《軟件工程》課程教學(xué)改革的研究與探索

周璀　段光中　劉松平

摘 要:為了順應(yīng)當(dāng)前軟件工程教育國際化和工程化的發(fā)展需求,改善軟件工程教學(xué)質(zhì)量和效果。本文針對當(dāng)前教學(xué)中存在的問題提出對《軟件工程》的理論教學(xué)、實踐教學(xué)、課程評價體系進(jìn)行了改革與探索,構(gòu)建了課程知識體系,大膽將理論知識糅合到實踐教學(xué)中。該教學(xué)改革不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)了掌握軟件工程的理論基礎(chǔ)知識、先進(jìn)方法和最新技術(shù),且為后續(xù)深入專業(yè)的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:《軟件工程》 教學(xué)改革 理論教學(xué) 實踐教學(xué)

中圖分類號:S762.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(c)-0146-02

隨著社會信息化技術(shù)的普及和軟件產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,軟件產(chǎn)業(yè)成為信息產(chǎn)業(yè)中增長最快的領(lǐng)域,然而高端軟件人才的匱乏嚴(yán)重阻礙了我國IT企業(yè)的發(fā)展,因此提高軟件行業(yè)從業(yè)人員具備必要的軟件開發(fā)、維護(hù)與項目管理的能力尤為重要[1]。《軟件工程》是高校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握軟件工程的理論、技術(shù)和方法,應(yīng)用工程的思維進(jìn)行軟件開發(fā)、管理和維護(hù)。為了順應(yīng)當(dāng)前軟件工程教育國際化和工程化的發(fā)展的需求,高等院校需要切實加強(qiáng)軟件工程課程的創(chuàng)新與改革,這對軟件工程人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

當(dāng)前《軟件工程》課程教學(xué)中存在的一系列問題,直接影響了教育質(zhì)量和教學(xué)效果。具體表現(xiàn)為:教學(xué)內(nèi)容重理論而輕實踐,不能有效地培養(yǎng)學(xué)生軟件開發(fā)技能[2];教學(xué)案例缺乏完整性和實用性,不能幫助學(xué)生從整體上全面理解軟件開發(fā)的各環(huán)節(jié)及其之間的關(guān)聯(lián)[3];實踐教學(xué)也缺乏系統(tǒng)性和針對性,不能將基本原理融入當(dāng)前軟件實際案例中去講解,教學(xué)內(nèi)容與軟件工程實踐有明顯的差距等。因此,迫切需要對教學(xué)體系進(jìn)行改革,形成一個融基礎(chǔ)理論、實驗教學(xué)、工程實踐為一體的整體培養(yǎng)機(jī)制,讓學(xué)生的基礎(chǔ)知識、科學(xué)素養(yǎng)、專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、工程能力和職業(yè)素質(zhì)都得到全面均衡的發(fā)展[4]。本文將從理論教學(xué)、實踐教學(xué)以及教學(xué)評價幾個方面進(jìn)行改革與探索。

1 理論教學(xué)探索與思考

為了滿足當(dāng)前軟件工程教育國際化和工程化的發(fā)展要求,《軟件工程》教學(xué)以IEEE發(fā)布的軟件工程知識體系為基礎(chǔ),結(jié)合基礎(chǔ)知識、先進(jìn)技術(shù)和工程實踐等方面構(gòu)建該門課程的知識體系。《軟件工程》課程知識體系分為基礎(chǔ)、應(yīng)用、實踐三個部分?；A(chǔ)部分為理論教學(xué),根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求,采用案例及問題驅(qū)動等教學(xué)方法,講解軟件工程的理論基礎(chǔ)知識,包括軟件生命周期各個階段、軟件質(zhì)量和軟件項目管理等核心內(nèi)容,通過案例的分析,促進(jìn)學(xué)生的獨立思考,提高其對理論知識的理解和掌握。應(yīng)用部分是以當(dāng)前流行的統(tǒng)一開發(fā)過程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)和UML語言為核心,融入實際案例,Rational Rose、Visio、Project、SVN、Loadrunner等軟件工程工具和環(huán)境,使學(xué)生掌握當(dāng)前先進(jìn)的軟件工程方法與技術(shù)。實踐部分要求學(xué)生分組組建團(tuán)隊協(xié)作完成一個軟件系統(tǒng)的開發(fā),讓學(xué)生從“可實踐”軟件工程的角度學(xué)習(xí)和運用軟件工程的思想和現(xiàn)代技術(shù)解決軟件開發(fā)問題,擁有識別、分析和解決具體問題的能力。《軟件工程》課程知識體系如圖1所示。

