與時俱進(jìn)的軟件工程教學(xué)

吳志輝　文志誠

摘要：從計算機(jī)軟件工程專業(yè)軟件工程課程的實踐教學(xué)方法改革角度，對軟件工程實踐教學(xué)的內(nèi)容、方式、平臺等方面提出一些實用的方法和建議，介紹完整實現(xiàn)移動平臺新技術(shù)、新知識的教學(xué)案例項目。

關(guān)鍵詞：軟件工程；移動軟件開發(fā)；實踐教學(xué)

1.背景

2013年，中國大陸有699萬大學(xué)畢業(yè)生需要就業(yè)，面對如此嚴(yán)峻的形勢，如何提高學(xué)生就業(yè)率成了各大高校面對的巨大難題。從專業(yè)教學(xué)的角度來考慮，學(xué)校要努力提高學(xué)生的專業(yè)能力，使之能適應(yīng)各種工作的要求，擴(kuò)大就業(yè)范圍，提升就業(yè)實力；就軟件工程專業(yè)而言，學(xué)校要豐富學(xué)生的開發(fā)經(jīng)驗，使其了解當(dāng)前軟件開發(fā)的主流方向，并掌握其中多個方面的開發(fā)技術(shù)；總之就是要適應(yīng)時代的要求，全方位提升學(xué)生各項能力，在就業(yè)難的困境中找到光明之路。

筆者從當(dāng)今IT業(yè)的硬件、軟件發(fā)展趨勢和軟件開發(fā)方向出發(fā)，結(jié)合實際的教學(xué)經(jīng)驗，提出了一些看法和建議，設(shè)計和建立了一些完整的教學(xué)案例系統(tǒng)來擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容。

2.軟件行業(yè)的硬軟件發(fā)展趨勢

從計算機(jī)的普及，到互聯(lián)網(wǎng)的廣泛運(yùn)用，再到目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，信息技術(shù)進(jìn)入了第3個信息時代，這得益于各種各樣的計算機(jī)硬件和傳感器的高速發(fā)展。處理器功能越來越強(qiáng)大，體積和功耗越來越小，各種智能傳感器和嵌入式?jīng)]備得到了極大的發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)時代的到來奠定了堅實的基礎(chǔ)。了解這種趨勢對學(xué)生是有極大幫助的，軟件開發(fā)終究離不開硬件的發(fā)展，

首先，以蘋果公司為代表的智能手機(jī)iPhone和平板電腦iPad開啟了移動設(shè)備的新時代，從2006年到現(xiàn)在，幾年的時間，它顛覆了手機(jī)和電腦的概念。后來谷歌推出免費(fèi)的Andriod移動設(shè)備操作系統(tǒng)，使得智能手機(jī)成為人類離不殲的基本工具。2012年，微軟也終于發(fā)布了自己的統(tǒng)一操作系統(tǒng)Windows 8，可以在PC、平板電腦、智能手機(jī)上運(yùn)行。這三大巨頭在各自的軟件商店都有超過幾十萬的應(yīng)用，并且還在不斷增長中，各個公司和個人都在積極為這些智能沒箭開發(fā)軟件。這一趨勢不僅改變了軟件開發(fā)的平臺，也改變了軟件開發(fā)的方向，傳統(tǒng)的桌面程序和基本的Web應(yīng)用程序開發(fā)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會的需求，如果不了解移動平臺軟件開發(fā)的基本技術(shù)，將會對學(xué)生的就業(yè)能力形成極大的障礙因此，在軟件工程教學(xué)中，教師會向?qū)W生灌輸這些思想：如果不想被淘汰，必須掌握至少一種移動設(shè)備的軟件開發(fā)工具，能掌握多個平臺的開發(fā)就能適應(yīng)更加廣泛的就業(yè)要求。

3.軟件工程實踐教學(xué)內(nèi)容的改革

軟件工程課程主要講授軟件開發(fā)過程的基本方法、工具和管理知識，是一些“放之四海而皆準(zhǔn)”的概念、原則和經(jīng)驗，而實際的軟件開發(fā)平臺、環(huán)境、內(nèi)容等千差萬別，如果不在一個實際的環(huán)境中實踐，恐怕也只是紙上談兵，軟件工程知識也無法為學(xué)生開發(fā)軟件提供一個萬能的解決辦法。因此，軟件工程的實踐教學(xué)得到了許多高校的大力支持，但教學(xué)的內(nèi)容仍過于陳舊，無法跟上時代的步伐，所以從2012開始，在軟件工程教學(xué)中，我們增加了一些實用內(nèi)容。

