软件工程专业融合式教材建设实践

黄 芝

清华大学出版社 计算机与信息分社

软件产业作为现代信息技术的核心，在新质生产力的发展中发挥着关键作用。新兴技术与软件工程的深度融合，尤其是以人工智能大模型为代表的智能化技术，正深刻重塑软件工程的学科体系与实践范式。同时，全球软件产业的持续扩张与我国软件产业的自主可控需求，也为软件工程专业人才提供了广阔的就业市场与发展空间。

然而，软件工程专业还面临着诸多挑战。一方面，信息技术迭代速度日益增快，导致专业知识体系须频繁更新，传统的教学模式与教材内容和形式难以跟上技术发展的步伐；另一方面，产业需求与人才培养之间存在“脱节”现象，企业需要大量具备工程实践能力、跨领域协作能力、技术创新能力的复合型人才，与高校培养的应届生之间存在差距；此外，随着国际竞争的加剧，我国软件产业面临着核心技术“卡脖子”问题，亟须培养具备自主创新能力、技术攻坚能力的拔尖人才。教材作为人才培养的核心载体，同样面临着机遇和挑战，亟须在内容创新、形式多样化和服务延伸等方面实现突破。

在软件工程专业的发展历程中，涌现出一批具有广泛影响力的经典教材，这些教材奠定了专业教学的基础，对人才培养产生了深远的影响。

张海藩教授所著《软件工程导论》^[1]是国内软件工程专业的经典入门教材，系统讲述了软件工程的概念、原理和典型的方法学，构建了完整的基础理论体系，为我国软件工程专业人才培养奠定了基础。然而，随着技术的快速发展，该教材显现出内容更新滞后、对新兴技术涉及较少、案例与产业实际场景有差距、对国产软硬件技术体现不足等问题，难以满足当前人才培养的新要求。

国外经典教材《人月神话》^[2]探讨了大型软件项目开发过程中的管理问题、效率问题与质量问题，该教材蕴含的工程思想与管理理念具有很强的普适性与前瞻性，至今仍对软件工程实践具有重要的指导意义。但书中案例背景为国外企业实践，与国内的产业环境、政策要求存在差异，出现“水土不服”的问题。

除上述两本经典教材外，国内外诸多软件工程专业教材在各自领域都具有重要的影响力，但普遍存在类似问题。

通过分析软件工程专业现有教材，我们发现教材建设面临的困境与挑战主要体现在以下几个方面。

（1）内容更新滞后。软件开发技术发展很快，新的开发框架、工具、方法层出不穷，人工智能大模型在软件需求分析、代码生成、测试优化等方面的应用已逐渐成为产业主流。但传统教材的编写与出版周期通常需要1~2年甚至更久，导致教材内容往往落后于技术发展。

（2）产学衔接不足。当前多数教材以理论知识传递为主，实践教学内容薄弱、案例简化，与企业真实的项目场景、开发流程、质量要求、系统复杂性不匹配，学生难以掌握企业所需的工程实践能力。教材对企业岗位能力要求、职业发展路径等内容体现不足，无法有效引导学生明确学习目标与职业规划。

（3）缺乏对国产软硬件的关注。随着我国软件产业自主可控战略的推进，国产操作系统、数据库、中间件等软硬件产品的应用日益广泛。目前多数教材仍以国外软硬件技术为核心案例，难以满足国家对关键领域自主可控人才培养的需求。同时，教材中缺乏对国家软件产业政策、自主创新精神等思政内容的融入，难以实现立德树人根本任务。

（4）传统教材形式难以适应多样化教学需求。传统教材缺乏数字教学资源、教学服务平台、实训平台等的支撑，难以满足多样化的教学需求。教材内容同质化严重，难以满足不同层次高校人才培养目标。

（5）前沿科研成果难以转化为教学内容。当前多数教材缺乏对前沿科研成果的引入，导致学生难以了解学科发展的前沿动态，科研思维与创新能力培养不足。同时，教材内容与研究生教学内容衔接不畅，难以实现本研贯通的人才培养模式。

针对当前软件工程专业教材建设面临的困境，结合产业发展需求与学科发展趋势，提出产学融合、智能融合、教研融合、纸数融合的“四位一体”融合式教材建设路径，通过多维度的融合创新，提升教材质量，助力人才培养。

产学融合是解决教材与产业脱节问题的核心路径，其目标是将企业的实践需求、岗位要求、技术标准、项目案例融入教材内容，同时结合国产软硬件发展需求与思政教育要求，提升教材的实践价值与育人功能，包括以下3个方面。