單純地講授《軟件工程》的理論和方法顯得枯燥且難以理解,若能通過一些軟件開發(fā)案例對理論知識進(jìn)行形象的表述,不僅能讓學(xué)生易于理解這些理論和方法,亦能建立軟件開發(fā)的系統(tǒng)化與工程化觀念和質(zhì)量意識。那么如何收集經(jīng)典案例以及采納何種教學(xué)方法是關(guān)系理論教學(xué)成敗的關(guān)鍵因素。首先案例的選擇與設(shè)計要有針對性,如結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο?這兩種方法側(cè)重知識點不同講解所貫穿的典型案例應(yīng)不同,其次案例的選取應(yīng)是學(xué)生熟悉的領(lǐng)域且它的實用性能激發(fā)學(xué)生的求知欲和興趣。如在軟件工程技術(shù)方面,作者結(jié)合學(xué)生成績管理信息系統(tǒng)、宿舍水電費管理系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)等,論述需求分析、軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、用戶界面設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和軟件測試等內(nèi)容,重點討論基于案例的面向?qū)ο蠓椒ê徒M件技術(shù)。采用何種教學(xué)方法應(yīng)根據(jù)具體的知識點而定,如以IBM初期系統(tǒng)開發(fā)失敗的緣由為例利用問題驅(qū)動法引出軟件工程的概念和原理;對于軟件開發(fā)工具Rational Rose的介紹則采用項目驅(qū)動法。因此,在理論教學(xué)中,把抽象的知識盡量形象化、案例化,采用引導(dǎo)式、探索式、討論式和交互式等教學(xué)方式營造融洽輕松的學(xué)習(xí)氛圍,鼓勵學(xué)生獨立思考,查閱資料,細(xì)心體會當(dāng)前軟件工程的精髓。

2 實踐教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新模式

應(yīng)用部分和實踐部分均屬于實踐教學(xué),在此教學(xué)過程中,實施項目驅(qū)動教學(xué)法,實驗設(shè)計以項目開發(fā)為主,模擬企業(yè)軟件的項目管理和開發(fā)過程,碰到問題困難,進(jìn)行師生互動討論尋找解決方案,開發(fā)完成通過成果展示來進(jìn)行教學(xué)評價,整個過程使學(xué)生初步體驗到一個軟件項目開發(fā)的全過程。實踐教學(xué)活動的流程具體如下。

(1)分配任務(wù):第一次課,要求學(xué)生以項目小組(一般5～6人,自由組合,每個成員扮演項目開發(fā)過程中的不同角色)的方式組建開發(fā)團(tuán)隊協(xié)同開發(fā)一個規(guī)模及難度適中的完整項目,要求按照正規(guī)軟件開發(fā)流程組織實施,完成項目開發(fā)過程中形成的分析、設(shè)計、編碼和測試文檔,同時將Rational Rose、Visio、Project及Loadrunner等軟件工具在實施過程中進(jìn)行有效地應(yīng)用。

(2)組建團(tuán)隊:學(xué)生自愿組建團(tuán)隊,選出組長,每組角色包括項目經(jīng)理、系統(tǒng)分析員、軟件設(shè)計師、軟件開發(fā)工程師、軟件測試工程師等,組員項目角色可隨項目開發(fā)進(jìn)度而調(diào)換。項目實施過程中采取組長負(fù)責(zé)制,負(fù)責(zé)小組的討論和項目實踐的安排,分配組員任務(wù),各小組查資料,自選軟件項目,分析開發(fā)的各項任務(wù)的安排和溝通,制定項目的開發(fā)計劃。

