新工科+工程教育認證背景下軟件工程特色專業建設探索

沈海波　周如旗　朱雄泳

摘 要：針對新工科建設和工程教育認證對軟件工程特色專業建設和人才培養的新要求，以及目前軟件工程專業特色和人才培養特點不鮮明、不適應新工科要求等問題，提出了從提煉新理念、改變教育觀念、創新培養模式、構建專業培養新體系等方面的專業建設途徑。經過建設，我系軟件工程于2017年被學校確定為校級重點建設學科，并被評為學校第一批進行工程教育認證的試點專業。

關鍵詞：新工科；工程教育認證；軟件工程；專業建設；人才培養

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A

Abstract：Emerging engineering education construction and engineering education accreditation bring new requirements to the characteristic specialty construction and personnel training of software engineering.The features of the current software engineering specialty construction and personnel training are not distinctive enough，failing to meet the requirements of emerging engineering education.This paper proposes approaches for specialty construction from the aspects of refining new ideas，changing educational notions，innovating educational modes，constructing new specialty education systems，etc.Through the construction，the software engineering specialty in the authors department has been set as the school key discipline of 2017 and the school first-batch experimental specialty of engineering education accreditation.

Keywords：emerging engineering education；engineering education accreditation；software engineering；specialty construction；personnel training

1 引言（Introduction）

隨著以信息技術+互聯網技術的協同創新和廣泛應用為基礎，以互聯網+工業制造雙向融合為動力的第四次工業革命的發展，推動了以新技術、新產品、新業態和新模式為特點的新經濟的快速形成和發展[1]。新經濟的快速發展，需要更多和更新型工科人才的支撐，這對高等工程教育的變革和發展提出了新的挑戰，使得高等工程教育改革受到空前重視和普遍關注，迫切需要創新高等工程教育的理念，進行“新工科”建設[2，3]。需要對工科專業進行工程教育認證，改革高等工程教育的學科專業和人才培養模式，培養具有創新創業能力和跨界整合能力的工程科技人才。特別是隨著創新驅動發展、互聯網+、中國制造2025、人工智能2.0、一帶一路等國家戰略的提出，以及人工智能、物聯網、大數據、云計算、網絡安全等新型IT技術的發展和應用，迫切要求將信息技術（特別是軟件技術）與各行各業進行深度融合，促進相關行業的轉型和升級，從而進一步促進新經濟的發展，這對軟件工程專業的特色建設和人才培養提出了更高的新要求。本文旨在對新工科+工程教育認證背景下的軟件工程特色專業建設和人才培養機制進行探索。

2 新工科建設與工程教育認證（Emerging engineering education construction and engineering education accreditation）

工程教育專業認證是指專業認證機構以《華盛頓協議》為基礎，由中國工程教育專業認證協會制定的通用標準和專業補充標準為準繩，針對高等教育機構開設的工程類專業教育實施的專門性認證[4]。進行工程教育專業認證，有利于構建中國工程教育的質量監控體系，推進中國工程教育改革，進一步提高工程教育質量；有利于建立與工程師制度相銜接的工程教育認證體系，促進工程教育與企業界的聯系，增強工程教育人才培養對產業發展的適應性；有利于促進中國工程教育的國際互認，提升國際競爭力。工程教育專業認證是保障工程教育專業質量的重要手段。

新工科（Emerging Engineering Education，3E）是相對于傳統工科而言的，是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、創新創業能力新要求而提出的我國工程教育改革方向，是在新科技、新產業、新經濟背景下工程教育改革的重大戰略選擇。新工科中“新”體現在新理念（工程教育的理念和思路新）、新結構（學科專業結構與組織模式新）、新模式（人才培養模式、大學體制機制和組織模式新）、新質量（人才培養質量標準、教師評價標準新）、新體系（人才分類培養的體系結構、專業評估體系新）。其內涵應在于提高學生適應變化能力與工程創新能力，提高工程技術人才培養質量，提高國際競爭力[5]。新工科的特征體現在引領性、交融性、創新性、跨界性和發展性。新工科建設的復旦共識、天津大學行動和北京指南，為新工科建設指明了路線圖。

