0 引 言
蔡元培先生曾说：“大学为纯粹研究学问之机关，不可视为养成资格之所，亦不可视为贩卖知识之所[1]。”在新时期，专业课教师不仅应该起到传授专业知识的作用，更应该立足自身学科特点思考“为谁培养人，培养什么人，怎样培养人”的思政问题[2]。2021 年 4 月 23 日，赛迪智库信息化与软件产业研究所发布《关键软件领域人才白皮书（ 2020 年）》。白皮书认为，经济新常态背景下，我国软件从业人员规模稳步增长，软件人才供给质量稳步上升。但是，随着我国软件人才需求持续提升，关键软件领域人才新增缺口不断拉大，紧缺岗位集中于高端技术职位[3]。“高级”软件分析设计人才的培养主要体现在解决复杂问题的系统思想与系统工程设计能力的培养、优秀软件分析设计方法应用与可持续发展能力的培养、软件设计方法创新思维与创新能力的培养几个方面。“高级”软件分析设计人才的培养要求课程内容、教学方法、课程实践都是围绕着“高级”软件设计人才的培养目标而设计，但是我们不能培养具有高级专业技能的精致利己主义者[4]，而是需要培养具有“民族复兴使命感”价值追求的“高级”软件设计人才。
1 软件分析设计类课程思政教学原则
软件分析设计类课程是软件工程专业的核心专业课，这类课程的思政教学应遵循以下原则：思政案例的基础仍然是专业知识的案例；思政内容应润物无声地融于专业知识的教学中；案例应让学生感兴趣。
基于上述原则，将思政内容润物无声地融入理论方法及相关案例介绍中的具体方法如下：激发使命感；建立完成使命的信心；培养完成使命的能力。
2 思政案例设计
软件工程设计类课程教学中更多地关注局部与细节，系统工程思想的教学目标是帮助学生建立系统概念及基本的系统工程思维，这是优秀的软件设计人员须具备的基本工程思维。在系统问题定义课程内容设计时，我们结合新冠疫情防控，以“‘健康码’大数据系统设计中的问题定义”作为案例，在专业知识点的讲授中深度融合思政内容，达成让学生建立“民族复兴使命感”的思政目标。
2.1 教学设计
在政府防疫工作中，“健康码”大数据系统起到了非常重要的支撑作用。在课程中选择“健康码”大数据系统作为案例，可以自然地无缝融合思政元素与课程专业知识点。工程设计是一个决策问题，系统目标、系统约束、系统范围是工程设计决策问题的 3 个要素，以“健康码”大数据系统作为案例，润物无声地将思政内容融于系统目标（民生）、系统约束（个人隐私）、系统范围（不做任何功能外延，尤其是不可有任何商业化外延）的分析过程。在案例分析中，自然而然地让学生深刻理解思政目标。
“健康码”大数据系统案例教学设计总流程如图 1 所示。
2.2 课程目标与思政目标深度融合
1）传授系统工程思想。
通过案例分析让学生深刻理解如何基于系统目标、系统约束、系统范围进行决策，同时在系统目标、系统约束、系统范围的具体内容中直接体现思政内容。
2）培养综合分析能力。
系统目标、系统约束、系统范围的确定不是一个简单的技术决策问题，而是与投资人对系统的定位、项目环境（政治、经济、竞争、技术等）等密切相关的综合决策问题，通过案例分析培养学生技术应为国家稳定与发展服务的理念，以及综合分析问题、解决问题的能力。
“‘健康码’大数据系统”的系统目标是民生安全，这是思政内容，同时也是系统本身固有的建设目标。
“‘健康码’大数据系统”的系统约束是信息安全，其核心是为疫情防控提供数据支撑的同时保护公民的个人隐私。这是思政内容，同时也是系统本身固有的约束要求。
“‘健康码’大数据系统”的系统范围如下。
功能：仅实现防疫所需功能，功能绝对不外延。比如，不可以有任何商业化的功能，仍然是以民生安全的公益目标为最高准则。
性能：实时，以保证可以快速有效地支持疫情防控。以疫情防控需要确定性能需求。
接口：提供外部系统调用接口（严格审核资质），以方便各种不同场景的应用，比如基于人们普遍安装了微信、支付宝，为了在不需要安装新 APP 的情况下方便火车站、机场等场所检查乘客健康码状态，为微信、支付宝提供接口。提供外部接口仍然是为了便民（无须安装新 APP ），可获得外部接口的第三方应用必须拥有高等级的信息安全资质，比如信息安全等级保护三级资质，并承诺不以任何方式泄露或提供公民信息。
