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顺应时代需要面向能力培养突出问题导向软件工程专业课程体系改革探索 摘要：当前互联网+、云计算、大数据、机器学习技术不断成熟，从基础设施、计算模式、信息资源、信息应用等多个维度的技术进步来看，信息社会走进了一个全新的时代在新的时代背景下，新的机遇和挑战要求我们对中国的计算机类本科专业课程体系进行新的思考、评估与重构本文旨在以上海交通大学软件工程专业为具体案例，讨论并探索当前中国计算机类本科专业课程体系改革本文首先分析了计算机类本科专业知识体系发展的三个阶段，然后详细介绍了上海交通大学软件工程本科专业的专业课程体系，最后介绍了该课程体系的三个特色关键词：软件工程，课程体系，知识体系，实践体系，系统能力，问题导向一、计算机类本科专业知识体系发展的三个阶段进入21世纪以来，互联网技术迅速发展，互联网时代的到来极大地改变了人们的日常工作和生活方式当前支持互联网时代的核心技术是：云计算、大数据和机器学习这些技术的迅速兴起和广泛普及，深刻地影响了计算机类本科专业的知识体系，将计算机类本科专业的知识体系带入互联网时代回顾过去，计算机类本科专业知识体系的发展，总的来说可以分为三个阶段前两个阶段均处于20世纪，那是典型的单机时代的知识体系；而第三阶段则是兴起于21世纪初的互联网时代的知识体系，与前两个时代有着明显的区别。

具体而言，计算机类本科专业知识体系的第一阶段为20世纪70年代中期至80年代中期，那个时期呈现出百家争鸣之局面由于计算机学科的理论和技术均未成熟，其间教学内容不得不面面俱到，从而呈现出纷繁多样的“百科全书”式的特点例如：因为有小型机，所以有了“计算机组成”课程；因为有大型机和巨型机，所以有了“计算机体系结构”课程；因为有了微型机，所以有了“微机原理”课程另外，由于没有主流的系统，因而缺乏足够的、合适的实验题目让学生得到充分训练，从而导致了课程体系呈现偏重理论和概念、缺乏具体实践的特点该阶段典型的教材有名为《编译原理》的“龙书”和名为《操作系统概念》的“恐龙书”计算机类本科专业知识体系的第二阶段为20世纪80年代中期至20世纪末期在这一时期以单机为主的技术逐渐成熟，例如：处理器设计技术、操作系统技术、程序设计语言和编译技术、关系型数据库、TCP/IP，等等因此，计算机教学方面也有了主流的理论和平台该阶段的教科书具有以实际系统为主线的特点，代表性教材有被称为“虎书”的《现代编译原理》以及《计算机组成与设计——硬件软件接口》《计算机体系结构：量化研究方法》等该阶段的理论教学更加深入，与此同时课程实验的地位显著提高，主流课程的实验呈现出难度大、强度高的特点。

我国于改革开放之初引进了大量西方的教材和教学体系，因此国内的计算机类知识体系也是脱胎于第一个阶段的21世纪初，部分“985工程”高校开始学习国外的先进经验，着手改革教学内容，这些学校的知识体系进入了计算机教学的第二阶段但总的说来，还没有进入21世纪以互联网为代表的新时期计算机类本科专业知识体系的第三阶段为21世纪初期至今与科学研究采用化繁为简的还原论不同，工程技术多采用由简入繁的综合方法随着将过去单个的计算机通过网络互联构成了更大规模的计算平台，计算机领域迎来了互联网时代互联网时代无论是硬件平台，还是支撑软件平台，或者应用领域的规模都比单机时代有了显著增大因此，在互联网时代，计算机类本科专业的知识体系总体上呈现出“上浮”的趋势，所涉及的系统规模显著扩大，并逐渐转为面向整个互联网，特点是更加注重软件本身我国由于在21世纪初设立了软件工程本科专业，因此可以很好地适应互联网时代计算机知识越来越软件化的趋势软件构造是工程问题，而工程问题都必然遵从综合论的法则，必然从简单向复杂发展，因此软件愈加复杂是必然的趋势软件系统的复杂性增加，意味着有更多的知识需要讲授但是大学四年的时间是有限的，原有的计算机本科专业知识体系已被单机系统撑满，要增加新的内容就必须舍弃部分旧内容，课程重构是达到这一目标的有效途径。

