曾 姗

[中国地质大学（北京），北京 100083]

最新的信息技术革命，引发了全球高等工程教育的变革[1]。为应对这种变革，教育部提出了“新工科”发展战略[2-3]。新工科引领工科专业迅速发展，促进了软件工程及相关专业的教育改革，软件工程和相关专业的教学改革和专业课程设置探讨成为当前教学研究的热点。2021 年2月，教育部发布的《2020 年度普通高等学校本科专业备案和审批结果》表明，2020 年高校新增备案本科专业超过2000 个，其中包括261 个大数据和人工智能专业。在大数据和人工智能专业中，人工智能专业131 个，数据科学与大数据技术专业60 个，大数据管理与应用专业54个，数据计算及应用专业11 个，智能科学与技术专业5 个。这些专业都属于计算机科学和软件工程的相关专业，占比超过10%。这反映出社会急需计算机、软件工程类专业人才。教育部和高校也都重视软件工程专业的人才培养，越来越多的高校教师投入到软件工程专业的教学研究与改革中。然而，想要培养出杰出的软件工程专业高级人才，高校必须建立正确、完善的专业知识体系，以学生为中心，合理规划学生四年的培养计划。

一、目标——实现新工科发展战略

《关于开展新工科研究与实践的通知》指出，新工科的研究，需要围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系开展[2]。而想要实现新工科发展战略，还需要构建新目标、新中心、新能力、新素质、新知识体系。

新目标，是指建立新的人才培养目标。要想培养出杰出人才，高校应先明确培养出来的人才是什么样的，即先给本科毕业生设定毕业应达到的目标。只有树立了正确的目标，学生才会按照规划，一步步达成目标。而这个目标，需要以新工科理念为基础。也就是说，教师要提前为软件工程专业本科生规划四年的培养计划，为学生设定毕业目标，使其适应社会、学科等方面的要求。

新中心，是指以学为中心，以学生为中心。传统教学主要以教师为中心，然而，在新时代，以学为中心成为高等教育的灵魂，也是提高教育质量的核心所在[4-5]。以学为中心，是以以学生为中心，培养出优秀毕业生为基础。要想实现新工科，高校应以新中心为基础，以学为中心，以学生为中心，以把学生教育好作为中心和最终目标。

新能力，主要指学生各方面应具备的能力。对于软件工程专业学生来说，应具备以下能力。第一，掌握软件工程的相关知识和相关技能，具备从事工程实践的专业能力。第二，具备应用已学知识的能力，即将已学的专业基础知识，应用到各个应用领域中，完成应用领域软件的可行性分析，需求分析，系统设计及实现、测试等各方面的工作。第三，具备获取知识的能力，即适应软件工程学科发展、获取学科新信息等终身学习的能力。第四，具备团队协作及沟通交流的能力。软件工程领域相关系统，不可能是一个人完成的，需要团队协作，因此，在课程设置上，教师要培养学生的合作交流能力。第五，具备创新能力，即在工程设计研发中，不断创新、创造的能力。这些能力是一名优秀软件工程专业本科毕业生应具备的基本能力。

新素质，主要包括专业素质、思想道德素质等。文章中的专业素质主要指掌握软件工程专业最基本的工程素养、职业素养，具有严谨的工作态度，勇于创新创业的精神。此外，作为一名软件工程专业学生，还要具备思想道德素质，具有法律意识，爱国守法，具备基本的职业道德素养，诚信待人，以国家、集体、团队利益为先，具有责任心和责任感。

基于以上4 点，教师需要建立新的知识体系，并在此知识体系下，科学合理地设置课程。只有做到这5 点，才能更好地实现新工科发展战略，为社会培养出杰出的软件工程专业人才。

二、重要指导思想——工程教育认证通用标准

专业教学需要通过构建学生知识体系进行人才培养。在构建知识体系前，专业需要有明确的培养目标。工程教育认证通用标准明确指出，高校在制定培养目标时必须充分考虑内外部需求和条件[6]。

