软件工程专业课程体系的重构与度量

郭 威

(盐城师范学院 信息科学与技术学院，江苏 盐城 224002)

软件工程专业课程体系的重构与度量

郭 威

(盐城师范学院 信息科学与技术学院，江苏 盐城 224002)

针对盐城师范学院软件工程专业应用型、工程型软件人才培养的目标定位，引入CDIO工程教育理念，结合GQM度量方法，提出了一种面向目标、逐步求精、量化分析的软件工程专业培养方案G-C模型，对专业课程体系进行了重新构建与度量。实践表明，该模型能为优化专业课程体系、量化培养目标、改进培养过程、全面达成专业培养目标提供具体指导和有力支撑。

工程教育理念；软件工程；重构；度量

软件企业要求软件人才具有现代软件工程环境下赖以生存和成长的终生学习能力、团队协作与沟通能力和工程实践能力。传统的人才培养模式重理论轻实践、重技术轻工程，不利于学生工程实践能力的培养和职业素质的提高。CDIO作为当前国际高等工程教育的一种创新模式，在培养学生的创新能力、团队协作能力、动手实践能力等方面效果显著。借鉴CDIO工程教育理念和标准，运用目标问题度量(Goal-Question-Metric，GQM)模型面向目标、逐步求精、量化分析问题的方法，对软件工程专业培养方案进行修订、改进和优化，并对专业课程体系进行重新构建、度量和完善，对培养出满足企业需求的高水平应用型、工程型软件人才具有重要的现实意义。

1 CDIO与GQM的基本概念

1.1 CDIO工程教育模式

CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来，学生以主动的、实践的方式参与到课程的各个教学环节，强调课程学习要与项目设计相联系，以培养学生的工程实践能力[1]。

CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人与职业技能、人际交往能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[2]。CDIO不仅继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念，更重要的是提出了系统的能力培养、全面的实施指导、完整的实施过程和严格的结果检验的12条标准，具有很强的可操作性[3]。

1.2 GQM模型

GQM模型是一种面向目标的软件过程度量方法，GQM表示3层应用框架：目标层(Goal)、问题层(Question)和度量层(Metric)，即确定目标、定义问题、建立度量模型，其基本思想就是由目标出发，自上而下，逐步求精，并细化到度量。GQM模型3个阶段的应用与实施，能够有效地将抽象目标分解为具体问题，并结合度量得到的量化值分析来指导过程改进[4]。实践表明，GQM模型不仅可用于软件过程度量，也是一种逻辑清晰、层次分明的分析问题和解决问题的方法。

2 软件工程专业培养方案G-C模型

2.1 软件工程专业培养目标定位

专业培养目标是指根据未来专业的发展和社会需求、从业人员在社会的职责及角色，确定本专业的人才培养要求[5]。盐城师范学院作为一所坐落于沿海城市的普通本科院校，结合区域经济发展实际，将软件工程专业的培养目标定位为培养应用型、工程型软件人才，即能够综合应用计算机科学、数学及管理科学等学科知识，以工程化的原则与方法为指导，胜任现代软件工程环境下高质量软件的开发、测试和维护等工作的软件工程技术、应用、管理和服务人才。该培养目标可进一步解读为以下三点：扎实的专业基础、良好的综合素质和能力、较强的工程实践能力。

2.2 专业培养方案G-C模型

专业培养方案是构建专业课程体系、安排专业教学计划、实现专业培养目标的纲领性文件。传统的培养方案大多以定性描述为主，缺少具体量化的分析指标，难以给后续培养过程的优化与评估提供具体指导。基于我校软件工程专业培养目标定位分析，运用GQM度量方法，借鉴CDIO培养大纲与标准，我们建立了一种面向目标、逐步求精、量化分析的软件工程专业培养方案G-C模型，如表1所示。

表1 软件工程专业培养方案G-C模型

该模型分为总体培养目标、子目标、问题和度量四个层次。其中，总体培养目标和子目标以CDIO培养大纲为指南，并结合我校软件工程专业培养实际进行了裁剪与整合，进一步明确了专业培养的总体目标和细化目标；问题层借鉴CDIO12条标准中的若干准则，确定了达成培养目标应考虑的若干关键问题；度量层通过回答上述问题建立相应度量指标，并通过度量值对培养方案进行量化分析、评估和持续改进。

软件工程专业培养方案G-C模型建立了专业培养目标、关键问题以及相关度量指标之间的关联矩阵，能为更合理有效地构建专业课程体系、安排专业教学计划、量化评估专业培养目标提供具体指导。

3 课程体系的重构与度量

3.1 专业课程体系的重构

课程体系是实现人才培养目标的载体和有力支撑，科学合理的课程体系会促成高水平专业人才的培养[6]。以软件工程专业培养方案G-C模型为指南，以专业培养目标为导向，按照模块化、平台化和课程群建设的思想为指导，对我校旧版软件工程专业课程体系进行了重新构建与优化。新的课程体系包括五大平台，如图1所示。

