軟件工程教學(xué)法探究

楊洋　曹天杰

摘要：軟件工程是一門理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)課程，課程內(nèi)容抽象、龐雜，教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱。筆者依據(jù)近幾年軟件工程的教學(xué)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分析教學(xué)過程中存在的一些問題。從學(xué)生錯(cuò)誤概念的糾正、教學(xué)方法的應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)合作的設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、軟件工程環(huán)境的構(gòu)建等幾方面進(jìn)行分析和論述，以期對(duì)教學(xué)起到指導(dǎo)和借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：軟件工程；工程化方法；問題描述；建議；注意點(diǎn)

文章編號(hào)：1672-5913（2013）07-0062-04

中圖分類號(hào)：G642

軟件工程在計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域中是一門較普及的課程，本課程主要研究如何將工程化方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)過程之中。根據(jù)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的需要，本課程的任務(wù)是通過講述軟件的工程化開發(fā)方法和相關(guān)的軟件開發(fā)工具、開發(fā)過程、開發(fā)規(guī)范，使學(xué)生了解軟件工程的本質(zhì)，掌握常用的軟件開發(fā)方法，并且能夠有意識(shí)地將軟件工程原理運(yùn)用于實(shí)際的軟件開發(fā)和維護(hù)過程中，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。但在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生認(rèn)為該課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，需要記憶的內(nèi)容多，枯燥無(wú)味，學(xué)不進(jìn)去，課程結(jié)束后對(duì)于軟件開發(fā)過程、規(guī)范和開發(fā)方法的概念依然很模糊。筆者依據(jù)自己對(duì)于軟件工程的理解，通過近幾年從事軟件工程課程的授課感受，結(jié)合學(xué)生的反饋意見，做了一些思考和總結(jié)。

1 程序與軟件概念混淆

學(xué)生從接受計(jì)算機(jī)領(lǐng)域方面的課程開始，就一直以編程為主，所以，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該課程就是學(xué)習(xí)如何編程。當(dāng)提出“什么是軟件”這個(gè)問題時(shí)，大多數(shù)學(xué)生無(wú)法給出準(zhǔn)確的定義；當(dāng)提出“程序和軟件的區(qū)別”這個(gè)問題時(shí)，大多數(shù)學(xué)生會(huì)回答“程序=軟件”。

其實(shí)，程序和軟件是不同的概念，編程的目標(biāo)是程序，軟件工程的目標(biāo)是軟件，軟件=程序+文檔。從軟件工程的角度看，編程的比重不足15%，其他如需求分析、設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試和維護(hù)等比重占85%。學(xué)生一開始就對(duì)課程認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)，認(rèn)為軟件工程就是編寫程序，因此，作為教師應(yīng)引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)軟件和程序的區(qū)別，學(xué)生才會(huì)去思考它們之間的不同，此時(shí)再給學(xué)生輸入軟件工程的概念，學(xué)生才能開始有意識(shí)地去了解軟件工程。

作為教師，首先應(yīng)給學(xué)生介紹軟件工程課程在專業(yè)知識(shí)體系中的地位，讓學(xué)生在宏觀上了解該課程的性質(zhì)及與其他專業(yè)課程之間的聯(lián)系和區(qū)別，指導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)該課程的特點(diǎn)，避免他們?nèi)蘸笃x課程方向，導(dǎo)致盲目學(xué)習(xí)。

2 案例教學(xué)法在教學(xué)中的運(yùn)用

相比計(jì)算機(jī)專業(yè)的其他課程而言，軟件工程理論性和抽象性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力。大多數(shù)軟件工程的教材都是重理論輕實(shí)踐，需記憶的內(nèi)容較多，不容易理解；各個(gè)階段的概念和任務(wù)容易混淆，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大，極易造成反感情緒。

傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)方法顯然不適合軟件工程課程的特點(diǎn)和教學(xué)要求。經(jīng)過幾年的教學(xué)嘗試，筆者認(rèn)為在課堂中可以采用案例教學(xué)法。案例教學(xué)法是指教師根據(jù)具體的教學(xué)環(huán)境，將復(fù)雜抽象的概念運(yùn)用到具體案例中進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，并最終解決問題的一種教學(xué)過程。

