項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下的軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革研究

摘 要：針對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)模式。實(shí)踐證明，該模式有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能幫助學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)較快地掌握該門(mén)課程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目導(dǎo)向；軟件體系結(jié)構(gòu)；合作學(xué)習(xí)；工程實(shí)踐能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G432

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問(wèn)題

軟件體系結(jié)構(gòu)（也稱(chēng)軟件架構(gòu)）是從軟件設(shè)計(jì)抽象出來(lái)的一門(mén)學(xué)科，目前已經(jīng)成為軟件工程的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，在現(xiàn)代軟件行業(yè)中處于重要地位。作為一門(mén)在軟件工程知識(shí)體系中提綱挈領(lǐng)的核心課程，軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)質(zhì)量對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量起著極其重要的作用。目前，我國(guó)各高校的計(jì)算機(jī)應(yīng)用、軟件工程等專(zhuān)業(yè)的本科生，以及計(jì)算機(jī)軟件與理論的研究生教學(xué)中已普遍開(kāi)設(shè)了軟件體系結(jié)構(gòu)課程，為軟件架構(gòu)師的培養(yǎng)提供了條件。然而，由于課程本身存在著覆蓋面廣泛、抽象程度高等特點(diǎn)，對(duì)剛剛接觸軟件工程的學(xué)生來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法不可避免地存在一些問(wèn)題。

1.課程教材缺陷，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)

作為一門(mén)新興學(xué)科，軟件體系結(jié)構(gòu)本身依然處于不斷發(fā)展之中，同時(shí)由于學(xué)科本身的特點(diǎn)，其所牽涉的知識(shí)面比較廣泛，難以找到一本適合各個(gè)層面的教材，現(xiàn)有教材往往存在可用性差、更新緩慢、信息量不足等問(wèn)題，不能成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知工具。

2.傳統(tǒng)教學(xué)方式簡(jiǎn)單，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高

課堂教學(xué)以教師的理論教學(xué)為主，主要講授軟件體系結(jié)構(gòu)的基本概念和基本原理，以及軟件體系結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性和適應(yīng)性的理念，簡(jiǎn)單分析軟件體系結(jié)構(gòu)原理的具體應(yīng)用，只起到軟件體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)論的作用，缺乏互動(dòng)性。由于該課程的抽象程度高，理論性較強(qiáng)且涵蓋面廣泛，對(duì)剛剛接觸軟件工程的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在理解各種概念方面存在一定的難度，學(xué)生普遍覺(jué)得太抽象，難以跟實(shí)際的東西產(chǎn)生聯(lián)系，因此傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。

二、基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下的軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革

1.軟件體系結(jié)構(gòu)的課程特點(diǎn)

（1）軟件體系結(jié)構(gòu)是根據(jù)人們的軟件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，其設(shè)計(jì)原則、技術(shù)、方法較為抽象，主題是針對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)，組織元素之間的相互關(guān)系的描述，以及圍繞這種描述開(kāi)展的各項(xiàng)活動(dòng)（如設(shè)計(jì)、評(píng)估、實(shí)現(xiàn)、管理、測(cè)試等），其關(guān)注的是系統(tǒng)大粒度（宏觀(guān)）的總體結(jié)構(gòu)（例如分層、子系統(tǒng)的劃分等）。軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則、技術(shù)、方法通常是以前軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，其目的是為了在給定的時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等約束條件下快速而高效地設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的軟件，它們位于所有具體項(xiàng)目之上，針對(duì)全體軟件項(xiàng)目，因而具有一定的抽象性。

（2）從軟件設(shè)計(jì)的角度而言，并不存在完美的體系結(jié)構(gòu)，只有滿(mǎn)足某個(gè)特定項(xiàng)目需求的體系結(jié)構(gòu)。在實(shí)際的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮功能需求、質(zhì)量需求及其他的商業(yè)因素，并且一些質(zhì)量屬性之間經(jīng)常是相互沖突的，必須對(duì)各種要素進(jìn)行折中與權(quán)衡，而具體怎樣權(quán)衡和折中，則必須結(jié)合具體項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況去把握，并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的模式。

2.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下的軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革思路

