《軟件工程》課程教學(xué)改革探討

李亞紅 （南陽(yáng)理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，河南 南陽(yáng)473004）

《軟件工程》是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的一門必修課程，涉及計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、管理等多個(gè)學(xué)科的領(lǐng)域知識(shí)，是在軟件開發(fā)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而獲取的理論課程。在當(dāng)前市場(chǎng)情況下，無論是軟件管理者，還是項(xiàng)目開發(fā)者、測(cè)試者都需要掌握軟件工程的原理、方法和技術(shù)。否則，這個(gè)項(xiàng)目就有可能呈現(xiàn)出 “軟件危機(jī)”的特性，即項(xiàng)目的延期、費(fèi)用的超支、質(zhì)量的降低甚至最后的軟件失敗。作為一名《軟件工程》的教師，如何培養(yǎng)學(xué)生具備有軟件工程的開發(fā)思想，如何搞好這門課的教學(xué)，是擺在面前的一道難題。

實(shí)際教學(xué)中，《軟件工程》課程的教學(xué)效果也并不如人意，學(xué)生很難掌握過多的知識(shí)點(diǎn)，即使掌握，也只能是從理論記憶方面，針對(duì)軟件工程本身的抽象性和應(yīng)用性，又很難將其應(yīng)用到具體實(shí)例當(dāng)中，致使學(xué)生所學(xué)和社會(huì)所需很難接軌，不能滿足市場(chǎng)的需求，不能獲得較強(qiáng)的實(shí)踐能力。下面，筆者根據(jù)自身從事軟件工程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就 《軟件工程》課程特點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)安排等幾個(gè)方面闡述了自己的想法。

1 《軟件工程》課程內(nèi)容特點(diǎn)

軟件工程的目的是生產(chǎn)出有正確性、可用性以及開銷合宜的產(chǎn)品。圍繞這個(gè)目標(biāo)，經(jīng)過總結(jié)而得出的適用于所有項(xiàng)目的原則、方法和技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)，是所有項(xiàng)目的抽象。

軟件工程的應(yīng)用體現(xiàn)在項(xiàng)目的整個(gè)開發(fā)過程中，包括可行性分析、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、運(yùn)行與維護(hù)。每一個(gè)階段的結(jié)果都直接影響到下一個(gè)階段的成敗。例如在需求分析階段產(chǎn)生的一個(gè)小決定，發(fā)生的一個(gè)小變化，都可能對(duì)軟件的后期階段產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，即錯(cuò)誤的放大效應(yīng)。

另外，軟件工程是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，它既包括成功項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，又包括失敗項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。要從實(shí)際項(xiàng)目中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升課程內(nèi)容。尤其軟件工程適用在一些較大型軟件項(xiàng)目中更顯示出它的意義。例如建大廈必須進(jìn)行設(shè)計(jì)，而建寵物窩則不需要設(shè)計(jì)。

所以軟件工程的課程內(nèi)容來源于實(shí)踐、高于實(shí)踐又要應(yīng)用于實(shí)踐。

2 學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題

根據(jù) 《軟件工程》課程內(nèi)容的特點(diǎn)和多年教學(xué)的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中存在的問題主要表現(xiàn)課程內(nèi)容的枯燥乏味、學(xué)習(xí)中的被動(dòng)性等方面。

1）學(xué)生對(duì) 《軟件工程》的抽象理論容易感到枯燥乏味 《軟件工程》主要講解的是原則和方法，不怎么涉及軟件算法，也沒有較強(qiáng)的邏輯推理。不能帶給學(xué)生智力上的快感，也不能激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情。而且由于缺乏開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很難在頭腦中將 《軟件工程》的抽象理論和實(shí)際情況聯(lián)系起來，因此較難對(duì)這門課產(chǎn)生興趣。

