摘要：结合“101计划”软件工程课程建设，分析国内外软件工程课程教材，提出“101计划”软件工程课程教材建设的指导思想，依托“101计划”软件工程课程所构建的知识体系，介绍软件工程“101计划”核心教材《软件工程：理论与实践》《软件工程》及《软件工程——经典、现代和前沿》的内容及特色，旨在为软件工程教材建设提供参考。

关键词：101计划；软件工程；课程教材

0 引言

2021 年底，教育部启动实施了计算机领域本科教育教学改革试点工作计划（简称“101 计划”），以推动在计算机领域建设一批一流核心课程，开发一批一流核心教材，建设一支高水平核心师资团队，建设一批核心实践项目，探索计算机领域高质量人才培养新模式，引领带动高校人才培养质量的整体提升。作为“101 计划”遴选的 12 门核心课程之一，软件工程课程具有不同于其他课程的特点，它既是课程的名称，也是专业和学科的名称，所以软件工程课程被赋予更广的知识和更多的内涵，同时软件工程课程呈现“工程”的特质并被赋予更高的实践要求[1]。体现理论与实践相结合的一流软件工程课程教材建设在“101 计划”软件工程课程建设中尤为重要。

当前我们正处于软件定义一切的特殊时代。软件渗透到各个行业和领域，成为国家和社会的关键基础设施，其地位和作用变得越来越重要。软件呈现出人机物三元融合新形态，规模越来越大、复杂性越来越高，如何支持此类软件系统的开发与运维成为软件工程学科和软件产业面临的重大挑战。基于上述背景，越来越多行业和领域的工程技术人员（如汽车、微电子、机械等）要具备软件工程知识，计算机领域的软件开发人员要依托软件工程知识来推动复杂软件系统的研制，软件工程课程的建设及教学变得日趋重要。

教材建设是课程建设的基础和前提，它直接决定了课程教学的成效和人才培养的质量。当前软件工程课程教材的建设面临多方面的挑战。

1）如何适应软件工程学科的发展和软件产业界的进步？

一方面，经过 50 多年的发展，软件工程形成了系统且庞大的知识体系；另一方面，近 20 年来软件工程发展迅速，各种新技术和新方法在软件产业界不断开展实践并得到检验，如敏捷方法、DevOps 技术、群体化开发方法、基于大模型的智能化软件开发等，因此，软件工程教材编著要在已有的软件工程知识体系与新兴的软件开发技术二者之间进行权衡与折中。

2）如何反映“工程”的特点和“实践”要求？

软件工程运用“工程化”的方法和手段来推动复杂软件系统的开发与运维，如过程、技术、工具等，软件工程课程教学不仅要教会学生有哪些软件工程方法和技术，更要通过实践帮助学生掌握如何运用软件工程方法和技术来解决软件开发问题，因此，软件工程教材编著要在知识传授与工程运用二者之间进行权衡与折中。

为此，“101 计划”软件工程课程教材建设组对现有软件工程教材进行了系统调研与分析，在贯彻“101 计划”课程建设指导思想的基础上，确定了“101 计划”软件工程课程教材建设的指导思想，并完成了 3 本“101 计划”软件工程课程核心教材的编著。

1 现有教材的调研分析

1.1 教材名称及使用

现有软件工程方面的教材大部分用“软件工程”来命名，还有教材以“软件工程导论”“软件工程：理论与实践”“软件工程基础”“现代软件工程”“实用软件工程”等来命名。经过几十年的建设与使用，一些教材已经成为软件工程课程教学的经典教材，如由 Roger S. Pressman 等编写的《软件工程：实践者的研究方法》[2]、由伊恩·萨默维尔等编写的《软件工程》[3]、由国防科技大学齐治昌等编写的《软件工程》[4]。

1.2 教材知识体系

在内容方面，现有教材的知识体系基本涵盖了软件生命周期中的各项软件开发活动及其开发方法和技术，包括需求分析、软件设计、编码实现、软件测试、软件维护、项目管理等。参照软件工程的最新发展以及产业界的主流实践，现有教材的知识体系仍有些落后，缺乏对一些业界应用广泛的技术的介绍，如 DevOps、开源软件技术、群智软件工程以及最近两年关注度非常高的基于大模型的智能化软件开发技术等。

1.3 教材实践支持

在实践方面，现有教材基本上每章都设计了课后的习题和练习，提供了多样化的思考题、讨论题和分析题，以帮助读者开展针对知识的实训。但是如何基于软件工程知识来开展软件开发实践，现有的教材缺乏相关的支持。例如，缺乏完整的实践任务设计以指导学生开展软件开发的综合实践，每章缺乏必要的综合实践活动来帮助学生运用知识解决问题。