3）塑造制度自信与使命感。
“‘健康码’大数据系统”的建设与运维难度如下。
（1）难度：跨行业大数据融合涉及医疗、交通、通信等跨行业合作协作、14 亿人多维度实时数据采集。
（2）以民为本：一方面，通过分析“健康码”大数据系统的建设与运维难度，以及政府防疫的努力与效果，自然而然地得出制度优势的结论，学生建立并强化制度自信；另一方面，从国务院“国康码”大数据系统的优秀设计到 2021 年年底陕西西安“一码通”健康码大数据系统的崩溃，让学生了解我们国家除了头部软件企业，大多数软件企业的软件设计能力不足，激发学生提高软件行业设计水平的使命感。
3 课程思政教学实践
软件系统设计的问题定义是在正式的需求工程之前的初步需求活动。问题定义并不产生问题的完整描述，它只是一个初步的需求活动，其目标是让项目经理和客户就所构建系统的范围达成意见一致，产生一个问题定义文档，概括系统的功能和领域，也包括非功能性需求。
软件系统设计的问题定义与“健康码”大数据系统案例分析融合的教学内容与学时分解如图 2 所示。在教学过程中，首先介绍理论知识与方法，然后结合案例分析让学生掌握方法，在案例分析中自然地达成思政目标，最后进行案例总结。
3.1 将教学内容与思政目标无缝有机融合
1）确定系统目标。
系统目标是用来指导系统设计与实现的高层准则。目标常是相互冲突的，因此我们要对系统目标划分优先级，以确保核心目标达成。
系统目标包括以下几类：①高级目标：系统设计的指导方针；②市场目标：成本、收益、优于竞争对手等目标；③技术目标：性能、功能、界面友好、可复用 / 一次性、可靠性等目标。
“健康码”大数据系统的高级目标是为防疫提供数据支撑。在这个系统建设中，政府以民生为重，系统目标是全面获取交通、健康、防疫等一切与防疫相关的数据，以保证一旦发现感染病例可以及时获取感染者出行轨迹及密接人员等信息，做到及时防控，避免扩散。因此，围绕系统高级目标会衍生出如下具体目标：①高级目标：民生安全；②市场目标：公益；③技术目标：系统可靠，数亿人使用不能宕机，数据采集实时，数据完整（手机、飞机、火车、长途车、医院、药店、核酸检测中心、酒店、商场等全方位系统数据接口对接、现场数据实时采集），数据上传实时，数据融合实时，用户响应实时，简单易用，面向各种人群，受教育程度差异大，手机使用能力差异大，系统必须简单。
此外，目标要求正确、完整、一致、清晰、现实、可验证、可追溯。
通过“健康码”大数据系统确定系统目标活动的案例分析，完成如下思政目标：①软件设计始终以系统目标为核心，设计过程中的所有设计决策的均衡取舍都应始终不忘初心；②软件是为国计民生、民族复兴服务的，软件有如文学作品，技术只是辞藻与版式，灵魂是系统高层目标及业务目标；③ 14 亿人健康、行程大数据系统建设、跨行业协作、运维复杂度与难度很大，我们国家健康数据能够做到实时统计与展示，充分体现了制度优势。
2）确定系统约束。
软件系统约束通常包括以下几个方面：①网络带宽、系统平台、接口、兼容旧系统等；②用户习惯；③价格、时间、质量；④用户的配合度；⑤现有状况(人力 \ 资金 \ 销售 \ 开发平台 \ 业务领域等等)；⑥其他非功能性需求。
“健康码”大数据系统最重要的系统约束是保证个人隐私。“健康码”大数据系统涉及个人身份信息、出行信息、就医及健康状态信息等个人信息，个人隐私保护是该类系统建设的基线约束，因此而衍生出的相关系统约束如下：①信息安全（目的是保护个人隐私）：数据存储安全、数据传输安全、数据展示安全（如关键信息加 *** ）、数据接口安全，严格限制（对接系统、对接单位资质严格审查）等；②跨平台：公民使用的终端是手机，手机的软硬件平台多样，比如 Android、iOS 或 Blackberry 等；③用户使用能力下限：手机操作能力最弱的人群。
通过“健康码”大数据系统确定系统约束活动的案例分析，完成如下思政目标：支撑防疫的同时严格保护个人隐私，充分体现了制度优势。
