一種引入市場機制的軟件工程課程實踐教學(xué)方法

陸悠　奚雪峰　華澤

[摘 要]在高校計算機科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實踐中，軟件工程作為專業(yè)的核心和基礎(chǔ)課程，如何將課本知識盡可能貼近實踐地傳授給學(xué)生，并合理地考核學(xué)生掌握程度是關(guān)鍵。在計算機軟件工程的實踐過程中，引入市場機制，構(gòu)建貼近實際的模擬開發(fā)環(huán)境，以此為基礎(chǔ)來設(shè)計、組織教學(xué)內(nèi)容和成績評定，突出知識的實踐性，學(xué)習(xí)的主動性，從而提高高校學(xué)生對軟件工程課程的學(xué)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞]迭代開發(fā)計算機實踐課程 軟件工程

[中圖分類號] G642；TP311.5 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）15-0080-03

一、前言

在高校計算機科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實踐中，軟件工程作為專業(yè)的核心和基礎(chǔ)課程，如何將課本知識盡可能貼近實踐地傳授給學(xué)生，并合理地考核學(xué)生掌握程度是關(guān)鍵。由于缺乏實踐性，以講課為主的教學(xué)方式對學(xué)生缺乏吸引力；另一方面，盡管學(xué)生完成課程之后能通過書面考試，但當(dāng)其進行畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)實習(xí)乃至進行實際項目開發(fā)時，仍不能合理應(yīng)用所學(xué)知識，不少考試成績出色的學(xué)生在實際項目中并沒有表現(xiàn)出相應(yīng)的實踐能力。

分析這些現(xiàn)象，可以找出一個共同的原因，即軟件工程課程教學(xué)方式與實際環(huán)境脫離，與實際的軟件項目環(huán)境聯(lián)系不深，對學(xué)生的吸引力不大，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

軟件工程本身是一門實踐性、工程性很強的課程，尤其是隨著軟件工業(yè)的不斷發(fā)展，軟件開發(fā)已經(jīng)普遍團隊化、規(guī)范化和流程化，如何將教學(xué)與軟件工業(yè)的需求銜接起來，是擺在高校教師面前的一項嚴(yán)峻課題。本文提出將市場機制環(huán)境引入軟件工程實踐教學(xué)過程中的方法，即以模擬實際商業(yè)環(huán)境中客戶、軟件開發(fā)公司管理者以及軟件開發(fā)者互動為導(dǎo)向，將軟件工程的教學(xué)目標(biāo)融合進具體實踐環(huán)境中去，從而使學(xué)生直接得到近似于實際環(huán)境的鍛煉，充分掌握軟件工程的基本概念、理論與方法。此舉不但促進學(xué)生在實踐中應(yīng)用和掌握軟件工程的開發(fā)規(guī)范和流程以及團隊合作方法等，而且可以促使用戶理解軟件工業(yè)所處的商業(yè)背景和實際環(huán)境，從而有效地提高教學(xué)效果。學(xué)生在軟件工程的課程學(xué)習(xí)基本完成之后，以分別扮演客戶、軟件公司管理者與開發(fā)人員等不同角色，在教師協(xié)調(diào)之下，模擬開發(fā)項目的商業(yè)流程，完成若干工程目標(biāo)，最終通過衡量每個角色的收入來考核學(xué)生的表現(xiàn)。在實踐過程中，學(xué)生在教師指導(dǎo)與裁決的基礎(chǔ)上，根據(jù)所扮演角色的需求，靈活運用所學(xué)的知識點，盡可能地將自身利益最大化。當(dāng)整個課程結(jié)束的時候，學(xué)生不僅能夠在實踐動手能力、創(chuàng)新思維、專業(yè)知識、科研能力和團隊合作精神等方面得到訓(xùn)練，而且也能對軟件工業(yè)環(huán)境有更充分的了解。另外，這樣的方式對學(xué)生而言具有很大的趣味性、實用性以及競爭性，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