1）深入对接企业需求，构建基于产业岗位能力的教材内容体系。

组建教材编写委员会，成员可包含课程团队骨干教师、企业技术负责人、行业协会专家等。调研企业软件工程核心岗位的能力要求与技术标准，与高校的软件工程人才培养体系进行精准匹配，重新梳理课程的知识理论体系、设计实践项目案例，将企业真实项目案例、工程化开发流程、安全生产保证措施等内容融入教材章节，摒弃脱离实践的理论表述，构建从岗位能力到知识模块再到实践项目的内容框架，让教材内容与产业实际需求同频共振。

2）强化国产软硬件技术的融入，助力自主可控人才培养。

针对国产操作系统、数据库、中间件等核心技术的应用痛点，在教材中增设专门模块，系统讲解国产软硬件的技术架构、开发接口与适配方案。结合国产芯片开发、信创项目迁移等典型场景设计实践任务，引导学生在实操中熟悉国产技术体系，为国家软件产业自主可控战略储备专业人才。

3）将思政元素融入课程，以实现“立德树人”的育人目标。

充分挖掘与软件工程相关的思政教育素材，将“科技报国”“工匠精神”“合规意识”“工程伦理”等理念“润物细无声”地融入教材内容，做到不生硬、不违和。

基于大模型的智能化软件开发已成为行业前沿，极大提升了软件开发的效率和质量。软件工程专业教材如果不涉及智能相关内容，将不适应教学现状。智能融合是应对技术迭代挑战的关键路径，其核心目标是将人工智能等新兴技术与软件工程专业知识深度融合，介绍新兴技术对软件工程的影响，培养学生的智能时代软件工程能力。可从以下3个方面进行融合。

1）融入人工智能大模型相关内容，介绍其在软件工程中的应用。

结合当前主流人工智能大模型的技术原理，在教材中补充大模型在需求分析、代码生成、漏洞检测、文档撰写等软件工程关键环节的应用。通过简单实操案例，讲解大模型辅助软件开发的技巧，让学生了解大模型如何提升开发效率、优化开发流程，树立智能协同开发的理念，适配智能时代软件工程的岗位需求。

2）软件工程教学升级：AI 时代人才培养目标重构。

AI辅助开发继续高歌猛进，传统码农所从事的编程工作中简单重复部分将逐渐被AI取代。而在这不可阻挡的时代技术洪流中，更应迅速转变教学观念，把理解“系统复杂性”而不是“编程能力”作为软件开发类课程的基本要求，培养目标不再是“码农”。在教材中要时刻强调这种思考方式和信念，学生才能在“天天在突破”“日日在刷新”的当下保持一份平和，减少焦虑。在此基础上，帮助学生探索AI辅助开发的有效实践模式和人机协作智能化开发的模式。

3）培养学生的技术适应性和终身学习能力。

人工智能尤其是大模型技术的快速发展，正在迅速赋能各学科的教学，通过便捷的信息检索、数据整理、逻辑推理和归纳分析等方式，有效提升学生的学习效率。软件工程人才更应具备较强的技术适应性与终身学习能力，因此教材要结合智能技术快速迭代的特点，引导学生掌握使用大模型辅助自主学习的方法，鼓励学生使用大模型等工具主动探索新技术应用，培养学生面对技术变革的适应能力和持续学习意识，毕业后能从容面对瞬息万变的技能要求，适应技术更新的速度，不被时代抛弃。

教研融合是提升教材学术性与创新性的重要路径，其核心目标是将高校的前沿科研成果转化为教学内容，衔接本科生与研究生教学，培养学生的科研思维与创新能力，助力拔尖人才培养。可从以下3个方面进行融合。

1）融入前沿科研成果，拓宽学生的学术视野。

可将作者所在团队、高校实验室、业内龙头企业的最新科研突破融入教材内容，替换陈旧的理论表述与案例素材。结合大模型、智能体等人工智能领域前沿技术发展，补充对研究背景、技术路径与应用价值的解读，让学生在课堂学习中了解学科发展近况，打破“教材知识滞后于学术前沿”的壁垒，有效拓展学术认知边界。

2）构建本研贯通的教材内容体系，衔接本科生与研究生教学。

按照“基础夯实—能力进阶—科研入门”的分层式教学设计，同步教材内容模块安排，本科阶段侧重核心概念、经典理论与基础实验的讲解，研究生阶段则延伸至学术前沿课题与科研方法论的探讨。通过贯通的知识框架、递进的实践环节、可持续的教学理念，搭建本科与研究生教学的桥梁，实现知识学习和能力进阶的无缝衔接。

3）设计探究性问题与科研训练项目，培养学生的创新能力。

教材应结合科研实践，设计大量的探究性问题与科研训练项目，引导学生主动思考、提出问题、查阅文献、分析问题并提出解决方案，逐步养成批判性思维与创新实践能力。

纸数融合是适应新型教学模式的重要路径，其核心目标是突破传统纸质教材的局限，构建“纸质教材+数字资源+实训平台+智能体”的多元化教学资源体系，满足多样化的教学与学习需求。可从以下3方面进行融合。