1.4 教材特色和亮点

现有的软件工程课程教材各有特色。相比较而言，国外教材的作者通常具有较好的业界背景和工程开发经验，因而在知识体系的多样性、对知识点的理解与阐述、软件开发案例的分析等方面特色鲜明，但也存在表述啰嗦且令人费解、缺乏完整案例等问题。国内教材的表述更为简练，通常配有完整的开发案例贯穿全书，但是许多教材的内容较为雷同。

2 “101 计划”软件工程教材建设的指导思想

2.1 基于课程的知识体系

“101 计划”软件工程课程制订了具有基础性、先进性、灵活性、实践性、规范性等特点的课程知识体系，并针对每个知识点撰写了个性化、多样化的教案。“101 计划”软件工程课程教材的编写要以课程知识体系为基础，确保教材内容的基础性和先进性。

2.2 反映业界的主流实践

教材要结合软件工程学科的发展以及软件产业界的实践与趋势来设计教材内容、组织教材结构。尤其是，为了应对软件开发理念、软件工程技术工具等的快速发展，教材应尽可能地融入新思想、新方法、新工具和新实践，如工程范式与群智范式的融合，群体化的软件开发方法，基于 ChatGPT、Copilot 等 CASE 工具的智能化软件开发。

2.3 基于案例分析和实践经验

软件工程的诸多过程、方法和技术来源于实践经验的总结，其知识点具有抽象、难懂等特点。为此，教材内容的撰写要结合作者的实践与认知，通过诸如案例分析等手段，用简洁且通俗易懂的语言来讲清楚每个知识点的内涵及其来龙去脉，以帮助读者更为深入地掌握知识点并运用它们来解决软件开发的实际问题。

2.4 质量保证与持续改进

每本教材要形成自己的特色和亮点，不同教材之间要有区分度，从而体现对软件工程课程的不同理解、认识和关注点。此外，要成立教材编著专家组，并为每本教材指定一名主审专家，通过专家的意见反馈来持续性地改进教材的编写，以确保教材的质量。

3 “101 计划”软件工程教材建设成果

基于上述指导思想，“101 计划”软件工程课程组织了若干个教材编写小组，共同编写了 3 本软件工程的主教材（见表 1）。

3.1 《软件工程：理论与实践》

《软件工程：理论与实践》[5]从多维度系统梳理软件工程的脉络，有助于深入认识软件工程学科、专业和课程；引入以开源软件等为代表的主流技术，有助于掌握前沿的技术和业界的实用工具；结合软件开发工程范式和开源范式，有助于促进复杂软件系统的开发与运维。整体上看，本教材具有以下特点。

（1）内容先进。教材涵盖了“101 计划”软件工程课程知识体系，引入以开源软件技术、群体化开发方法、分布式协同开发等为代表的一组业界关键技术。

（2）诠释深入。教材结合作者自身开发经验和认识来深入解释知识，引入一系列身边的软件案例，设计了一组思政素材，构造了多个完整教学案例来通俗易懂地诠释知识。

（3）组织科学。教材从代码质量及其保证入手引出软件及软件工程，由此展开介绍软件工程的理论与技术，有助于学生基于具体程序来理解软件工程，并可与前导计算机程序设计课程中的相关内容相互衔接。

（4）强化实践。教材设计了 2 项综合实践任务（①阅读、分析和维护开源软件；②开发有创意、上规模、高质量的软件）来强化知识的运用，并结合各个章节的内容对综合实践进行分解，使得软件开发实践贯穿全教材。

（5）资源丰富。教材提供了配套的教学生态来支持教与学，不仅包含多样化的传统教学资源，如课件 PPT、教学视频、教学案例、实践设计及模版、试题试卷等，而且还提供了教材学习社区，汇聚了大量学习者所产生的学习群智知识，包括问题、解答、评论、技术博客等。

3.2 《软件工程》

《软件工程》[6]全面介绍软件工程领域的相关理论、方法、技术及应用案例，旨在帮助读者建立对软件工程基本概念和原理的深刻理解。本书以系统性的方式涵盖了软件工程的各个方面，从软件的定义、构成和特点开始，深入浅出地阐述软件生存周期全过程涉及的软件开发方法、软件开发各阶段、软件项目管理等软件工程关键主题。整体上看，本教材具有以下特点。