二、引入迭代開發(fā)驅(qū)動模擬項目的教學(xué)目的

將市場機制引入軟件工程實踐過程，通過模擬實際軟件工業(yè)的開發(fā)環(huán)境，將知識點融合于整個開發(fā)過程，強化學(xué)生的實踐行為，通過這樣的教學(xué)方式，能夠有效地實現(xiàn)以下目標(biāo)。

（一）符合軟件行業(yè)對高校學(xué)生的需求

市場機制（market mechanism），即資源在市場上通過自由競爭與自由交換來實現(xiàn)配置的機制，也是價值規(guī)律的實現(xiàn)形式。具體來說，它是指市場機制體內(nèi)的供求、價格、競爭、風(fēng)險等要素之間互相聯(lián)系及作用機理，主要包括供求機制、價格機制、競爭機制和風(fēng)險機制。當(dāng)前軟件工業(yè)正是建立在高度市場化的競爭環(huán)境中，其基本概念、方法等都體現(xiàn)了市場機制下各個經(jīng)濟行為主體之間如何為自身的利益而相互展開競爭，實現(xiàn)利益最大化的。然而在目前的高校教育課程中，軟件工程類課程缺乏對實際情況的體現(xiàn)，學(xué)生對基本概念、理論難有實踐的理解和鍛煉，將基于市場機制的模擬實踐環(huán)境引入教學(xué)環(huán)節(jié)之中，能夠有效地彌補這一不足。

（二）強化學(xué)生的實踐能力

由中國計算機學(xué)會教育專業(yè)委員會完成的《中國高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（應(yīng)用型）學(xué)科教程（2009）》明確指出：“計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是實踐性極強的學(xué)科，必須培養(yǎng)學(xué)生具有很強的實際動手能力?！眰鹘y(tǒng)的教學(xué)無法使學(xué)生了解如何在實踐中應(yīng)用軟件工程的理論知識。因此，在教學(xué)中引入市場機制的模擬環(huán)境能夠有效地提高學(xué)生的實踐能力。

（三）提高學(xué)生的自學(xué)能力

“講三、練二、考一”是當(dāng)前計算機學(xué)科課程教學(xué)的主要特征，這種“填鴨式”的教學(xué)使得學(xué)生幾乎沒有對軟件工程進行自學(xué)和深入研究的動力。要解決這個矛盾，就要讓學(xué)生主動產(chǎn)生對課堂傳授的理論的求知欲和好奇心，而實踐則是培養(yǎng)這種求知欲、好奇心的最佳方法。

（四）鍛煉學(xué)生的問題求解能力

傳統(tǒng)軟件工程教學(xué)重點往往集中在軟件工程領(lǐng)域本身，而軟件開發(fā)則是一個綜合性過程，通過引入市場機制的模擬實際項目環(huán)境，能夠不斷提出涉及各個方面的實際的問題目標(biāo)，能夠有效驅(qū)動學(xué)生靈活運用所學(xué)的各方面課程的知識，進而培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

三、模擬項目的教學(xué)組織方法

要達到上述的教學(xué)效果，以“軟件工程實踐——信息管理類項目實踐”為例，筆者在教學(xué)組織方面進行了以下的嘗試。

（一）基于市場機制的項目環(huán)境構(gòu)建

筆者基于市場機制的項目開發(fā)環(huán)境設(shè)計和組織了教學(xué)內(nèi)容，主要安排包括以下幾個方面。

1.場景設(shè)計

筆者將整個項目的場景設(shè)計為一小型市場環(huán)境，主要角色包括消費者、項目經(jīng)理和軟件開發(fā)者三種，這三種角色具有各自的目的和利益，并試圖通過市場來達到目的并實現(xiàn)利益最大化，角色安排如表1所示。

表1 項目場景設(shè)計

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從表1可以看出，三種角色是對當(dāng)前軟件工業(yè)市場環(huán)境的簡單模擬，其中消費者、項目經(jīng)理和開發(fā)者的利益訴求能夠較好地進行量化。在實踐過程中，該場景能夠有效吸引學(xué)生的興趣，促使學(xué)生思考和應(yīng)用課程所學(xué)的知識點，并具備對學(xué)生實踐成績的合理量化方法。