2）學(xué)生難以參與軟件開發(fā)的全過程 學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，僅能抽象的學(xué)習(xí)軟件開發(fā)的過程，很少有機(jī)會(huì)參與軟件開發(fā)的整個(gè)過程。學(xué)生開發(fā)的系統(tǒng)大多只是應(yīng)付教師的檢查，一般不會(huì)交付使用，沒有經(jīng)受客戶的真正檢測(cè)，代碼里面的很多錯(cuò)誤也被隱藏。但是這些錯(cuò)誤有可能是編碼前面的各個(gè)階段所隱藏的。如果學(xué)生看不到錯(cuò)誤，也就不能體會(huì)到自己在需求分析、設(shè)計(jì)等各個(gè)階段工作對(duì)軟件成果造成的影響。另外，一些實(shí)踐環(huán)節(jié)如課程設(shè)計(jì)等，涉及的大部分是小型軟件項(xiàng)目，使得學(xué)生容易輕視軟件工程的學(xué)習(xí)，甚至?xí)X得沒有作用。

3 提高教學(xué)效果的方法

1）采用案例教學(xué) 《軟件工程》講授的原理、方法和技術(shù)都具有抽象性，容易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺，為了使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)軟件工程的思想和方法，在教學(xué)中引入案例教學(xué)，將復(fù)雜抽象的概念用具體生動(dòng)的案例進(jìn)行詮釋，能夠收到很好的效果。具體可采用以下步驟：①設(shè)計(jì)一個(gè)典型的、完整的、易予理解的、實(shí)際的軟件項(xiàng)目案例。在整個(gè)教學(xué)過程中，結(jié)合案例講解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將實(shí)際案例作為雜亂知識(shí)點(diǎn)的主線，教師可以從案例的細(xì)節(jié)出發(fā)，從具體的分析出發(fā)，完成整個(gè)課程的講解。另外在難度系數(shù)比較高的知識(shí)點(diǎn)上，可以引入生活的實(shí)際應(yīng)用，加深學(xué)生的理解。例如模塊之間的耦合性，可以將其利用人的肢體去表示每一個(gè)模塊，然后肢體和肢體之間的關(guān)聯(lián)描述耦合度的強(qiáng)弱。這樣方便學(xué)生記憶，也易于掌握。②小組討論案例。將學(xué)生分組，然后每位學(xué)生對(duì)要解決的問題進(jìn)行分析和說明，利用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)提出解決的措施、方法，并要求每組做好記錄。最后由小組推薦一位同學(xué)來發(fā)言說明小組的解決方法，使得學(xué)生體會(huì)到軟件開發(fā)中成員合作的重要性，并學(xué)會(huì)知識(shí)的應(yīng)用。③教師總結(jié)。在學(xué)生討論完后，教師要進(jìn)行總結(jié)，對(duì)于學(xué)生提出的解決方案給與補(bǔ)充或者添加新的解決方案，畢竟在軟件開發(fā)過程中，解決方案并不是唯一的。教師在總結(jié)過程中要注意強(qiáng)調(diào)所學(xué)知識(shí)如何應(yīng)用到案例，加深學(xué)生的理解。其次要強(qiáng)調(diào)原則性的問題，進(jìn)而誘發(fā)出學(xué)生更進(jìn)一步的思考。

案例1 在傳統(tǒng)的開發(fā)方法和面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法中，采用 《網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)》作為案例教學(xué)，使得學(xué)生從中體會(huì)到軟件開發(fā)的流程。同時(shí)將學(xué)生分組，每小組跟隨課程的進(jìn)度完成軟件的整體開發(fā)，包括可行性分析、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試直至最終提交的各種文檔。每個(gè)階段都要有成果展示，最后進(jìn)行評(píng)分總結(jié)。這樣，學(xué)生邊聽課，邊實(shí)踐，從而正確地運(yùn)用教師傳授的理論知識(shí)包括結(jié)構(gòu)化的開發(fā)方法和面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法設(shè)計(jì)出一個(gè)比較科學(xué)、合理的系統(tǒng)。這種案例模擬教學(xué)使得學(xué)生能將理論和實(shí)踐結(jié)合起來，加深對(duì)理論知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)的理解，鍛煉了實(shí)際開發(fā)能力。