在教學(xué)中，教師選擇軟件開發(fā)中的一些實(shí)際案例，將學(xué)生分成若干小組，每組不同成員擔(dān)任不同的角色。待小組成員確定案例后，模擬實(shí)際開發(fā)環(huán)境，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)展開分析和討論。討論結(jié)束后，由各組選派一名代表在全班同學(xué)面前匯報(bào)討論結(jié)果，教師再針對(duì)存在的問題進(jìn)行補(bǔ)充。案例討論增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目的感性認(rèn)識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高和培養(yǎng)了他們分析問題和解決問題的能力。

在進(jìn)行案例教學(xué)時(shí)，教師需注意以下幾點(diǎn)：一是要選擇合適的案例，案例不在于多，而在于是否適合課程特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況；二是教師要及時(shí)引導(dǎo)，案例討論時(shí)，教師要把握好討論方向，要摒棄主觀臆想的成分；三是注重加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的掌握，學(xué)生的軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)較少甚至完全沒有，案例教學(xué)是需要學(xué)生有理論知識(shí)作為討論的基礎(chǔ)，如果沒有一定的理論知識(shí)是無(wú)法討論的，所以教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)。

3 團(tuán)隊(duì)合作完成任務(wù)

軟件開發(fā)是團(tuán)隊(duì)合作完成的任務(wù)。在教學(xué)過程中，要讓學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)的氛圍，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作的能力和精神。團(tuán)隊(duì)合作以5～6人一個(gè)小組為宜，人數(shù)太多會(huì)導(dǎo)致“三個(gè)和尚沒水吃”，人數(shù)太少會(huì)帶來(lái)工作量偏重。教師在進(jìn)行分組時(shí)，最好根據(jù)學(xué)生的能力和水平，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行合理有效的分工，按軟件開發(fā)階段把各組學(xué)生分為需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試及項(xiàng)目管理人員，每位學(xué)生承擔(dān)一個(gè)角色。例如，在南京城市職業(yè)學(xué)院該課程的教學(xué)過程中，我們將學(xué)生每5人分為一個(gè)項(xiàng)目組，每人承擔(dān)相應(yīng)的角色，如項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)支持員、配置管理員、軟件工程師和測(cè)試工程師等；教師擔(dān)任企業(yè)培訓(xùn)師的角色，分配給每一個(gè)項(xiàng)目組課題，讓學(xué)生模擬參與到軟件企業(yè)實(shí)訓(xùn)中，最終使學(xué)生完成需求分析、設(shè)計(jì)、代碼編寫、測(cè)試、部署全過程，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會(huì)到軟件開發(fā)工程師的角色任務(wù)。這樣，學(xué)生就有合作意識(shí)、責(zé)任感和集體榮譽(yù)感，模擬軟件企業(yè)項(xiàng)目組的情境，根據(jù)公司管理體制開發(fā)項(xiàng)目。學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)時(shí)，作為教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其合作方法的指導(dǎo)；學(xué)生在開發(fā)過程中遇到問題，教師建議他們自行討論來(lái)解決，提高他們的溝通交際能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神。

在組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)時(shí)，筆者認(rèn)為還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生以下能力：一是尊重他人，在其他人發(fā)言時(shí)，要善于傾聽，尊重他人的觀點(diǎn)，能夠?qū)λ说陌l(fā)言做出合理的評(píng)價(jià)；二是善于總結(jié)，在各小組發(fā)言完畢后，能根據(jù)發(fā)言情況，總結(jié)出要點(diǎn)；三是敢于質(zhì)疑，當(dāng)自己的觀點(diǎn)與他人觀點(diǎn)發(fā)生碰撞時(shí)，要敢于質(zhì)疑，提出自己的想法，從而完善自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)。