3）确定系统范围。
在系统初步需求定义中，主要通过确定以下 3 个方面的系统边界，层层递进地确定系统范围：①确定应用域——环境与系统的边界；②确定应用域的边界；③确定系统的边界。
围绕系统目标，“健康码”大数据系统的范围如下：①功能：仅实现防疫所需功能（健康状态、行程状态），功能绝对不外延，尤其不可有任何商业化功能外延，即不可做广告等，不可破坏政府形象及政府公信力；②接口：提供外部系统调用接口（严格审核资质、用途），如支付宝可以对接该接口，便于公民查看自己的健康码状态。
通过“健康码”大数据系统确定系统范围活动的案例分析，完成如下思政目标：当下中国政府在努力转变为管理型政府与服务型政府相结合的新型政府，因此，政府建设“健康码”大数据系统依然要坚持自身的定位，从该系统让学生对中国政府充满信心，相信我们国家未来会越来越强大的同时，人民的生存环境与幸福感会不断提升。
3.2 国务院“国康码”系统与陕西西安“一码通”系统对比分析
疫情初起时，全国各个省陆续自建了本省健康码大数据系统，随后国务院建设了可以面向全国人民的“国康码”系统，该系统需要支撑的用户数量远远大于各省的“健康码”大数据系统，但是系统运行平稳，而陕西西安“一码通”健康码大数据系统却在 2021 年年底西安疫情严重时系统多次故障，影响市民出行、工作等日常活动。
对比“国康码”大数据系统与陕西西安“一码通”健康码大数据系统，学生在了解系统设计的重要性的同时，认识到我们国家软件设计水平参差不齐，除了头部软件企业具有高水平的软件设计能力，大多数软件企业不具备复杂大系统设计能力，由此激发学生的使命感。
通过国务院“国康码”系统与陕西西安“一码通”系统对比分析达成思政目标：我们国家的整体软件设计水平还较弱，需要更多优秀软件设计人才提升行业整体水平，激发学生的使命感。
3.3 教学方法
采用问答式案例教学方法，问答式案例教学，可以让学生参与其中，引导学生深入思考。在案例分析的每个环节，都会先提问学生，比如让学生给出系统的目标、约束、范围，然后分析学生的答案，指出学生分析的亮点与缺陷，并拓展分析，最后通过总结给出完善、正确的答案。
4 结 语
软件工程设计的决策问题定义是软件系统设计中确定系统需求的第一个阶段，包括确定系统目标、确定系统约束、确定系统范围 3 个活动。思政内容与专业内容完全相融，不仅在润物无声中达到思政目标，还让学生深刻地理解系统目标不仅仅是实现具体的功能性需求与非功能性需求，而是这些具体需求必须为系统的高层目标服务。
参考文献：
[1] 陈天洲. 大学生“精致利己主义者”现象审视及其应对[J]. 高校辅导员学刊, 2017, 9(3): 36-39
[2] 何永林, 杨春, 徐蕾.《医学微生物学》课程思政案例设计与效果分析[J]. 中华医学教育探索杂志, 2020年, 19(12): 1414-1417.
[3] 赛迪智库. 关键软件领域人才白皮书(2020年)[EB/OL]. [2021-04-25]. https://www.docin.com/p-2648650430.html.
[4] 朱永新, 汪敏. 教育如何不再培养精致的利己主义者: 公共品格教育的逻辑向度与实践进路[J]. 教育研究, 2020(2): 61-71.
基金项目：教育部产学合作协同育人项目“基于麒麟操作系统的工业嵌入式软件设计课程实践建设”（ 202102373002 ）；北京航空航天大学教育教学改革专项课题课题“校级课程思政示范课程——软件设计模式”（ ZG211J2256 ）。
第一作者简介：康一梅，女，北京航空航天大学教授，研究方向为软件工程、嵌入式系统、人工智能，kangyimei@buaa.edu.cn。
引文格式: 康一梅, 张 莉. 软件分析设计类课程思政教学探索 [J]. 计算机教育, 2023(7):41-45.
转自：“计算机教育”微信公众号
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