1）优化纸质教材内容，突出核心知识与引导性作用。

纸数融合模式下，纸质教材须褪去冗余信息，聚焦学科核心概念、关键原理与经典案例，成为知识体系的“锚点”；同时增设引导性设计，在重难点处标注视频演示、案例讲解、文献引申、习题演练等数字资源入口，在实践环节给出实训平台操作路径或者开源网站，引导学生从纸质阅读延伸至数字化探究，实现纸质教材凝练课程核心知识体系，“给出骨架”，数字平台提供详细讲解和实操演练，“长出血肉”，二者互补渐进。学生复习时，教材就是提纲挈领式的精华笔记，重点突出，内容简洁。

2）建设丰富的数字教学资源和实训平台，支撑多样化教学。

围绕纸质教材知识点，配套建设微课视频、案例素材库、教学课件、教学大纲、在线习题集等多元数字资源。针对学科特点，补充开源代码库、技术前沿解读、行业案例剖析等内容，适配翻转课堂、混合式教学等新型模式。数字资源可实时更新迭代，解决纸质教材更新滞后的痛点，为师生提供灵活、动态的教学支撑。搭建在线实训平台，复刻真实的软件开发、系统运维等场景，学生可在线完成代码编写、模型调试、项目部署等实操训练，老师在线指导和答疑，无须受限于具体课程时间，在反复实操中提高技术应用能力，提升解决复杂工程问题的水平。

3）开发教材智能体，实现个性化教学。

基于人工智能与大数据技术开发教材智能体，为学生提供个性化学习服务。智能体可根据学习者的知识掌握情况推送适配的学习资源，解答编程调试、理论辨析等学科疑问，还能模拟导师角色设计阶梯式学习路径。智能体可以采集学习行为数据，为教师调整教学策略提供数据支撑，从而实现“因材施教”的个性化教学目标。

基于上述软件工程融合式教材建设思路，教育部高等学校软件工程专业教学指导委员会组织国内高校软件工程专业的一线教师、较权威的学者、华为等头部企业的技术专家等，成立教材编委会，在充分调研国内外软件工程专业现状、困境、挑战和发展趋势后，启动系列软件工程专业教材的建设工作，将产学融合、智能融合、教研融合、纸数融合“四位一体”建设思想贯穿于教材策划、编写、出版和数字资源建设过程中，最终形成了较为有代表性的教材建设成果。

华为公司在本系列教材编写初期，就安排其技术专家深度参与，无偿将华为内部对于不同岗位（如软件开发工程师、测试工程师、项目管理者等）的能力要求和所需的核心技能、技术标准、实践规范共享给作者团队，全程协助作者设计教材。例如，复旦大学彭鑫等在编写《现代软件工程基础》时，与华为公司的软件人员能力提升变革项目团队一起合作，将华为多年来在ICT领域积累的软件开发方法、工具与相关实践融入软件工程课程，并按照软件工程师的学习和成长过程对相关内容重新进行了编排，首先围绕高质量编码所需的知识和能力进行介绍，然后逐渐过渡到更加抽象的软件设计和需求分析等内容^[3]。

作者在设计教材思政内容时，全方位地考虑如何将国家软件产业政策、自主创新精神、工匠精神、团队协作精神等思政元素融入教材内容。北京航空航天大学吕云翔等编写的教材《软件工程基础》，配套思政案例教学课件，在教学中引入了百度PaddlePaddle、抖音、北斗卫星导航系统、鸿蒙操作系统等国产软件作为案例^[4]，介绍国产软件企业“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的奋斗历程，激发学生的爱国情怀与责任担当；在项目实践章节中，强调团队协作的重要性，培养学生的团队意识与沟通能力；在技术伦理章节中，引导学生树立正确的技术观，强调数据安全、知识产权保护等法律法规，引导学生树立正确的科技伦理观和行业使命感等。

2022年年底大模型技术横空出世，对软件工程专业带来了不可逆转的影响。在这个关键时间点之后出版的教材都增加了对大模型技术的基础介绍。同济大学朱少民等基于多年的教学与实践积累，融合了软件工程演化历程及对智能化趋势的思考，编写了《智能软件工程》教材，以软件开发生命周期为主线，将人工智能技术与软件工程的各个环节深度融合着重阐述了人工智能技术在需求分析、系统设计、编码实现、测试与质量保障、运维与优化等软件工程关键环节中的应用^[5]。例如，在需求分析章节中，介绍如何利用大模型辅助需求调研、提炼需求要点、生成规范的需求文档；在编码章节中，讲解如何利用代码生成工具提高编码效率，同时培养学生对生成代码的审核与优化能力；在测试章节中，介绍大模型在自动化测试脚本生成、测试缺陷预测等方面的应用。在教材附录中提供主流技术社区、学习资源平台的介绍，帮助学生构建自主学习体系，使学生具有较强的技术适应性与终身学习能力，能更好地适应新兴技术的快速迭代。