图1 软件工程专业课程体系整体框架

(1)公共基础课程平台。该平台依据人才培养规格来设置课程，包括较宽广的通识课程和素质课程，侧重培养学生的基础科学知识、综合素质、个人能力与职业道德等。主要课程包括政治理论课程群、大学英语、大学体育、大学生职业发展与就业指导、人文(科学、艺体)类素质课程等。

(2)专业基础课程平台。该平台依据软件工程学科来设置课程，侧重培养学生核心工程基础知识与技术。主要课程包括软件基础课程群(程序设计基础、算法与数据结构、操作系统)、硬件基础课程群(数字逻辑电路、计算机组成与结构)及数学基础课程群(高等数学、离散数学)等。

(3)专业核心课程平台。该平台依据人才培养主线来设置课程，侧重培养学生高级工程基础知识与技术，并为解决实际应用问题打下坚实的理论基础与技术基础。主要课程包括：面向对象程序设计、数据库原理与应用、统一建模语言、Web开发基础、软件工程、软件测试与质量保证、软件体系结构、软件项目管理等。

(4)专业选修课程平台。该平台依据专业培养方向(软件开发、软件测试、服务外包)设置课程，包括各专业方向的限选课程和所有方向的任选课程，侧重培养学生在软件开发、测试与应用某一方向上的专业特长与专业技能。以软件测试方向为例，其主要课程包括：软件测试方法与过程、自动化测试、Web性能测试等。

(5)实践课程平台。该平台是一个综合性的应用平台，旨在培养学生实际项目环境下的创新能力、工程实践能力和CDIO运作能力。实践课程平台包含技能课程和实践教学，前者包括软件开发案例学习与实践、软件测试案例学习与实践、企业创业与管理等；后者包括课程实验、课程设计、综合实训、专业实习、毕业设计等。

3.2 专业培养目标的度量与实现

如表2所示。专业培养目标既是制订人才培养方案的起点，也应贯穿人才培养的整个过程，并作为评价人才培养效果的依据。在基于G-C模型的专业培养方案下，整个人才培养过程和评价体系都应以总体培养目标和分解后的子目标为驱动，量化地进行。在确立专业培养目标和课程体系之后，需要明确课程体系中的每门课程或教学环节对专业培养目标(知识、能力与素质)的具体贡献，即专业培养目标度量矩阵。

表2 软件工程专业培养目标(课程体系)度量矩阵(简化版)

表2为我校软件工程专业培养目标度量矩阵的简化版，通过该度量矩阵可以直观地看出课程计划中的每门课程的基本信息(课程类别、课程性质、课程名称、学时、学分、考核方式)以及该课程与培养目标的量化关系。为直观简单地表示这种量化关系，我们采用布卢姆教育目标分类法，描述学生在学习某课程时应掌握的知识、素质与能力及其相应的程度，以1(最低)、2、3、4、5、6(最高)来表示对此项知识、素质或能力要求达到的程度，无要求则留空。

专业培养目标度量矩阵同时也可视为专业课程体系的度量，它以直观简洁的方式给出了课程体系与培养目标之间的量化关系，不仅给教师教学、学生学习与成绩评定提供了具体指导，也促成了专业培养目标的最终实现。

4 结束语

为了满足社会和市场对软件人才的需求，借鉴和吸收国际先进的CDIO工程教育理念和标准，运用GQM度量方法，结合我校软件工程专业建设实际和人才培养目标定位，建立了软件工程专业培养方案G-C模型。以G-C模型为基础，对我校软件工程专业课程体系进行了重新构建与优化，并建立了专业培养目标度量矩阵。实践表明，该模型能为优化专业课程体系、量化培养目标、改进培养过程提供具体指导和有力支撑，有利于高水平应用型、工程型软件人才的培养。

[1]郭威.CDIO模式在“软件体系结构”课程中的探究与实践[J].中国电力教育,2010(24)：121-122.

[2]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式—基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究,2009,28(4):116-119.

[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(3):1-6,9.

[4]龙军,杨柳,粟梅,等.基于GQM模型的卓越计划专业培养方案制定与优化[J].科技进步与对策，2012(15):152-156.

[5]顾佩华,包能胜,康全礼,等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究，2012(3):24-40.

[6]赵艳菲,张舜德,屈卫清.基于CDIO模式的软件工程专业课程体系研究[J].电脑知识与技术，2013,9(10):2415-2417,2422.

Reconstruction and Measurement of Software Engineering Specialty Curriculum System

GUO Wei

(College of Information Science and Technology, Yancheng Teachers University, Yancheng 224002, China)

Aiming at the goal of cultivating applied and engineering software talents, combined with the CDIO engineering education concept and GQM metric method, an object oriented, stepwise refined and quantitative analyzed software engineering cultivation program G-C model was presented, and then the curriculum system was rebuilt and measured based on this model. Practice shows that this G-C model can provide specific guidance and strong supports for optimizing curriculum system, measuring cultivation objectives, improving cultivation process and achieving cultivation goals comprehensively.

CDIO; software engineering; reconstruction; measurement

2014-03-14

盐城师范学院教学改革与研究基金资助项目“基于CDIO的工程型软件人才培养模式研究”(12YCTCJY053)。

郭 威(1983 -)，男，博士研究生，讲师，研究方向:软件工程、数据挖掘。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.056