进入新世纪以来，卡耐基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院等高等学府开始了课程重构，课程内容浓缩了单机基础，更加面向互联网课程目标更加关注培养学生对于问题、数据、系统的抽象能力其典型课程不再为单一系统，转而向更加综合的方向发展，典型教材有《C++程序设计：基础、编程抽象与算法抽象》《深入理解计算机系统》《计算机系统设计原理》等该阶段仍在不断演化，以适应云计算、移动计算、大数据、机器学习等技术当主流的计算机教学日益呈现软件化的趋势后，计算机硬件类的人才如何培养？这时电子工程本科专业开始出现“上浮”现象，它依然是工程技术遵循综合论法则的必然结果传统的电子工程领域随着数字电路模块化规模的提高，开始进入传统的计算机体系结构领域，CPU芯片设计既需要电路基础也需要体系结构的基础，甚至为新的CPU编写操作系统、编译器、运行环境都成为芯片设计公司自己的责任因此新的计算机工程专业由电子工程专业孕育而生，该专业必然将主宰传统的以单CPU为主的教学领域二、上海交通大学软件工程本科专业课程体系为了适应新时代软件人才培养需要，上海交通大学软件学院对软件工程本科专业课程体系改革进行了积极的探索本文通过介绍上海交大软件工程本科专业课程体系，希望能够对新工科背景下计算机类本科专业课程体系如何进行改革起到抛砖引玉的作用。

上海交大软件工程本科专业课程体系设计的指导思想是：适应新时代的技术发展，使学生在软件领域的知识和能力得到很好的培养，毕业后成为优秀的软件工程师在课程体系设计上，我们首先采用了“核心课+方向课+综合课(Capstone course)”的模式，这是国际上计算机类本科课程体系普遍采用的模式与我国传统的计算机类本科专业课程体系相比，该模式首先精简了必修课程，增加了非常综合的整合式课程，同时将大量传统的必修课改为方向课其次，增加了大量的实践环节，最后一年只安排毕业设计，这样就保障了学生有充足的时间进行企业实习上海交通大学的学期为两长一短，春秋两个学期各18周(含两周考试周)，暑期学期为4周我们在大一、大二的两个小学期都安排了实践类课程大三的小学期和第七学期的企业实习连在一起再次，我们增加了企业课程，这既可以满足卓越工程师计划的要求，也能更好地满足工程教育认证中对非技术能力的培养要求核心课程是软件工程专业全部学生都必须完成的专业基础课程理论课部分有四个模块：问题求解、系统基础、应用基础、软件工程，共有10门课程，计36学分(含实验与习题课学分)问题求解模块包括：程序设计与数据结构、算法原理、机器学习；系统基础模块包括：计算机系统基础(上、下)、计算机系统工程；应用基础模块包括：基于平台的开发、数据库设计；软件工程模块包括：软件工程基础、软件测试。

几乎所有的课程均配备了充实的实验内容供学生进行实践核心课程设置的特色是：第一，根据互联网大数据时代的特征，结合学习美国计算机四大名校的课程体系，重构了传统的多门计算机基础课程，致力于保证学生计算机软件相关知识框架的整体性和先进性，强化基本功的训练；第二，新设了应用基础模块，强化应用能力的培养；第三，突出了软件工程模块，强调软件工程的专业特色；第四，增加了“机器学习”课程，以适应智能化时代的发展核心课程还包括两门暑期实践课第一门课要求每个学生使用复杂数据结构开发一个文件型数据库，其中也包含了初步的软件开发流程体验；第二门课要求学生以团队协作的方式完成一个软件开发项目，该项目从需求开始到最终的部署运维结束必修课程还有部分是企业课，旨在培养学生成为合格软件工程师的非技术能力，共设置6门课程(各1学分)其具体包括设置在第二学期的“软件工程职业素养”，第五学期的“软件工程经济学”“企业软件过程与管理”和“企业软件质量保证”，以及第六学期的“软件知识产权保护”和“软件产品设计及用户体验”这些课程的教学由软件行业的专家进行教学，保证课程与行业实际的紧密结合方向课程将技术细节进行分类，在高年级按类介绍技术细节，强化学生在某一方面的专门知识。

共设立三个方向的课程，每位学生必须选择一个方向并完成该方向的所有课程三个方向分别为：系统软件方向、数字媒体与应用方向、信息系统方向，每个方向设有4门方向课，每门课3学分其中，系统软件方向课有“编译原理与技术”“数字部件设计”“操作系统”“计算机体系结构”数字媒体与应用方向课有“计算机视觉”“计算机图形学”“操作系统”“人机界面与交互”“游戏设计与开发”信息系统方向课有“信息系统工程”“信息系统分析与设计”“企业级应用系统体系架构”“数据仓库与数据挖掘”综合课程也是按三个方向开设，每门课3学分它们分别是：“分布式系统”“游戏设计与开发”“企业信息系统综合设计与实现”综合课程有少量的课程讲解，课程的主要目标是要求学生团队协作，完成一个复杂的软件系统设计与开发，包括问题的调研、分析、建模、开发、测试主要强调培养学生的分析、评价与创造能力表1给出了上述各个专业主干课的学期安排情况表1 上海交大软件工程专业主干课程安排学年上学期下学期一程序设计与数据结构二算法原理计算机系统基础(上)基于平台的开发数据库设计计算机系统基础(下)软件工程导论三计算机系统工程机器学习软件测试方向课3方向课1方向课4方向课2综合课 -全文完-。