教材编写团队成员往往承担着学术研究的任务，因此，在教材内容设计时引入科研成果与学科前沿动态是顺理成章的。例如，将智能软件工程、软件可信性验证、需求工程新方法、软件定义网络等前沿理论与研究成果引入教材，通过案例分析、专题讨论等形式，引导学生了解学科发展的前沿动态，培养学生科研兴趣。在教材中设置拓展思考模块，提出具有挑战性的科研问题，如“如何利用大模型提升需求分析的准确性”“如何设计高可信的分布式软件系统”等，引导学生结合所学知识开展探究性学习；同时，设计科研训练项目，让学生参与小型科研课题的研究，培养科研实践能力。

教材应根据不同层次的人才培养目标，设计分层递进的内容体系。本科生阶段的教材重点介绍基础理论与核心方法，融入科研思维的启蒙内容；研究生阶段的教材则重点深入探讨前沿科研问题，引导学生开展探究性学习与科研实践。北京大学金芝等所著的《软件需求工程方法与实践》教材充分考虑了不同层次学生的学习要求，对章节内容进行规划^[6]。本科生可以使用本书的第1~6章和第11~12章，重点学习软件需求过程、面向目标的方法、面向主体的方法、问题驱动的方法、面向情景的方法等内容。这些内容旨在帮助学生掌握主流的需求分析方法。研究生可酌情选学本书的全部或部分章节。第7~9章的学习可以采用形式化的需求建模与环境建模专题研讨课等形式开展。此外，本书的第11~12章内容可作为课程的介绍性内容或作为课外阅读，旨在拓宽学生的知识面。

软件工程专业课程为了体现实际工程复杂性，列举的案例既要有普适性又要足够复杂，文档量、代码量都巨大，如果单纯只体现在纸质教材上，势必造成教材篇幅过大、书定价高，使读者望而生畏。因此，纸质书内容应聚焦于核心理论、方法与思想的传递，内容简洁精炼，重点突出，同时在教材中设置二维码等入口，引导学生访问电子课件、教学视频、案例库、代码库、习题集等数字资源，便于学生自主学习。例如，在《软件工程基础》教材的案例部分，只给出案例背景与核心问题，详细的案例数据、代码实现、视频讲解等内容则通过数字资源呈现。在《智能软件工程》教材的大模型需求文档撰写章节，将篇幅较长的文档都以二维码的形式在线呈现，节约图书篇幅，同时也方便后续根据技术发展对文档进行更新替换。

部分教材配套实训平台，模拟企业真实的开发环境，学生可以在平台上完成教材中的实践项目，提升工程实践能力。同时，教师可以实时查看学生的学习进度与实践情况，及时给予指导。南京大学陈振宇等所著的《软件测试基础》教材实现了智能化测试与工具链同步，将最新研究成果转化为本科生可吸收的知识模块，配套自研的慕测平台和真实案例，兼顾了前沿性与工程可操作性^[7]。

生成式人工智能技术的成熟进一步推动教材从富媒体化向智能化跃迁，从目前的“一书一码”新形态教材向“一书一AI”智能教材转变，满足生成式人工智能时代的教学需求。2025年出版的《智能软件工程》和《软件需求》^[8]等教材都配套了对应的AI助教，可实现智能出题、生成知识图谱、智能问答、编程智能辅助、智能生成章节摘要、智能生成章节博客（音频讲解）等功能。

从实践效果来看，融合式教材能够有效衔接国家战略发展、产业人才需求和高校人才培养，融入新兴技术与科研成果，创新教材的载体形式，提升教材的实用性、前沿性、学术性与适应性，为软件工程专业人才培养提供了有力支撑。

融合式教材的建设不是一蹴而就的，需要教材编写团队、出版社和授课教师的多方协同合作，从教学效果、产业认可度、学生反馈等多个维度进行评价，做到教材内容、教材形式、数字资源的动态更新，表现形式更智能化，教师教学更个性化等。未来，随着技术的不断发展与产业需求的不断变化，融合式教材建设还需要进一步深化，这就要求作者和编辑勤于学习、善于思考、积极创新，总结教学成果、科研成果、技术发展，赋能融合式教材建设。

总之，融合式教材建设是新时代软件工程专业人才培养的必然要求，“四位一体”建设路径与实践案例为软件工程专业教材建设提供了新的思路与方法。相信通过持续的探索与创新，我国软件工程专业教材建设将不断提升质量，为培养更多高素质软件工程人才奠定坚实的基础，为我国软件产业的自主可控与高质量发展提供有力的人才支撑。

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引用格式：黄芝.软件工程专业融合式教材建设实践[J].计算机教育,2026(3):31-36.