2）被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)式學(xué)習(xí) 它是對(duì)教師和學(xué)生關(guān)系的重新定位。教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變角色，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和信心，要讓學(xué)生由原來的 “要我學(xué)”的被動(dòng)式學(xué)習(xí)逐漸轉(zhuǎn)換為 “我要學(xué)”的主動(dòng)學(xué)習(xí)，是要學(xué)生由 “學(xué)會(huì)”到 “會(huì)學(xué)”。從以下幾個(gè)方面來提高學(xué)生主動(dòng)性學(xué)習(xí)的習(xí)慣：①尊重每一個(gè)發(fā)言者，讓學(xué)生掌握一些主動(dòng)學(xué)習(xí)的技巧，并在實(shí)踐中逐漸提高。②教師注意自己在教學(xué)過程中的指令性語(yǔ)言，要盡量使用有利于對(duì)話活動(dòng)開展的指令。比如，“請(qǐng)大家一起來思考這個(gè)問題”、“大家可以針對(duì)前面同學(xué)的發(fā)言來表達(dá)自己的想法”等等。③變 “教師講解”為 “學(xué)生主講”，從根本上解決了 “以學(xué)生為主題”這一課堂的基本問題，它把整個(gè)教學(xué)過程設(shè)計(jì)為幾個(gè)階段，每一個(gè)階段都由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，自我調(diào)控，自主完成，自我評(píng)價(jià)，學(xué)生真正成了課堂教學(xué)的主人。

另外，教師可以通過設(shè)立多級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)和多樣的學(xué)習(xí)方式，讓不同的學(xué)生都能根據(jù)自己的實(shí)際需要選擇到合適的內(nèi)容；教師還應(yīng)給學(xué)生提供多樣化的自主探索空間，鼓勵(lì)不同意見和創(chuàng)造性思路的迸發(fā)，鼓勵(lì)多樣化的問題解決方法。教師可以根據(jù)學(xué)生的能力差異、水平差異針對(duì)性地實(shí)施分層次教學(xué)，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的信心；也可以采用伙伴教學(xué)的方法，變學(xué)生的個(gè)體差異為資源，讓學(xué)生在參與合作中互相學(xué)習(xí)并充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，協(xié)同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

案例2 在面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程中，引入點(diǎn)是面向?qū)ο蟮幕靖拍?（類、對(duì)象和消息）和特征（抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性）。因?yàn)閷W(xué)生已學(xué)習(xí)過面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語(yǔ)言，所以給出學(xué)生實(shí)例，讓學(xué)生自己來分析其中存在的概念和特征的體現(xiàn)，并鼓勵(lì)學(xué)生自己講解。如 “昨天我的一個(gè)朋友結(jié)婚了”，讓學(xué)生采用想象的思維模型體現(xiàn)在這個(gè)描述中，可以想到的概念，描述概念的屬性以及概念和概念之間存在的關(guān)系、概念的表示形態(tài)等等。加深面向?qū)ο蟾拍畹牧私猓⑼ㄟ^概念之間的關(guān)系等引出建模思想，進(jìn)而講解面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法。

3）改變單一的教學(xué)模型 在教學(xué)模型改變中，要從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、對(duì)象和條件等，靈活、恰當(dāng)?shù)剡x用教學(xué)方法，并善于將各種方法有機(jī)地結(jié)合起來［1］。任何一種方法和模式的選擇和使用，都應(yīng)該建立在深入理解其內(nèi)涵的基礎(chǔ)上。如啟發(fā)式教學(xué)模式，就是根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和知識(shí)規(guī)律，運(yùn)用各種教學(xué)手段，采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力，使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，以促進(jìn)身心發(fā)展。這里要著重說明，啟發(fā)式教學(xué)不僅是教學(xué)方法，更是一種教學(xué)思想，是教學(xué)原則和教學(xué)觀。將其應(yīng)用到 《軟件工程》教學(xué)中，主要模式見圖1。

