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软件工程经济学的实验教学改革与实践

范文

黄杰唐剑锋严海洲

摘 ?要：软件工程经济学是中国软件工程知识体系（C-SWEBOK）核心知识域之一，是一门新兴的多学科交叉课程。根据软件工程专业新工科教改培养复合型人才的需求以及课程教学面临的挑战，作者构建了课程实验教学项目框架，实践证明，课内实验教学有助于学生快速获得学习并掌握相关知识的获得感。

关键词：软件工程经济学;实验项目框架;实验案例

中图分类号：G642 ? ? ? 文献标志码：A ? ? ? ? 文章编号：2096-000X（2020）21-0135-03

Abstract： Software engineering economics is one of the core knowledge domains of C-SWEBOK， which is a new interdisciplinary course. According to the needs of training compound talents in the emerging engineering teaching reform of software engineering discipline， in response to the challenges faced by the course teaching， the author has constructed the framework of the course experiment teaching project. The practice has proved that the in-class experiment teaching is helpful for the students to quickly acquire the sense of learning and mastering the relevant knowledge.

Keywords： software engineering economics; experimental project framework; experimental case

软件工程诞生于1968年，当初的定义是“为了经济地获得在真实机器上可靠工作的软件而制定和使用的合理工程原则和方法”[1]。半个世纪以来，软件的发展日新月异，产业界和学界对软件工程“经济性”的研究日趋深入[2-4]。在今年秋季发布的中国软件工程知识体系（C-SWEBOK）中，软件工程经济学是该知识体系核心知识领域（KA）之一[5];教育部发布《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（2018）计算机类软件工程专业核心课程中，将工程经济学列为软件工程专业核心课程之一[6];中国工程教育专业认证协会发布《工程教育认证标准》（2017修订稿）中，要求大学工科毕业生必须具备“理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用”之能力[7]。

软件工程经济学是一门基于软件工程本体、結合经济学、管理学等多学科交叉的新兴课程。课程以软件为研究对象，测算软件全生命周期的投入与产出，分析实现软件产品及信息服务预定需求之各种资源的效率，以期合理分配与优化使用各类生产要素，实现提升软件工程经济效益的目标。课程主要内容包括软件的经济特征、软件的经济分析模型、软件成本及估算、软件定价、软件项目经济分析与优化、软件项目风险与不确定性分析等。

本文将从软件工程经济学教学需求及面临的挑战、实验教学目标、实验项目框架设计和实验案例分析四个方面，论述软件工程经济学实验教学改革实践。最后是总结以及持续改进课程实验教学的建议。

一、软件工程经济学教学需求及面临的挑战

在学界培养人才供给端，目前国内高校软件工程专业普遍将软件工程经济学作为知识模块嵌入在软件工程或软件项目管理等课程中授课，同济大学（2013年起）、华南理工大学（2014年起）及四川大学（2016年起）等高校，相继开设软件工程经济学专业课。华南理工大学左保河教授于2017年起在“好大学在线”开设“软件工程经济学”MOOCs课程[8]。

在业界吸纳人才需求端，根据上海交通大学2015年对本地区ICT企业问卷调查的统计数据显示[9]，企业对于毕业生缺乏“设计中考虑经济的原则”和“管理知识的应用”之评价，分别位列企业对人才知识与能力度量（期望值与实际值）差距最大项目的第二位和第三位。

这反映出目前软件工程经济学教学之产出/供给与产业界对软件及信息技术专业人才所应具备软件工程经济学知识及工程应用能力的需求之间存在错位。原因在于，软件工程经济学具有多学科知识交叉融合以及密切结合软件及信息技术产业工程应用实践两个明显特征，而现阶段软件工程经济学教学内容及手段都与这两个特征存在差距，由此产生软件工程专业人才培养中的软件工程经济学知识之“脱节”。

二、实验教学目标

对于软件工程专业本科生来讲，区别于编程、测试等软件工程方法与手段的直观性和可接触性，经济学理论很难被他们直观地触摸、理解与接受，因为学生们往往误认为这些建立在假设基础之上经济学理论远离现实或者不能直接用于软件工程实践。为弥补传统课程教学中只注重定性讲授知识原理方法的弱点，以及在校大学生较少接触实际软件工程项目的现状，在课程教学中引进实验教学方法及手段就成为有效实施课程教学的必然选择。

作者将实验教学目标定位为，将抽象的经济学理论知识转化成为软件工程的应用问题，设计课程实验教学框架，运用多种软件工具（包括商业软件、师生自主开发的教学软件）实现经济学理论及方法的可视化验证学习。同时教师研究、设计及开发与软件工程经济学知识领域的理论教学相适应的、符合实验教学要求的课内实验项目（已开发5个实验教学项目）。通过现场实验的“做中学”手段，增强学生运用软件工程经济学知识的实践能力，改革之前的单一理论教学方法与手段，对接并实现了本课程理论与实验相结合的教学方法。

三、实验项目框架设计

作者设计软件工程经济学课程实验项目框架，在框架指引下开发了5个实验项目，即软件项目工程量估算、资金时间价值与等值、产品效益、项目财务评价、项目风险识别与分析等软件工程经济学的验证型、设计型及综合型应用实验。基于系列实验训练，受教育者将学会应用定量分析工具，处理软件工程项目中常见的经济分析问题，设计使用合理的量化手段解决软件工程经济问题[10-11]。现有课程实验项目框架组成如表1所示。