3.1增加面向?qū)ο箝_發(fā)方法的多個案例

面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ㄊ擒浖こ陶n程的核心內(nèi)容之一。軟件建模雖然不針對具體的程序語言，但如果沒有具體的案例來體現(xiàn)其優(yōu)勢，會導(dǎo)致許多學(xué)生對其認(rèn)識模糊。遺憾的是，很多學(xué)生天天在講面向?qū)ο?，但在他們的畢業(yè)設(shè)計中可以看出，能真正使用面向?qū)ο笤O(shè)計和實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的學(xué)生少得可憐。因此，教師也必須學(xué)習(xí)新知識，特別是移動開發(fā)的相關(guān)知識，以編寫實用的教學(xué)項目，在課堂上展示實際的效果，既提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，了解知識在實際項目中的運(yùn)用方法。由于蘋果公司的軟件開發(fā)要求過于封閉和苛刻，我們的幾個實際教學(xué)項目都是針對Andriod和Windows Phone、Windows 8平板而設(shè)計編寫的，分別是基于移動平臺的定制短信群發(fā)軟件、郵件群發(fā)軟件、移動黑板、手機(jī)游戲坦克大戰(zhàn)等。

3.2增加針對移動平臺的軟件開發(fā)知識介紹

智能移動設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦，比PC增加了不少硬件特性，使開發(fā)移動設(shè)備程序具有很多新的特點。

首先，輸入設(shè)備變化大。大多設(shè)備支持多點觸摸，鍵盤輸入使用很占屏幕區(qū)域的軟鍵盤，這使得人機(jī)交互界面的設(shè)計也發(fā)生了很大變化。另外，麥克風(fēng)、攝像頭、方向傳感器、重力傳感器、光線傳感器、閃光燈、GPS、Wifi、藍(lán)牙、甚至近距離通信NFC等設(shè)備已經(jīng)成為智能手機(jī)的基本配置。如果不給學(xué)生介紹這些知識，不在教學(xué)案例中使用這些設(shè)備，學(xué)生可能會產(chǎn)生知識盲區(qū)，甚至在應(yīng)聘的時候給用人單位留下不好的印象。例如，在分析設(shè)計“移動黑板”時，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計了基本的黑板、黑板頁、圖形等對象，使用了組成設(shè)計模式。圖形的輸入，是通過接收觸摸信息獲得的，因此上課時，教師應(yīng)順便給學(xué)生講授一點有關(guān)觸摸編程的知識，并在實際案例中展示編程代碼和運(yùn)行效果。該程序在windows 8系統(tǒng)上運(yùn)行，可以同時繪制最多10個圖形。

其次，教師要給學(xué)生學(xué)習(xí)新知識降壓。目前三大科技公司都為移動平臺的軟件開發(fā)提供了優(yōu)良的開發(fā)工具，也都使用面向?qū)ο蟮乃枷?，還提供了大量的類供程序員使用。Object-C、Java、C#，都是典型的面向?qū)ο缶幊陶Z言。有了OOAD的軟件工程思想，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的阻力不大，教師可以通過共享教學(xué)案例的設(shè)計源代碼，有效幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)的畏難心理。

3.3多種方式加強(qiáng)實踐教學(xué)

軟件工程是門實踐性很強(qiáng)的課程，只有通過實踐才能真正提高學(xué)生知識應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。然而，傳統(tǒng)本科專業(yè)的軟件工程教學(xué)一般都只有理論教學(xué)，總學(xué)時在48課時以內(nèi)，如何在有限的課時內(nèi)，得到較好的實踐效果，需要發(fā)揮教師的智慧。

首先，在課程開始，教師就預(yù)設(shè)了較多的小項目供學(xué)生選擇。學(xué)生可以4人一組，從中選擇一個題目，教師要求他們在整個教學(xué)過程中，始終堅持完成此項目。針對移動平臺，我們預(yù)設(shè)了這些小程序：endprint