從上可以看出，工程教育專業認證和新工科建設的目標是一致的，都是致力于高等工程教育的改革，致力于工程人才能力和質量的提高。工程教育專業認證可以看作是新工科建設的一種重要手段。

3 軟件工程學科（專業）在新工科建設中的重要地位

（The importance of software engineering in emerging engineering education construction ）

從新工科建設的背景看，信息技術是新工科建設的切入點，而軟件技術是信息技術的關鍵和核心。與老工科相比，新工科更強調學科的實用性、交叉性、綜合性和創新性，尤其注重新信息技術與傳統工業技術的緊密融合。信息技術各學科交叉融合、傳統工科的信息化和智能化，是新工科產生的重要途徑，都離不開軟件技術。軟件工程專業與其他工科專業的融合，是培養具有跨界整合能力的復合型軟件工程人才的重要抓手。因此，改革和創新軟件工程學科人才培養和特色專業建設，對新工科、新產業、新經濟的形成和發展，具有舉足輕重的作用，是新工科建設的基礎工程。

4 新工科建設+工程教育認證背景下對軟件工程人才的能力和素質需求（Qualification and capability requirements of software engineering personnel in the circumstance of emerging engineering education construction and engineering education accreditation）

美國工程院、世界經濟組織、美國工程技術評審委員會工程類專業認證標準、國內新工科建設目標等都描述了未來工程技術人才的能力和素質要求，新工科天津大學會議也提出了面向2030的工程師核心素質標準[6]。在中國工程教育專業認證協會的工程教育認證通用標準對工程本科畢業生提出的12項畢業要求中，9處提到了解決復雜工程問題的能力需求。這些標準和要求都共同關注到了新工科人才的工程實踐能力、學科交叉能力、創新創業能力、自主學習和終身學習能力和人文素養、社會擔當和責任意識。軟件工程作為典型的工程學科，其人才當然也應該具有上述總體要求。同時，軟件工程學科也有其特殊性，特別是移動互聯技術的深入發展和廣泛應用，對應用型軟件工程人才在軟件分析與設計能力、軟件實現能力、軟件測試能力、軟件項目管理能力、應用軟件工程知識和技術解決復雜工程問題的綜合能力等方面提出了更高的要求。根據軟件工程專業的工程屬性和特點，我們認為軟件工程人才的核心能力需求應包括：廣博的軟件工程專業知識和理解能力、運用軟件工程知識和技術解決實際問題的應用能力、團隊合作與交流能力、領導才能與管理能力、自學習與再學習及終身學習能力、創新創業能力、國際競爭能力。從素質角度看，要具備社會素質（家國情懷、社會責任和擔當意識）、職業素質（業務素質、工程師職業道德、溝通與合作素質）、精英素質（領導力、科學與創造性思維、溝通協調能力）、文化素質（人文藝術素養）和身心與個體素質（健康體魄、獨立思考能力）等?？梢哉f，新工科背景下，對軟件工程人才的核心能力和素質有了更新更高的要求。

5 新型軟件工程特色專業建設和人才培養面臨的主要問題（The existing problems in characteristic specialty construction and personnel training of the software engineering）

對照新工科的特點和對軟件工程人才的核心和基本素質要求，我們發現目前的軟件工程專業建設和人才培養在很多方面還面臨各種各樣的問題，突出表現在以下幾個方面[6-8]。

（1）專業建設理念不夠新，人才培養核心目標不夠明確。新軟件工程專業建設和人才培養目標要求發展定位與服務面向與國家、地方經濟發展戰略及產業發展需求相適應。但目前很多學校的軟件工程專業限于理念、師資、實驗等條件限制，不能及時融入經濟產業發展的核心需求與前沿地帶、服務于新興產業發展與傳統產業轉型升級。