案例3 在軟件工程的教學(xué)過程中，針對(duì)不同的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，可以采用如下模式：①在講解軟件生命周期時(shí)，可以采用引導(dǎo)教學(xué)方式?！叭说纳怯邢薜?，整個(gè)生命過程可以劃分為哪些階段呢”，進(jìn)而引出問題 “軟件項(xiàng)目的生命是否有限呢？”“如果是有限了，它可能包括哪些階段呢？”通過這些問題引入學(xué)生不斷去思考。②在需求分析階段，可以采用情景教學(xué)法。對(duì)于需求的獲取，引入電影 《誰(shuí)能讀懂他的心》，讓同學(xué)們分析電影中的情節(jié)，了解演員的心理，進(jìn)而引入到軟件中，分析客戶的心理，分析客戶的需求，并能采用語(yǔ)言復(fù)述的能力表達(dá)，鍛煉學(xué)生的分析能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。

4）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué) 以畢業(yè)設(shè)計(jì)為項(xiàng)目的軟件工程教學(xué)，優(yōu)點(diǎn)主要有：①提高了學(xué)生的綜合分析、設(shè)計(jì)能力。學(xué)生從基礎(chǔ)的市場(chǎng)調(diào)研開始，完成可行性分析、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼等工作，對(duì)軟件項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)生命周期有了一定的了解和認(rèn)識(shí)，加深課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，從實(shí)踐中再一次獲取知識(shí)。②提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。項(xiàng)目的完成是多個(gè)人齊心協(xié)作的工作結(jié)果，是一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和分工能力的體現(xiàn)，也是于社會(huì)接軌的一個(gè)中間環(huán)節(jié)。所以在這個(gè)方面，可以充分鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和組織分工能力。這樣也有利于提高學(xué)生高層次的思維能力、解決問題的能力，能夠在團(tuán)隊(duì)合作中學(xué)會(huì)容忍他人的缺點(diǎn)，吸取他人的優(yōu)點(diǎn)，體會(huì)到團(tuán)隊(duì)的力量［2］。③提高了教學(xué)效果。以畢業(yè)設(shè)計(jì)為項(xiàng)目的軟件工程教學(xué)法將畢業(yè)設(shè)計(jì)和軟件工程課程有機(jī)結(jié)合起來，它以教師為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，改變被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)。而且，學(xué)生在學(xué)習(xí)中體會(huì)到軟件開發(fā)之間互相約束，前后知識(shí)點(diǎn)之間的連貫等，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲望，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，既能提高課程的教學(xué)質(zhì)量，又能保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

圖1 啟發(fā)式教學(xué)模式

4 結(jié) 語(yǔ)

《軟件工程》是一門集理論和實(shí)踐于一身的學(xué)科，是學(xué)生在進(jìn)入社會(huì)使用最廣泛的一門學(xué)科。筆者從目前 《軟件工程》存在的問題著手分析，總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)關(guān)于提高教學(xué)效果的方法，主要包括教學(xué)內(nèi)容的改革、學(xué)習(xí)主動(dòng)性的體現(xiàn)、教學(xué)模式的多樣性和加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并將其應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計(jì)?？傊?，要改進(jìn) 《軟件工程》課程教學(xué)，除了要使用常規(guī)的教學(xué)方法、合理安排好課程內(nèi)容外，還要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓 《軟件工程》教學(xué)越來越合理，才能培養(yǎng)出滿足軟件行業(yè)需求的人才。

［1］周學(xué)梅 ．論網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境下教師角色的轉(zhuǎn)換 ［J］．中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)論，2010（13）：139-140．

［2］Vicente F de Lucena Jr，Alysson Brito，Peter Gohner．A Germany-Brazil experience report on teaching software engineering for electrical engineering undergraduate students ［A］．Proceedjngs of the 19th Conference on Software Engineering Education ＆ Training（CSEET’06）［C］．2006：69-76．