内部需求，主要指学生的需求，即高校在制定培养目标时，要以学生为中心，充分考虑学生的各项需求，预定好学生在毕业时应该达到的职业和专业素质，使学生适应社会需求。也就是说，在制定培养目标时，高校要明确学生在毕业时，能达到什么高度、掌握哪些软件工程的知识和技术、具备哪些专业能力，以及具备哪些面向特定系统的应用能力。在学生入学前，高校应帮助学生规划好本科四年的学习生活，致力于让学生具备完善的知识结构，培养学生必备的专业能力，使学生具备适应社会需求和发展的能力，并拥有进一步从事软件工程学科科学和研究的潜能。

在制定培养目标时，高校也要考虑外部需求，主要是指社会发展的需求。社会无时无刻不在发展变化，社会对软件工程专业本科毕业生的要求也随着行业的发展而发生变化。高校在让学生掌握最基本的专业知识和技能的同时，也要让学生拥有适应社会需求的能力。因此，高校需要设置涉及相关应用知识领域的课程，让学生根据自己的兴趣和特长，深入学习特定系统的设计知识，以符合特定知识领域的社会需求。

另外，在制定培养目标时，高校还应充分考虑学校自身的教学科研情况及学校定位，做好充分的调研和分析，制定以学生为中心、适应社会发展需求的、有学校特色的培养目标。培养目标的制定不可能一蹴而就，因此，高校还要定期评价培养目标的正确性、合理性，并根据评价结果对培养目标进行及时修订，以适应不断发展变化的专业需求、学生需求和社会需求。

三、知识体系

为了达到培养目标，高校需要建立完善的知识体系。因此，软件工程专业的教育知识领域必须符合专业培养目标，以学生为中心，完善学生各方面的知识需求，包括人文社会科学基础知识领域、数学和自然科学基础知识领域、工程基础知识领域及专业知识领域等，使学生具备从事软件工程相关工作的专业能力、开发能力、竞争精神、创新意识，把学生培养成为能适应社会需求的软件工程专门人才。

当培养目标制定后，高校需要制定培养方案以实现培养目标。培养方案是专业知识体系的体现。传统培养方案的制定是以教师为中心，主要通过调研类似高校、类似专业的培养方案进行设置，甚至是根据学校的师资情况设置课程。这些都与新工科及工程教育认证通用标准相悖。因此，高校在制定培养方案时，应从以教师为中心转变为以学生为中心。

软件工程专业教育知识体系由知识领域、知识单元和知识点3 个层次组成[7]。最高层是知识领域，代表一个特定的学科子领域。结合以学生为中心的培养目标，根据最新的工程教育认证通用标准，教师将软件工程专业的知识体系分为人文社会科学基础知识领域、数学和自然科学基础知识领域、工程基础知识领域、专业知识领域及应用知识领域。

高校帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，为社会培养德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人，是人才培养的总目标，这需要通过人文社会科学基础知识的学习来实现。同时，通过人文社会科学基础知识的学习，学生在从事工程设计时能够考虑法律、伦理、经济、环境等各种制约因素。这也是各个专业学生应学习的公共基础知识。

数学和自然科学基础知识是理工科学习的基础。数学和自然科学基础知识为开发高品质的软件产品提供了理论和科学依据，也为产品及其相互关系提供了数学建模基础，是软件工程专业的核心基础，也是学生掌握软件工程专业能力的基础，更是学生进一步从事软件工程科学研究的基础。

工程基础知识主要是学以致用，即学生能根据科学原理思考问题，识别出复杂工程问题的关键环节，并通过建立正确的数学模型来分析问题，给出解决问题的多种备选方案。学生通过工程基础知识的学习，培养调研文献的能力，即能通过调研和分析制定适当的解决方案，进而解决问题并得出正确结论。