(3)計劃可行性評定:授課教師審核各組項目及項目計劃實施的可行性,不行則指導(dǎo)小組重新選定軟件項目和制定項目計劃。符合要求,方可進(jìn)入實施階段。

(4)項目實施階段:小組成員根據(jù)各自的任務(wù)查找資料,收集解決方法,定時討論交流,各個模塊間相互配合協(xié)調(diào)完成任務(wù)。包括軟件分析設(shè)計階段,完成軟件需求規(guī)格說明;設(shè)計軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu);對功能模塊進(jìn)行編程測試,完成項目實現(xiàn)編寫所有相關(guān)文檔,測試和調(diào)試代碼。整個實施過程由授課教師控制項目的進(jìn)度和質(zhì)量,同時,教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用,讓學(xué)生在實踐軟件設(shè)計和開發(fā)技能的同時,通過協(xié)作培養(yǎng)學(xué)生多人之間的溝通能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。

(5)項目驗收:根據(jù)軟件開發(fā)流程的各個階段成果包括可行性分析報告、需求規(guī)格說明書、項目計劃書、總體設(shè)計報告、詳細(xì)設(shè)計說明書、軟件測試報告、項目開發(fā)總結(jié)報告等。項目驗收采用階段驗收分析設(shè)計文檔,每次均以小組的形式提交作業(yè)。教師根據(jù)提交的材料結(jié)合學(xué)生是否熟悉軟件常用技術(shù)和工具按照軟件工程管理方法進(jìn)行評審,還要求各組之間互評,發(fā)現(xiàn)不足之處進(jìn)行討論,提供給大家一個互相交流的機(jī)會。項目結(jié)束后,每組要組織答辯,先由小組長對項目基本情況及組員作簡要介紹,然后讓各組員對自身完成的任務(wù)進(jìn)行PPT答辯,教師和其他同學(xué)針對該成員實際負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行提問。最后項目組提交系統(tǒng)和所有文檔。

3 教學(xué)評價體制改革

教學(xué)評價是課程教學(xué)的必要環(huán)節(jié),在本次教學(xué)改革實踐中,將課程學(xué)習(xí)評價分成3個組成部分:理論考核占50%,項目實踐成績占30%,考勤、平時作業(yè)、實訓(xùn)練習(xí)等占20%。項目實踐成績的評定包括小組成績和個人成績兩部分,各占50%。小組成績?yōu)樾〗M中所有成員開發(fā)項目的考核成績,包括各階段成績的平均值與最終答辯成績;個人成績?yōu)樾〗M成員在項目開發(fā)過程中個人的考核成績。度量因素包括個人分配工作量及難易程度、平時工作態(tài)度及項目匯報時表現(xiàn)等。這種評價體制充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和合作精神,教學(xué)效果明顯。

4 結(jié)語

本文對《軟件工程》的課程教學(xué)進(jìn)行了探索和改革,以IEEE公布的軟件工程知識體系為基礎(chǔ)構(gòu)建了軟件工程課程知識體系,提倡理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重。理論教學(xué)著重于經(jīng)典案例的選取及教學(xué)方法的采納,理論教學(xué)不再是抽象的講授,而是貫穿案例的具體實踐操作,達(dá)到了理論與實踐的緊密結(jié)合。實踐教學(xué)以項目為驅(qū)動模擬企業(yè)軟件的項目管理和開發(fā)過程,引導(dǎo)學(xué)生積極思考和參與討論,教師由知識的灌輸者成為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者,學(xué)生由被動地接受教育變成主動地探索知識。實踐證明,本課程極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得了良好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)工作中,將進(jìn)一步完善和實踐教學(xué)改革的內(nèi)容,逐步使這門課程規(guī)劃化、工程化,取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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[4] 楊文君.軟件工程實踐教學(xué)改革探討[J].計算機(jī)工程與科學(xué),2011,33(A1):55-57.