（2）學科體制和培養機制創新不夠，不能有效支撐新軟件工程人才培養目標的達成。高?！按髮W—學院—系部”的組織結構中，學院通常只專注于本學科內部的研究，系部之間也通常存在割裂，限制了跨學科的交流和融合?？梢哉f，基于軟件工程學科的知識體系限制了軟件工程人才的培養。要用軟件技術解決復雜工程問題，通常不僅需要較堅實的數理基礎、軟件工程知識和技術，還需要管理學、心理學、工程學、經濟學等學科的知識和技能。因此，軟件工程學科與其他學校的交叉和融合勢在必行。

（3）人才培養體系與軟件產業發展不相適應，人才培養模式老化。由于對軟件產業發展及其變化不夠敏感，對軟件產業發展的新趨勢、新特征與新需求研究不夠，地方高校（特別是新建地方高校）通常沿襲傳統研究型大學的辦學模式，重理論輕實踐，以教師為中心而不是以學生為中心，以傳授知識為主而不是以培養能力為導向，以結果評價為主而不是結果過程相結合。很多學校的軟件工程專業教育沒有堅持以“學生為中心、成果為導向、持續改進”的工程教育認證理念和基于能力的教育（Competency-based Education，CBE）、基于成果的教育（Outcome-based Education，OBE）的新工科教育理念。

（4）產學研協同辦學機制缺失，工程實踐創新能力不強。軟件工程技術能力和解決復雜實際問題的創新能力的養成具有跨界性，需要產教融合、校企合作，協同育人。但目前許多高校的校企合作育人及科教融合深度不足，實踐教學環節的落實還有待加強，還不能適應新工科背景下的人才培養與協同創新需求。同時，由于師資隊伍大多來源于科研型高校，重學歷輕實踐，比較缺乏行業實踐經驗，這也直接影響了新型軟件工程人才的培養目標。

（5）軟件工程人才的分類培養體系結構不清晰。在目前的專業設置中，大多數本科院校和理工類職業技術學院也都開設了軟件工程專業，?？?、本科、研究生都在學軟件工程，但培養目標、培養模式、課程體系等趨同性較強，沒有考慮學校性質和特色（優勢工科高校、綜合性高校、行業性高校和一般地方性高校），沒有參考當地經濟發展現狀和產業特點，沒有根據學生的個性化需求。并且，本碩不分或本碩隔斷現象嚴重，沒有持續性。

6 新型軟件工程特色專業的建設和人才培養途徑

（The paths of characteristic specialty construction and personnel training of the software engineering）

軟件產業是信息產業的核心，也是信息社會的基礎性、戰略性產業，而軟件工程專業是軟件產業的支柱。新軟件工程特色專業的建設不能坐而論道，要與時代、社會和當前經濟發展相結合，要體現到軟件人才培養的實踐之中，要與新工科建設步調相協調。針對上述新型軟件工程特色專業的建設和人才培養中存在的問題、軟件工程專業“實踐性非常強、知識更新速度快、與社會需求接軌緊密”的特點，以及新工科和工程教育認證的要求，我們認為應加強以下幾方面的工作[8-10]。

（1）提煉新理念，問產業需求建特色專業。為適應新經濟的發展，新型軟件工程特色專業的建設和人才培養需要新理念，要從國家高度，要根據地方經濟發展現狀和產業發展最新的人才需求，提煉軟件工程專業的特色和人才培養的核心目標，優化人才培養方案和培養標準，提高軟件人才培養的針對性和整體水平。高校是新工科建設的主體，應按照社會需求和自身特點來定位軟件工程專業特色建設和工程教育模式。地方性高校的軟件工程專業，主要培養為區域經濟發展及產業轉型升級服務的軟件人才。例如，可同金融產業、生物工程產業、工業制造業、機器人產業、大數據產業、物聯網產業、軟件測試產業等融合，來構建軟件工程特色專業或方向，培養面向地方經濟建設的應用型軟件工程人才。