2.教學(xué)組織方法

在實踐過程的每個階段啟動前，教師根據(jù)場景安排準(zhǔn)備較為具體的角色目標(biāo)讓學(xué)生討論。不同角色的學(xué)生團隊需要進行現(xiàn)場討論，分析本團隊要采取的策略，提出該階段內(nèi)的具體實踐路線圖，在完成實踐之后，還要對該階段的行為進行整理和總結(jié)，教師則需對可能存在的爭議進行裁決。實踐結(jié)束后，各個角色、開發(fā)團隊還需要在課堂上陳述自己的工作。

3.教學(xué)內(nèi)容安排

（1）角色分配階段，確定消費者、項目經(jīng)理與開發(fā)者的角色，根據(jù)學(xué)生人數(shù)，大致比例為1∶1∶8。消費者從項目經(jīng)理處預(yù)定軟件，項目經(jīng)理雇傭軟件開發(fā)者開發(fā)軟件，流通貨幣為虛擬貨幣￥，資金由教師操作的銀行支持。課程初期，銀行為每個消費者和項目團隊設(shè)立一個賬戶，消費者有￥30000 購買資金，項目經(jīng)理則有￥2000啟動資金。游戲目標(biāo)是消費者盡可能以較低價格購買較高質(zhì)量的軟件，實現(xiàn)采購成本最小化；項目經(jīng)理則盡可能多銷售出本團隊的應(yīng)用程序，從而使團隊利潤最大化。在購買軟件和銷售軟件時，買家和賣家都必須在價格上達成一致，包括軟件工程所涉及的維護時間、技術(shù)支持、軟件擔(dān)保以及可能的延期交付懲罰等各種費用。

（2）項目確定階段，消費者通過與教師討論確定應(yīng)用程序需求，對功能要求進行量化，相當(dāng)于用戶需求的提出，隨后教師根據(jù)難度，給出功能指導(dǎo)價格。在此基礎(chǔ)上，消費者向項目經(jīng)理進行招標(biāo)。為避免因難度不匹配造成投標(biāo)困難，教師一方面需控制難度，另一方面可重復(fù)進行三輪投標(biāo)，每輪投標(biāo)后公布結(jié)果，然后重新投標(biāo)，最后取平均價格決定結(jié)果。投標(biāo)結(jié)束后消費者與項目經(jīng)理簽訂合同。雙方必須在文字上達成一致意見。以下是合同內(nèi)容的若干建議：價格、交付清單（例如：應(yīng)該提交的文檔）、每一個交付項的交付日期、轉(zhuǎn)讓機制（軟件如何交付？）、達成一致的售后工作量、技術(shù)支持成本、不能按時交付需交的違約金、對于軟件最低質(zhì)量程度的保證，等等。最后項目經(jīng)理根據(jù)投標(biāo)情況在軟件開發(fā)者中招募不同角色的開發(fā)人員并與其約定酬勞，為避免分配不均勻，招募過程也可重復(fù)進行三輪，每輪結(jié)束時公示各角色的平均薪酬。

（3）軟件開發(fā)階段，該階段中項目經(jīng)理負(fù)責(zé)管理，根據(jù)開發(fā)人員的表現(xiàn)情況發(fā)放酬金，消費者負(fù)責(zé)監(jiān)督，根據(jù)項目進展情況，按照投標(biāo)約定給付資金。開發(fā)階段可安排四次講評，以團隊成果的形式在全班環(huán)境下進行討論。在整個開發(fā)過程中還需要提交每周工作報告，幫助教師了解團隊的進度以及存在的問題，并作為裁決基礎(chǔ)。周報中應(yīng)該記錄團隊本周的工作情況，具體要包含以下一些內(nèi)容：識別的風(fēng)險，列出本周識別出的所有新風(fēng)險、技術(shù)問題；列出所出現(xiàn)的技術(shù)問題（如設(shè)計問題等）細節(jié)、解決方法等；列出本周做出的所有決策，包括買賣策略、測試策略、管理策略等；列出完成的工作，到達的里程碑等。該階段中較易出現(xiàn)各種糾紛，教師應(yīng)該承擔(dān)裁決的任務(wù)，合理解決。

