，提升專業的知名度。

在一流專業建設的背景下，為構建特色課程體系，我們需要思考如何對接國家戰略需求和區域社會經濟需求，如何充分發揮自身已有的科研教學平臺和師資優勢，以及如何將特色課程體系貫徹落實到課程教學與人才培養。

在國家戰略需求和區域社會經濟需求層面，我們知道，廣東省是制造業大省，制造業轉型升級在相當長一段時間內是廣東省經濟發展的一件大事。國家制定了《中國制造2025》行動綱領，廣州市和珠江西岸城市群是中國制造2025國家級示范區。制造業轉型升級的核心工作之一是制造業的數字化、智能化和網絡化。過去互聯網的影響主要是在消費領域，是“消費互聯網”，隨著制造業的數字化、智能化和網絡化的需求，互聯網向產業領域進軍，發展“工業互聯網”已經上升到國家戰略層面[6]。

傳統上，包括中山大學軟件工程專業在內的許多院校培養的互聯網人才主要是面向電子商務、游戲開發等消費領域，大力推進面向工業互聯網的人才培養有其必要性和緊迫性。逐步轉型培養面向工業互聯網的軟件工程專業人才，既可以對接國家戰略需求和區域社會經濟需求，使得專業定位更加清晰，也是使專業課程體系具有更鮮明特色的很好的切入點。

中山大學軟件工程專業所在的數據科學與計算機學院整合了超級計算廣州中心、信息科學與計算、計算機科學與技術、軟件工程、網絡空間安全等多個機構和領域的科研教學師資力量，在培養復合型高端工業互聯網人才方面具有天然的優勢。我們可將軟件工程專業人才的培養進一步明確定位在具有扎實數理基礎知識和軟件工程方法和技術，具備高性能計算和并行計算思維和實踐經驗，能從事高性能云平臺工業應用開發、工業大數據數值分析與仿真等工業互聯網領域研究與開發的人才。

為培養面向工業互聯網的軟件工程高端人才，我們可依托國家超級計算廣州中心、高性能計算2011協同創新中心、機器智能與先進計算教育部重點實驗室、教育部超算軟件工程中心、廣東省計算科學重點實驗室、廣東省大數據分析與處理重點實驗室等科研平臺，在專業課程體系上布局有關高性能計算與并行計算、數值分析與仿真等相關課程，結合軟件工程方法和技術的相關課程，為學生進入工業互聯網領域的研究與開發奠定堅實的理論技術知識和系統的實踐經歷，為國家和廣東省制造業的數字化、智能化、網絡化提供高端人才支持。

具體到特色課程的開設，我們擬對個體軟件工程能力、團隊軟件工程能力和企業軟件工程能力培養的課程設置基礎做進一步的完善，開設數值計算與分析、高性能計算基礎等課程作為個體軟件工程能力培養的補充;開設科學計算建模與分析、并行與分布式計算、數學物理方程及計算機求解等課程作為團隊軟件工程能力培養的補充;開設超算云服務平臺及實踐、高性能工業數值計算與仿真軟件實訓等課程作為企業軟件工程能力培養的補充。我們將強化與關鍵應用領域，例如集成電路制造、新材料、生物醫學等工業企業或工業設計中心的合作，進一步了解他們的需求，在優勢互補的基礎上，利用此次疫情后線上教育大力發展的機遇，開展校企合作的線上線下混合協同教學課程，為學生早日接觸實用的工業軟件開發技術，在真實的工業企業環境中實習實踐創造良好的條件。

五、結語

在一流本科專業建設背景下，專業課程體系的深化改革具有重要的現實意義。本文以中山大學軟件工程專業的建設為例，在總結和分析專業建設實踐及存在問題的基礎上，對如何進一步明確專業定位，對接國家戰略和區域社會經濟需求，發揮自身優勢，培養面向工業互聯網軟件工程高端人才，突出專業課程體系特色方面進行了探索，希望能對同類院校的計算機類專業建設有借鑒價值和意義。

參考文獻

[1]郭寶龍.“雙一流”建設背景下IT類專業課程體系改革[J].中國大學教學，2020（1）：9-12.

[2]臧斌宇.順應時代需要、面向能力需求、突出問題導向——軟件工程專業課程體系改革探索[J].中國大學教學，2018（10）：19-24.

[3]于波，張淑麗，張宏國.新工科背景下軟件工程專業課程體系建設[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2019（6）：58-59.

[4]陳志剛，夏旭，廖志芳，劉莉平，劉佳琦.新工科背景下基于價值導向的軟件工程專業教學建設[J].中國大學教學，2019（10）：62-67.

[5]張大良.因時而動返本開新建設發展新工科：在工科優勢高校新工科建設研討會上的講話[J].中國大學教學，2017（4）：4-9.

[6]王晨，宋亮，李少昆.工業互聯網平臺：發展趨勢與挑戰[J].中國工程科學，2018（2）：15-19.

Exploration of the Characteristic Curriculum System in the Construction of Software

Engineering Major

ZHOU Xiao-cong， YI Yang

（School of Data Science and Computer Science， Sun Yat-sen University， Guangzhou，

Guangdong 510006， China）

Abstract： In view of the goal of the construction of first-class undergraduate major， and taking the software engineering major of the School of Data Science and Computer Science of Sun Yat-sen University as an example， this paper summarizes the experience of some previous reforms and practices in major construction and curriculum system construction. Combined with the national strategic needs and the new model of online and offline course teaching， it puts forward some ideas on the construction of the characteristic curriculum system to strengthen the influence of professional undergraduate teaching with the teaching and reform of characteristic courses as the starting point， so as to improve the reputation of professional teaching and promote the construction of first-class software engineering major.

Key words： first-class undergraduate major construction; software engineering; characteristic curriculum system