4 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以大作業(yè)的形式貫穿

由于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大部分從事與軟件開發(fā)相關(guān)的工作，所以該課程的實(shí)踐教學(xué)尤為重要。實(shí)踐教學(xué)是加深理解理論知識(shí)的有效途徑。是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和技術(shù)創(chuàng)新精神的有效手段。但在教學(xué)過程中，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，教師僅給出項(xiàng)目各階段文檔模板或范例，學(xué)生按照要求編寫相應(yīng)的文檔，文檔完成后沒有企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)的嚴(yán)格評(píng)審機(jī)制，學(xué)生無(wú)法發(fā)現(xiàn)開發(fā)階段里存在的問題，難以建立標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的思想。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)理論教學(xué)環(huán)節(jié)而言，內(nèi)容薄弱，甚至有些流于形式。

作為教師，在軟件工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，盡可能靈活安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)以大作業(yè)的形式貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。教師在該課程教學(xué)初期，首先給學(xué)生若干項(xiàng)目課題進(jìn)行選擇，為了讓學(xué)生能有較充足的基本知識(shí)和充分的準(zhǔn)備，應(yīng)當(dāng)給學(xué)生足夠的時(shí)間來(lái)完成。比如，需求分析可安排在第3周布置、第5周提交；設(shè)計(jì)可安排在第6周布置、第8周提交；測(cè)試案例可安排在第9周布置、第11周提交；質(zhì)量評(píng)估可安排在第12周布置、第14周提交。教師應(yīng)要求每位學(xué)生參與，抽查部分學(xué)生并要求其在全班進(jìn)行匯報(bào)和交流。

除此之外，筆者認(rèn)為還可以邀請(qǐng)一些理論知識(shí)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)都很豐富的行業(yè)人員與學(xué)生互動(dòng)交流，定期舉辦專題講座，如行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)現(xiàn)狀和自己的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)等，讓學(xué)生了解企業(yè)軟件開發(fā)中的實(shí)際問題，讓學(xué)生學(xué)到在課堂中學(xué)不到的知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)生實(shí)際軟件開發(fā)的能力。

在進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)，筆者認(rèn)為需注意以下幾點(diǎn)：一是加強(qiáng)師生對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重要性的認(rèn)識(shí)，大多數(shù)師生重理論輕實(shí)踐，而軟件工程課程的特殊性，必須加大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)；二是規(guī)范實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核，教師應(yīng)及時(shí)檢查學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量，與學(xué)生面對(duì)面交流，注意收集學(xué)生的反饋意見，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，不要使實(shí)踐教學(xué)流于形式；三是加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核比例，我們將實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核比例增加至總成績(jī)的70%。在對(duì)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核中，我們更側(cè)重于對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力、綜合應(yīng)用能力、文檔編寫能力、團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力的考核。南京城市職業(yè)學(xué)院該課程的實(shí)踐考核主要從2個(gè)方面進(jìn)行：職業(yè)素養(yǎng)評(píng)定和業(yè)務(wù)能力考核。職業(yè)素養(yǎng)評(píng)定主要通過對(duì)學(xué)生的平時(shí)工作表現(xiàn)，評(píng)價(jià)其所具備的工作素質(zhì)，實(shí)行百分制，占實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核比例的30%。內(nèi)容包括考勤情況、個(gè)人素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)溝通和日志填寫等。例如，學(xué)生是否能夠按企業(yè)工作制度進(jìn)行工作；學(xué)生對(duì)于教師或組長(zhǎng)交代的工作是否能反應(yīng)迅速準(zhǔn)確，是否能抓住工作的關(guān)鍵；是否有不斷提高個(gè)人工作效率和自己業(yè)務(wù)水平的意愿；是否能夠和小組成員進(jìn)行良好的溝通和協(xié)作；是否能夠按時(shí)認(rèn)真完成每天的工作日志。業(yè)務(wù)能力考核主要評(píng)定學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的情況，同樣實(shí)行百分制，占實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核比例的40%。內(nèi)容包括軟件完成的質(zhì)量和所花費(fèi)的時(shí)間。例如，提交的程序是否能夠正常運(yùn)行；程序代碼是否能夠嚴(yán)格遵守代碼規(guī)范性；項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、教師和企業(yè)專家對(duì)其開發(fā)的軟件產(chǎn)品是否滿意；提交的軟件產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)期效果；是否在規(guī)定時(shí)間完成任務(wù)。2方面綜合計(jì)算后評(píng)定學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)。軟件工程課程的教學(xué)目的是使學(xué)生能將軟件工程的思想和方法應(yīng)用于實(shí)際軟件開發(fā)過程中，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核比例可使實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不再薄弱。