（1）全面深入的知识体系。本书系统地介绍了软件工程的方方面面，涵盖了从概念到实践的所有重要内容，使读者能够建立起扎实的软件工程知识体系。

（2）丰富多样的基础实践。每章都配有实用案例和基础实践，通过具体的案例分析和实践任务，帮助读者将理论知识转化为实际动手能力。

（3）经典与前沿兼具的引申阅读。每章都提供了经典与前沿引申阅读，通过经典文献的引申阅读，能够使读者不囿于篇幅，详细了解方法、技术的起源与发展；通过新进文献的引申阅读，能够帮助读者了解学界、业界的最新进展。

（4）国内外主流工具的对比分析。每章详细介绍了软件工程中各开发阶段常用的工具并进行了对比分析，使读者能够在实际项目中结合工具来更高效地运用所学到的知识。

（5）面向未来的新方法技术探讨。探讨了软件工程领域的前沿技术，包括低代码编程、智能化测试技术等，希望读者通过学习本书能够更好地适应未来软件工程发展的趋势。还提供了大量引申阅读，以便读者在有余力的条件下深入地挖掘各个主题。

3.3 《软件工程——经典、现代和前沿》

《软件工程——经典、现代和前沿》[7]编著的目的是为了实现软件工程拔尖创新人才培养的目标，同时实现全面提升我国软件工程人才培养质量的目标。整体上看，本教材具有以下特点。

（1）内容新颖创新。本书结合北京大学和浙江大学在软件工程前沿研究的领先优势和研究成果，首次在国内外软件工程教材中系统地介绍了人工智能（AI）、区块链（Blockchain）、云计算（Cloud Computing）、大数据（Big Data）、物联网（IoT）等新型技术驱动的前沿软件工程理论和方法，希望拓展读者的软件工程视野。

（2）写作浅显易懂。本书以浅显易懂的方式讲授业界广泛使用的软件工程方法和技术，如敏捷开发方法、群体化开发方法——开源和众包、DevOps 方法等，让读者理解并掌握现代业界使用的软件工程方法和技术，与业界接轨。

（3）知识点全面覆盖。本书系统地介绍了软件工程经典、现代和前沿的理论、方法和技术，以“101 计划”软件工程课程的建设目标为导向，全面覆盖了“101 计划”中的软件工程课程知识体系，同时增加了前沿软件工程的理论、方法和技术。

（4）案例深入浅出。本书通过大量案例深入浅出地讲授软件工程理论、方法和技术，不仅帮助读者掌握软件工程理论、方法和技术，而且还能培养读者对现实世界复杂问题进行系统分析与设计的能力，以及培养读者选用相应的开发平台和框架进行软件系统的开发、维护和管理的能力。本书通过案例分析、实践设计以及前沿软件工程的讲授，将极大地提升读者的软件开发综合实践能力和创新能力，培养国家急需的软件工程高级人才。

（5）教材配套资源全面。本书配套的课程网站提供了全套完整的课件、习题参考答案、课程实践设计、课程实践指导、优秀案例等，这些配套资源能极大地帮助学习者进行软件工程课程的学习。

4 结语

教材建设是支撑一流课程建设的必要前提，也是辅助课程教学的关键支撑。教育部“101 计划”软件工程课程建设聚焦一流教材的编写，在系统分析现有教材局限和不足的基础上，提出教材编写的若干基本原则，以此来指导高水平教材的编写，形成了特色鲜明的 3 本软件工程主教材。目前这些教材已经出版，并在几十所高校中开展了试用，取得了非常好的教学效果，得到了教师和学生的好评。后续课程组将继续加强教材配套教学资源的建设，加强基于教材的教学改革及经验分享，帮助更多的高校利用“101 计划”教材来推动课程建设，提升教学成效。

参考文献：

[1] 毛新军, 孙艳春, 褚华, 等.“101计划”软件工程课程建设思想及成果[J]. 计算机教育, 2023(11): 29-33.

[2] Roger S P. 软件工程: 实践者的研究方法[M]. 9版. 北京: 机械工业出版社, 2021.

[3] 伊恩·萨默维尔. 软件工程[M]. 10版. 北京: 机械工业出版社, 2018.

[4] 齐治昌, 谭庆平, 宁洪. 软件工程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2019.

[5] 毛新军, 董威. 软件工程: 理论与实践[M]. 北京: 高等教育出版社, 2024.

[6] 彭蓉等. 软件工程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2024.

[7] 孙艳春, 黄罡, 邓水光. 软件工程: 经典、现代和前沿[M]. 北京: 北京大学出版社, 2024.

第一作者简介：毛新军，男，教授，研究方向为智能化软件开发、群智软件工程、多主体系统等，xjmao@nudt.edu.cn。

引用格式：毛新军, 孙艳春, 彭蓉, 等. 依托“101计划”的一流软件工程课程教材建设[J]. 计算机教育, 2025(2): 27-30.