（2）改變教育理念和創新培養模式。理念主要指“理論、觀念”，通常指思想。培養模式是實施專業教育的途徑、方式、方法、規范、過程及關聯關系的綜合。新型軟件工程特色專業的建設和人才培養需要新的教育理念和新的培養模式。從教育理念方面看，要根據學生興趣特點，結合互聯網特點，堅持多樣化和個性化的CDIO（Conceive構思—Design設計—Implement實施—Operate運作）工程教育模式，堅持和落實“以學生中心、以成果為導向、持續改進”的工程教育認證理念，要從以知識與技能傳授為主逐漸轉向以培養學生核心能力為主，從而保障學生能夠滿足企業與未來社會對高素質軟件人才的需求。從培養模式方面看，應當構建以高校、政府、企業、科研機構、行業協會等多主體共同參與的軟件工程人才培養共同體，通過校企聯合制定培養目標和培養方案、共同建設課程體系、共建實驗實訓實習基地、合作培養培訓師資等方式，逐步完善產教融合、科教結合、校企合作的協同育人模式，真正培養有創新實踐能力和產業需求的軟件工程人才。新軟件工程專業建設的目的是為新技術與新產業發展培養各種類型的軟件工程人才，因此應根據學校和學生特點，采用不同的培養模式。例如，可采用面向軟件系統能力的培養模式，培養研究型軟件人才；采用面向行業應用和實踐的培養模式，培養應用型軟件人才；采用互聯網+多學科交叉融合的培養模式，培養復合型軟件人才；采用X+Y國際化聯合培養模式，培養領軍型國際化軟件人才。

（3）構建專業培養新體系。專業和人才培養目標、培養模式確定后，還需要相應的培養體系來保證目標的達成。這些體系包括學校結構體系、課程知識體系、教師教學體系、質量評價體系、教學資源體系、教學管理體系、工程教育認證體系、創新創業實踐體系等，可以說是一個復雜的系統工程和生態環境，任何一個體系或環節都影響到專業培養目標和人才培養質量的達成。這也正是教育部發布“新工科研究與實踐項目指南”的目的，意在引導各級各類教育機構、各類學校共同探討新工科建設所需要的新體系。

這里，我們要重點提及的，是軟件工程專業課程知識體系設置問題，它是軟件工程專業培養目標和軟件工程教育認證目標達成的關鍵因素。應該主要圍繞工程知識基礎、多學科融合思維和創新能力培養構建更系統、綜合的軟件工程課程體系。應該從系統工程問題出發，以跨學科的視角設置課程，以軟件工程技術技能為主線整合工程、經濟、管理等課程的知識和內容，建立綜合的課程教學模塊。要同人工智能、大數據、物聯網、云計算、工業制造等新技術和相關產業相融合，建立特色課程。要將創新創業課程與專業課程體系相結合、創新性思維訓練與創新創業實踐能力培養相結合。因此，建議按課程群來設置軟件工程專業的課程體系，主要包括基礎知識理論課程群（主要包括數理基礎、人文藝術、計算機基礎理論）、計算機基礎課程群（與計算機軟件相關的基礎課程）、軟件工程基礎課程群（主要包括軟件工程技術、方法、項目管理方面的課程）、軟件開發平臺和工具課程群（主要包括程序設計語言、軟件開發平臺、軟件開發和分析及測試工具的課程）、軟件工程實踐課程群（主要包括課程實驗、綜合設計、企業項目實訓、畢業設計）、專業方向應用課程群（專業方向特色課程，如軟件測試、移動應用開發、嵌入式系統開發）、企業管理課程群（主要包括企業管理和相關企業法規課程）。

7 結論（Conclusion）

培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高的軟件工程人才，對于支撐服務以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟蓬勃發展具有十分重要的現實意義，也是新工科建設與工程教育認證的必然要求和最終目標。在上述思想指導下，我系以大數據開發應用、移動應用開發為特色的軟件工程于2017年被學校確定為校級重點建設學科，并被評為學校第一批進行工程教育認證的試點專業。因此，在新工程建設背景下，我們提出的提煉新理念、改變教育理念和創新培養模式、構建專業培養新體系等方面的專業建設途徑，對軟件工程特色專業建設和人才培養具有一定的參考意義。

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作者簡介：

沈海波（1963-），男，博士，教授.研究領域：網絡與信息安全，軟件工程.

周如旗（1971-），男，博士，副教授.研究領域：人工智能，軟件工程.

朱雄泳（1976-），男，博士，講師.研究領域：圖形圖像處理，軟件工程.