目前，软件工程专业知识已经广泛应用到各领域，如生物、电信、多媒体、游戏、社区、金融、教育、科技等，应用领域十分广泛。学生想要更好地设计应用领域系统，就需要掌握应用领域里典型产品的特性，了解应用领域背景，而这些对系统的分析、设计及开发有着重要影响，因此，学生进行应用知识领域的学习非常必要。高校应根据学校情况、学校特色、软件工程专业一线教师的师资力量，合理构建应用知识领域的知识体系，如果有条件，还应基于学校优势学科开设专业选修课，以此作为应用知识领域的补充。

四、课程设置

在软件工程专业的知识体系划分后，还需要设置每个知识领域的课程，具体如下。

人文社会科学基础知识领域，需要开设适合人文社会科学知识的相关课程，如“思想道德与法治”“中国近现代史纲要”“马克思主义基本原理概论”“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”“形势与政策”“大学英语”等课程。

数学和自然科学基础知识领域主要包括“高等数学”“线性代数”“概率论与数理统计”“大学物理”“大学化学”等课程。

专业知识领域，即软件工程的专业课程，分为专业基础课程和专业核心课程。专业基础课程主要包括“数据结构与算法”“面向对象程序设计”“操作系统原理”“离散数学”“算法设计与分析”“软件工程”等。专业核心课程主要包括“数据库系统原理及应用”“.NET 企业级应用开发”“Java 企业级应用开发”“面向对象分析与设计”“软件体系结构”“软件项目管理”“软件度量”“软件测试”“软件项目管理”等。

应用知识领域主要包括“网页程序设计基础”“嵌入式开发技术”“计算机网络”“人机交互软件设计”“云计算虚拟化应用技术”“智能科学与技术”及学科前沿课等课程。另外，高校应根据学校特色，开设与学校优势学科相关的应用领域课程。以中国地质大学（北京）为例，地学是学校的优势学科，而软件工程在地学领域也广泛应用。目前，地学软件人才十分紧缺，地学领域急需软件工程人才为其开发有效的地学软件系统。因此，学校的软件工程专业本科生可以选择一些地学的课程或者参加地学相关讲座，学习相关领域的基础知识，以设计更有优势的地学软件系统。

五、实践能力培养体系

软件工程专业本科毕业生需要熟练掌握软件工程的专业知识和技能，同时，也要具备从事软件工程相关工作所需的专业能力，特别是实践动手能力及应用能力。因此，实践能力培养体系也是专业设置的重点内容。

实践能力培养体系应重点培养学生团队协作，系统设计与实现、测试，以及项目管理能力。实践教学通过不同的形式，穿插在学生学习的各个环节中，主要分为理论课程的上机学时、实践课程、暑期实习、毕业设计等环节。理论课程的上机学时可以和理论课程紧密结合，边学边练。学生通过上机实验实现理论知识的应用，加深对理论知识的理解，同时，又启发思维，实现理论和实践的相辅相成。实践课程主要是通过实践的形式将知识展现给学生，强调课程的实践内容，即通过动手实验，获取理论知识，提高实践能力。暑期实习是将已学的多门课程进行综合训练，重点培养学生综合运用已学知识，对现有问题进行调研、分析，然后建立模型，完成对系统的分析、设计，最终完成系统实现的能力。同时，还应进行分组训练，培养学生团队协作及沟通能力，并逐渐培养学生项目管理能力。毕业设计是对大学四年所学知识的一个综合应用及总结。通过教学和工程的结合，重点强化学生的独立实践能力及科学研究能力。毕业设计在大四上学期启动，一直持续到学生毕业前。

同时，高校应鼓励和支持学生参加各种专业学科竞赛，如参加大学生创新创业实践项目等各类与软件工程专业相关的项目，以训练和提高学生专业实践能力，提高学生团队协作及沟通能力。

文章基于新工科背景，以工程教育认证通用标准为指导思想，提出了软件工程专业培养计划的改革方案。

1.提出了构建新目标、新中心、新能力、新素质、新知识体系的观点。

2.将软件工程专业的知识体系，分为人文社会科学基础知识领域、数学和自然科学基础知识领域、工程基础知识领域、专业知识领域、应用知识领域，并建立实践能力培养体系，同时，给出了培养计划中相应的课程设置。