5 打造良好的軟件工程環(huán)境

一個(gè)成功的軟件必須經(jīng)過一系列嚴(yán)格的過程，包括可行性研究、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、包裝、發(fā)行、宣傳、銷售和客戶服務(wù)等。在軟件工程教學(xué)中，大多數(shù)情況是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中所做的工作整理成作業(yè)的形式提交給教師，教師進(jìn)行批改，并沒有嚴(yán)格的走查、審查和技術(shù)復(fù)審等評(píng)審機(jī)制，沒有交付給用戶使用，更談不上驗(yàn)收和維護(hù)。此時(shí)，學(xué)生對(duì)于軟件工程的理解程度依然停留在分析、設(shè)計(jì)和編碼這幾個(gè)層面。

對(duì)于軟件工程課程來(lái)說(shuō)，如果只是讓學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)中進(jìn)行軟件開發(fā)是不夠的，學(xué)生需要在一個(gè)符合軟件工程要求的環(huán)境下開發(fā)軟件，才能夠真正掌握軟件工程的思想和方法，因此軟件工程教學(xué)取得效果的關(guān)鍵是建立一個(gè)良好的軟件工程環(huán)境。

筆者認(rèn)為，在課程教學(xué)中可適當(dāng)引入一些常用的軟件工程工具，比如進(jìn)行軟件需求分析和設(shè)計(jì)時(shí)可使用建模工具，進(jìn)行軟件測(cè)試時(shí)可使用測(cè)試工具等。結(jié)合課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況和項(xiàng)目的固有特點(diǎn)，教師可編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，包括開發(fā)過程模型、文檔模板、編碼標(biāo)準(zhǔn)、階段評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收審查標(biāo)準(zhǔn)等，將實(shí)踐環(huán)節(jié)的過程規(guī)范化和產(chǎn)業(yè)化，要求學(xué)生在相對(duì)真實(shí)、良好的軟件工程環(huán)境中去理解軟件工程方法論、過程模型、開發(fā)環(huán)境和軟件開發(fā)的管理技術(shù)等，體會(huì)和掌握軟件工程的思想，能將這一系列活動(dòng)靈活運(yùn)用到實(shí)際開發(fā)工作中去。例如，南京城市職業(yè)學(xué)院與軟件開發(fā)公司合作開發(fā)了“軟件人才實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”，該平臺(tái)構(gòu)建了良好的軟件工程環(huán)境。在軟件工程課程實(shí)訓(xùn)中，我們利用該平臺(tái)完成了相關(guān)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以通過該平臺(tái)了解軟件開發(fā)過程中的一系列流程，如項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)備、需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、部署和維護(hù)等。該平臺(tái)要求學(xué)生完成相應(yīng)階段后，必須在該平臺(tái)上提交文檔和相關(guān)資料，教師可以通過該平臺(tái)學(xué)生提交的相關(guān)成果進(jìn)行考核評(píng)分。這就很好地模擬了軟件工程環(huán)境，讓學(xué)生參與到真實(shí)化企業(yè)實(shí)訓(xùn)中去。

在構(gòu)建軟件工程環(huán)境時(shí)，應(yīng)以軟件工程環(huán)境的主要目標(biāo)和基本需求為基礎(chǔ)，把開發(fā)技術(shù)、管理技術(shù)、支撐環(huán)境、相關(guān)工具和開發(fā)平臺(tái)等有關(guān)因素有機(jī)地結(jié)合在一起，全方位考慮。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，軟件工程領(lǐng)域里的新知識(shí)和新理論也在不斷涌現(xiàn)，對(duì)該課程教學(xué)方法和手段的探索是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。以上只是筆者在近幾年教學(xué)工作中的一些思考和建議，在今后的教學(xué)工作中，教師應(yīng)為學(xué)生豐富和完善軟件工程環(huán)境，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)。

（編輯：郭田珍）