四、实验案例分析

（一）案例背景

软件工程经济学“需求与供给”知识点课内实验项目。它展示了在整个实验过程中，教师指导学生通过亲身参与、测量、理解及认知软件产品需求曲线的过程。

（二）实验条件

教师拥有一种软件产品，并且试图将其兜售给参与实验的同学。为简化实验过程，在实验中教师将该课程的参考书《工程经济学》[12]，作为代替某种软件产品的交易产品，实验参与者是本校软件工程专业大学三年级某班级42名本科生。

（三）实验目标

寻求如何使得参与实验学生的利润最大化。假设交易产品（参考书）由教师购买，学生们不必为此产品承担成本，即学生的收入等于其利润。这样，实验者的利润将等于交易价格乘以可能出售的产品（参考书）数量。

（四）实验设计

1. 实验者面临的问题是：他不知道在哪种价格下，能出售多少数量。假设他将价格定得过高，销售量就可能太少，从而失去盈利机会;假如他将价格设定得很低，可能就会有很多实验参与者有意购买此书，但是过低的价格又会造成他的利润可能少于必要的水平。实验者寻找的就是在这两种极端之间的一个价格点，在这个点上所成交的销售数量乘以这个交易价格，将会给他带来最大收入，亦即最大利润。

2. 寻找到这个价格点的困难之处在于获得需求者们支付意愿的信息。如果对实验者开展一次调查，即了解他们在不同价格下的购买意愿，则实验参与者表露各自支付意愿的激励很少，被调查者也许会意识到，他们所提供的信息将被卖方用于确定产品售价，于是会将所报价格压到低于意愿支付的价格水平，导致信息失真。

3. 若采用拍卖方式，需求者以出高价才能购买到交易产品，当然并不是不惜一切代价，而是不超过需求者的最大支付意愿，则有可能使得实验者获知需求者的真实购买意愿。

（五）实验过程

1. 采用“第二价格密封拍卖法”（维克里拍卖法）。某竞拍者在报价时并不知道其他竞拍者的报价（密封投标），报价最高者获得购买该产品的权利，但是他实际所支付的价格是仅次于最高报价的报价，即第二价格。这个规则将激励竞拍者们给出每人各自真实的意愿支付的价格。

2. 拍卖竞价及报价。

拍卖竞价结果见表2。在该表中显示了42位竞拍者对被拍卖书籍的意愿支付价格情况，例如报价888元的竞拍者可以用214元（次高价格）购买产品。

3. 出售数量与最大利润。进一步考虑相对于表中不同价格可出售的书本数量。例如1元是最低报价，每一位竞拍者都愿意以此价格购买产品，因此可知在这个价格销售量是42本图书，依此类推可以将各个价格的书籍销售量一一填入表2。纵观表2，可知在这组实验中所能够获取的最大利润是1050元，对应的价格是30元/本。

4. 绘制需求曲线。可以将拍卖过程中得到的“价格-销量”组合数据转换成“价格-销量”组合图中，如图1所示。观察由此实验得到的散点图，至少可以看出需求曲线的走勢是朝着右下方倾斜的，即随着价格走低，竞价者对产品的需求量呈上升趋势。

五、结束语

软件工程经济学课内实验教学促使学生自觉主动地探索实践，认知软件工程及项目的经济特性。课后收集的学生反馈信息表明，软件工程专业本科生对实验项目驱动的课程教学反应良好，实验教学是一种有效提升课程教学质量的方法。

作为一门新兴课程，软件工程经济学知识体系在持续发展演化中，特别是在我国软件与信息产业特定需求下，如何有效度量软件工程项目成本和效益、防范可能风险等方面，还有许多理论及实践问题需要产学研的协作才能解决。

参考文献：

[1]骆斌，丁二玉.南京大学软件工程专业本科教程[M].北京：高等教育出版社，2009：3.

[2]ACM/IEEE. Graduate Software Engineering 2009 （GSwE2009） [EB/OL]. http：//www.gswe2009.org/.

[3]F.L.Bauer. Software Engineering， Report on a conference sponsored by the NATO SECIENCE COMMITTEE [EB/OL]. http：//homepages.cs.ncl.ac.uk/brian.randell/NATO/nato1968.PDF.1968.

[4]Barry W. Boehm.软件工程经济学[M].李师贤，译.北京：机械工业出版社，2004.

[5]教育部高等学校软件工程教学指导委员会C-SWEBOK编写组.中国软件工程知识体系C-SWEBOK[M].北京：高等教育出版社，2019.

[6]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[M].北京：高等教育出版社，2018.

[7]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准[EB/OL].http：//www.ceeaa.org.cn/main！newsList4Top.w？menuID=01010702.

[8]左保河.软件工程经济学[EB/OL].http：//www.cnmooc.org/portal/course/1756/9167.mooc.

[9]余天佐，蒋建伟，任锐，等.基于工程教育认证标准的持续质量改进——以Z大学全国示范性软件工程专业为例[J].清华大学教育研究，2015（6）：104-111.

[10]Peter Buxmann， Heiner Diefenbach， Thomas Hess. The Software Industry Economic principles， Strategies， Perspectives [M]. Berlin： Springer-Verlag，2013.

[11]Paul Heyne.经济学的思维方式[M].马昕，译.北京：世界图书出版公司，2008.

[12]William G.Sullivan， Elin Wicks， Patrick Koelling.工程经济学（英文注释版，第15版）[M].鲍海君，评注.北京：电子工业出版社，2013.

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