（二）學(xué)生的管理

對學(xué)生實踐行為的管理以及加強學(xué)生對自身角色的了解是項目實踐成功的前提，在不同階段應(yīng)注意不同的工作細節(jié)。

在第一階段，不同角色理解難度有差別，教師應(yīng)做好解釋和培訓(xùn)工作，另外也可以采用兩個班互相分配方式。

在第二階段，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生盡可能理性地進行思考，從真正的消費者或項目經(jīng)理的角度考慮問題，并注意約定合同的合理性、可操作性。

在第三階段，教師一方面要做好糾紛的裁決，另一方面則要及時進行總結(jié)和引導(dǎo)討論，盡可能及時地將開發(fā)過程中體現(xiàn)軟件工程思想、理論的實例展示給學(xué)生。

（三）成績評定

在基于市場機制的模擬實際項目環(huán)境下，成績量化根據(jù)角色的不同而有不同的側(cè)重點。對消費者而言，其成績由所收獲的應(yīng)用程序質(zhì)量和剩余資金之和構(gòu)成；項目經(jīng)理的成績則由其利潤來計算；而開發(fā)者的成績則由其收入來決定。顯然，要得到較高的成績，依賴消費者、項目經(jīng)理和開發(fā)者的通力合作才可以，因此，學(xué)生只有在平時實踐中盡可能地互相協(xié)作，才能獲得良好的成績。這樣不僅可以使日常教學(xué)獲得良好的效果，而且也減輕了學(xué)生考試的壓力。

四、采用模擬項目后的教學(xué)效果

下面是部分學(xué)生在課后交流時談到的收獲與體會：

“在以前的軟件工程課程中，我們大多都是對書本知識進行死記硬背。這次不一樣了，我們遇到了許多過去從沒接觸到的實際問題。課程結(jié)束以后，我們體會到理論結(jié)合實際、培養(yǎng)動手能力的重要意義?！?/p>

“一個團隊的成功絕不是隊員個人能力累積的結(jié)果，我們的成功得益于我們非常好的團隊合作關(guān)系。合作當(dāng)中比較關(guān)鍵的因素包括責(zé)任心、互補的性格、尊重對方的意見、不互相埋怨、相互鼓勵信任等，看起來很普通的人組成的團隊，可以釋放出超出累計和的效果，就是所謂的1+1>2?！?/p>

總之，通過引入市場機制的軟件工程實踐項目的訓(xùn)練，能夠強化學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)踏實、堅韌不拔的科學(xué)探索精神。

五、結(jié)論

通過兩個學(xué)期的實踐，引入市場機制的軟件工程實踐取得了良好的教學(xué)效果。在該課程中，學(xué)生們經(jīng)過實踐的3個不同環(huán)節(jié)，完成了約6000-10000行左右的Java、C#程序。雖然距離實際程序員仍有差距，但我們有理由相信，通過一系列類似的實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，一個高校學(xué)生完全有希望達到成為一個有基礎(chǔ)的程序員的目標(biāo)。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陸悠.一種項目迭代開發(fā)驅(qū)動的計算機實踐類課程教學(xué)方法[J].大學(xué)教育，2013（8）.

[2] 彭秀芳.高等職業(yè)教育與國際教育水平接軌若干問題的思考與探索[J].教育理論與實踐，2005（12）.

[3] 楊小秋.教育實踐主體的活動范式[J].教育理論與實踐，2007（4）.

[4] 劉超，林虹.談高職教育的課程開發(fā)與建設(shè)[J].北京教育，2006（6）.

[5] 程忠國.深化高職教育課程模式改革的實踐思考[J].教育與職業(yè)，2006（21）.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]