（1）用于XAML語法教學(xué)演示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)；

（2）從新聞網(wǎng)站自動獲取特定新聞的移動客戶端程序的設(shè)計和實現(xiàn)；

（3）從中央氣象臺獲取天氣預(yù)報的移動客戶端程序的設(shè)計和實現(xiàn)；

（4）從新浪財經(jīng)頻道自動獲取股票信息的移動客戶端程序的設(shè)計和實現(xiàn)；

（5）智能手機(jī)貪吃蛇游戲程序設(shè)計；

（6）智能手機(jī)坦克大戰(zhàn)游戲程序設(shè)計；

（7）智能手機(jī)短信群發(fā)程序；

（8）智能手機(jī)郵件群發(fā)程序；

（9）智能手機(jī)音樂及歌詞播放器。

這些程序都不大，比較適合實踐教學(xué)，也可作為畢業(yè)設(shè)計的練兵項目。教師可提倡學(xué)生自擬題目，但要評審題目是否合適，限制其復(fù)雜性和規(guī)模，引導(dǎo)新技術(shù)、新思想。

其次，教師要制定合理開發(fā)進(jìn)度，適當(dāng)超前課堂教學(xué)，在課堂上展示優(yōu)秀的分析設(shè)計成果，現(xiàn)場討論相關(guān)問題。對優(yōu)秀的“作品”，教師在考試成績中給予加分體現(xiàn)。開發(fā)活動只能在課外實踐進(jìn)行，但成果可以在課堂展示，以提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力和興趣。

再者，教師組織學(xué)生建立移動程序開發(fā)QQ群，教師和學(xué)生可以在此進(jìn)行課外交流。教師也可以在群里提供教學(xué)案例的開發(fā)資料和經(jīng)驗，如UML模型、設(shè)計的源代碼、數(shù)據(jù)文件等。學(xué)生可以在群里提交各自小組的項目文件，也可以討論具體的設(shè)計技術(shù)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗，給學(xué)生“秀”能力提供了展示平臺。實踐證明，通過這樣的交流，拉近了教師與學(xué)生的距離，課堂教學(xué)有了豐富的素材可用，教學(xué)效果得以體現(xiàn)；較大面積地發(fā)現(xiàn)了優(yōu)秀學(xué)生，特別是愿意學(xué)習(xí)新知識的學(xué)生，而不是原來僅限于“創(chuàng)新實驗室”的幾個學(xué)生。

4.與時俱進(jìn)教學(xué)效果評價

自2012年來，軟件工程新的實踐教學(xué)方式實施了2屆，取得了一些效果，也看到了存在的一些問題。

（1）有效提高了學(xué)生的自學(xué)能力和主動學(xué)習(xí)意識，灌輸式學(xué)習(xí)觀念得以改變。上課不來、課后從不看書、作業(yè)抄襲、考試突擊的現(xiàn)象得到抑制。學(xué)生通過實踐學(xué)習(xí)，感受到了教學(xué)案例的先進(jìn)性、實用價值，有效提高了學(xué)生利用新技術(shù)開發(fā)軟件項目的信心和潛能。

（2）有效克服了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的畏難心理，也提高了教師學(xué)習(xí)新知識的熱情。開發(fā)具有新技術(shù)、新思想的教學(xué)案例，才有信心和能力教授學(xué)生，才能使學(xué)生感受到有能力使用新技術(shù)開發(fā)軟件。通過交流平臺，在課外教師和學(xué)生都是學(xué)習(xí)新知識的“新手”，教師的虛心學(xué)習(xí)態(tài)度，能i上學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能得以釋放和展現(xiàn)。

（3）使用新技術(shù)開發(fā)軟件，使軟件工程的思想在實踐中得以體現(xiàn)，增加了同學(xué)間相處和協(xié)調(diào)的能力；使學(xué)生逐步培養(yǎng)建立了就業(yè)、創(chuàng)業(yè)意識。

由于課外式的教學(xué)實踐使學(xué)習(xí)的時間和精力有限，不少學(xué)生感到壓力很大，出現(xiàn)情緒低落的現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生放棄該課程學(xué)習(xí)的念頭，課程結(jié)束時沒能提交完整的項目實現(xiàn)。要改變這種狀況，辦法之一就是把畢業(yè)設(shè)計融入到軟件工程教學(xué)之中，以實踐教學(xué)的項目作為畢業(yè)設(shè)計的課題。

5.結(jié)語

軟件工程教學(xué)要與時俱進(jìn)，既要把握IT行業(yè)的發(fā)展方向，也要有更好的教學(xué)方法和案例，由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生在軟件工程的思想指導(dǎo)下，逐步熟悉當(dāng)前軟件的開發(fā)方向和技術(shù)，努力提高就業(yè)競爭能力。endprint