從以上所述軟件體系結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)，我們可以看到，作為一門(mén)實(shí)踐與抽象并重的學(xué)科，在學(xué)生缺乏項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐安排不足的現(xiàn)實(shí)下，要想加深學(xué)生對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的方法和過(guò)程的感性認(rèn)識(shí)，糾正學(xué)生對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤和模糊認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)一步深入理解軟件體系結(jié)構(gòu)的理論和方法，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)很難達(dá)到目的。而項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式可以讓學(xué)生更牢固地掌握所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)；從項(xiàng)目中分析各類(lèi)軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)格的優(yōu)缺點(diǎn)，可以讓學(xué)生嘗試提出相應(yīng)的改進(jìn)方案；將軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)與實(shí)際軟件項(xiàng)目相結(jié)合，通過(guò)實(shí)踐練習(xí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計(jì)思想的理解，使他們有身臨其境的感覺(jué)，從而獲得滿(mǎn)意的教學(xué)效果。具體來(lái)說(shuō)，可以歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合。以項(xiàng)目—原理—解析為主線(xiàn)，以項(xiàng)目為前導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生參與與思考，通過(guò)參與實(shí)際項(xiàng)目的探討激發(fā)他們的好奇心和求知欲，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，著力培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造力。同時(shí)教師將相關(guān)原理和概念在項(xiàng)目分析時(shí)自然帶出，通過(guò)理論與實(shí)際項(xiàng)目的結(jié)合，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的不足，從而達(dá)到理論知識(shí)和實(shí)踐能力同步提高的教學(xué)目的。

（2）分組互學(xué)互助，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力?，F(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)不是早期的個(gè)人開(kāi)發(fā)模式，因此，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與協(xié)調(diào)能力是非常必要的。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，我們將所有學(xué)生分為若干組，每組由一名組長(zhǎng)和若干名組員構(gòu)成，無(wú)論是課堂的小組討論，還是項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，均以小組為單位完成。在組長(zhǎng)的統(tǒng)籌安排下，組員之間分工協(xié)作，互學(xué)互助。教師給定一些軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)風(fēng)格或模式，每個(gè)組選擇一個(gè)題目要求以不同的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格或模式去完成，并在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的不同階段組織專(zhuān)門(mén)的研討會(huì)，以組為單位讓學(xué)生講述他搜集的資料和相關(guān)的實(shí)例，重點(diǎn)講述他對(duì)實(shí)例的理解和看法，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（3）建立完善的資源庫(kù)、相應(yīng)的習(xí)題庫(kù)和全真項(xiàng)目庫(kù)。必要的實(shí)戰(zhàn)演練是加深學(xué)生對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法和過(guò)程的感性認(rèn)識(shí)，糾正學(xué)生對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤和模糊認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)一步深入理解軟件體系結(jié)構(gòu)的理論和方法的必要輔助手段，而這些必須以完善的資源項(xiàng)目庫(kù)為基礎(chǔ)。同時(shí)也要建立相應(yīng)的教學(xué)課程網(wǎng)站，包括教案習(xí)題庫(kù)、試題庫(kù)和實(shí)際項(xiàng)目等，將最新的教學(xué)資源研究成果和進(jìn)展展示給學(xué)生，以利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過(guò)這種“教師引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)”的方式，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，從而達(dá)到滿(mǎn)意的教學(xué)效果。

（4）改革舊有考核方式，提高工程能力所占比例。在課程的考核上，降低一般理論考試在總評(píng)中所占的比重，注重工程能力的考核。工程能力的考核主要通過(guò)貫穿課程始終的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行，考核采取項(xiàng)目答辯的形式：在課程結(jié)束后，每個(gè)小組根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行匯報(bào)演講，組長(zhǎng)首先給出總結(jié)報(bào)告與系統(tǒng)演示，然后由每個(gè)組員對(duì)自己在項(xiàng)目中所完成的工作進(jìn)行講解，教師根據(jù)匯報(bào)內(nèi)容提問(wèn)并由學(xué)生作答，最后評(píng)定學(xué)生成績(jī)。另外，每個(gè)小組還需提供相應(yīng)的技術(shù)資料，包括軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)、系統(tǒng)用例圖、軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格選擇與說(shuō)明、軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告、軟件體系結(jié)構(gòu)分析與評(píng)估報(bào)告、系統(tǒng)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)過(guò)程說(shuō)明、軟件使用說(shuō)明書(shū)、系統(tǒng)源碼、答辯PPT等。通過(guò)平衡理論考試與實(shí)踐操作的比重來(lái)改善傳統(tǒng)教學(xué)考核重理論、輕實(shí)踐的弊端，從而起到促進(jìn)學(xué)生理論實(shí)踐均衡發(fā)展的作用。

本文對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下的軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)進(jìn)行了探究。實(shí)踐表明，該模式能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)較好、較快地掌握該門(mén)課程，并對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)際的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力起到了很好的促進(jìn)作用。

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編輯 張珍珍