Android快速開(kāi)發(fā)框架在軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中的運(yùn)用

葉鵬 倪友聰

摘要：軟件設(shè)計(jì)是軟件工程課程教學(xué)的重難點(diǎn)內(nèi)容。然而目前在教學(xué)實(shí)踐中，由于缺乏相關(guān)教學(xué)資源使學(xué)生難以快速理解和掌握軟件設(shè)計(jì)的理論和技術(shù)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出一種Android快速開(kāi)發(fā)框架AF4Ad，在此基礎(chǔ)上將AF4Ad框架應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)案例，并通過(guò)對(duì)比分析使用和不使用AF4Ad框架兩種情形下對(duì)于學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)的影響，進(jìn)而說(shuō)明AF4Ad框架的有效性。

關(guān)鍵詞：軟件工程;軟件框架;實(shí)踐教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）43-0242-02

一、引言

在本科階段的軟件工程課程教學(xué)中，軟件設(shè)計(jì)能力被作為學(xué)生的重點(diǎn)需要培養(yǎng)的能力。然而，對(duì)于軟件設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的難點(diǎn)在于：在軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐中不但要理解信息隱蔽、模塊化等抽象概念，而且還要掌握高內(nèi)聚、低耦合等設(shè)計(jì)原則。因而，軟件設(shè)計(jì)一直被認(rèn)為是軟件工程課程教學(xué)中亟待解決的難點(diǎn)。由于缺乏與軟件設(shè)計(jì)相關(guān)的教學(xué)資源，使得學(xué)生往往難以在有限教學(xué)課時(shí)內(nèi)理解和掌握軟件設(shè)計(jì)的抽象理論和技術(shù)，影響了軟件工程課程的教學(xué)效果。近幾年國(guó)內(nèi)外在軟件工程教學(xué)研究工作中，主要是通過(guò)引入CDIO[1]思想改進(jìn)傳統(tǒng)的軟件工程課程教學(xué)[2-5]，特別是強(qiáng)調(diào)了以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式培養(yǎng)和提高學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)踐能力[6-8]。這些研究都針對(duì)軟件工程教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索，但仍然缺乏有效的教學(xué)資源來(lái)幫助學(xué)生快速理解和掌握軟件設(shè)計(jì)的理論和技術(shù)，并切實(shí)培養(yǎng)和提高他們軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)踐能力。

二、軟件框架AF4Ad簡(jiǎn)介

軟件框架AF4Ad是重要的教學(xué)資源。它幫助學(xué)生理解抽象的軟件設(shè)計(jì)理論知識(shí)，同時(shí)也為他們運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐起到指導(dǎo)作用?；贏ndroid SDK[9]，在AF4Ad框架中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一組可重用的軟件構(gòu)件。AF4Ad框架本身不僅可以幫助學(xué)生更好理解軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格、設(shè)計(jì)模型和軟件框架等知識(shí)，而且還能使學(xué)生利用它提供的可重用構(gòu)件高效地進(jìn)行Android移到應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。AF4Ad框架被分為用戶(hù)界面層（UI layer），領(lǐng)域?qū)樱―omain layer）和基礎(chǔ)層（Foundation Layer），如圖1所示。UI層實(shí)現(xiàn)圖形用戶(hù)界面，提供應(yīng)用程序與用戶(hù)交互的功能;Domain層用于封裝業(yè)務(wù)實(shí)體和業(yè)務(wù)服務(wù)，并向UI層提供業(yè)務(wù)功能接口;Foundation層則用于封裝一組通用服務(wù)（網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)持久化等），并向Domain層提供統(tǒng)一的接口。

三、AF4Ad框架在軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)案例中運(yùn)用

為了說(shuō)明AF4Ad框架的有效性，我們開(kāi)展了對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究。首先選取Android移動(dòng)應(yīng)用軟件中最為常見(jiàn)的用戶(hù)登錄模塊為實(shí)驗(yàn)案例，然后隨機(jī)挑選10名學(xué)生，并將它們分成兩個(gè)組，一個(gè)是實(shí)驗(yàn)組，另一個(gè)是對(duì)照組。其中實(shí)驗(yàn)組采用我們前期提出的設(shè)計(jì)方法[10]，使用AF4Ad框架設(shè)計(jì)用戶(hù)登錄模塊，而對(duì)照組不使用本文提出的AF4Ad框架完成設(shè)計(jì)工作。最后，通過(guò)使用CK套件[11]分析兩個(gè)組的設(shè)計(jì)方案的內(nèi)聚性和耦合性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。其中CBO用于度量對(duì)象之間的耦合性。CBO值越小，表明該類(lèi)獨(dú)立性越強(qiáng)，修改它時(shí)所涉及的類(lèi)也越少，維護(hù)的代價(jià)越小。LCOM用于度量對(duì)象的內(nèi)聚性。LCOM值記錄類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)相同成員屬性的成員方法數(shù)量，LCOM可表明類(lèi)的各成員方法之間的獨(dú)立性。LCOM越大，類(lèi)的封裝性越差，內(nèi)聚度就越小;而LCOM越小，類(lèi)的封裝性越好，內(nèi)聚度就越大。圖2反映了所有類(lèi)的平均CBO值和LCOM值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)方案的內(nèi)聚性平均提高了50%，耦合性平均降低了60%。實(shí)證了AF4Ad框架的有效性。

四、結(jié)語(yǔ)

AF4Ad框架為軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)提供了一種有效的教學(xué)資源。實(shí)驗(yàn)證明，AF4Ad框架為學(xué)生在軟件設(shè)計(jì)時(shí)提供了有效支持，幫助他們能更好地理解軟件設(shè)計(jì)的抽象概念，使他們更容易進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)而獲得更好的設(shè)計(jì)方案。下一步，將繼續(xù)完善該框架的內(nèi)容，使其能更好支持軟件設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]Crawley E F，Malmqvist J，Lucas W A，et al. The CDIO Syllabus v2. 0. An Updated Statement of Goals for Engineering Education[C]. Proceedings of 7th International CDIO Conference，Copenhagen，Denmark，2011.

[2]韓智，張振虹，李興娟.基于CDIO理念的軟件工程課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，（11）：56-59.

[3]張德海，柳青，黃光能.基于CDIO的軟件工程教學(xué)質(zhì)量保障體系構(gòu)建探索與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2011，33（A1）：182-185.

[4]梁瑞仕，曾荔枝，楊亮.基于CDIO理念的本科《軟件工程》教學(xué)改革研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)：上半月版，2011，（8）：25-26.

[5]蔡建平，黃志清.CDIO工程教育理念在軟件開(kāi)發(fā)綜合能力培養(yǎng)中的實(shí)踐[J].教育技術(shù)期刊，2011，2（5）：1-7.

[6]Chen C Y，Chong P P. Software engineering education：A study on conducting collaborative senior project development[J]. Journal of Systems and Software，2011，84（3）：479-491.

[7]徐玲，張小洪，文俊浩，等.軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，（11）：137-1149.

[8]Ragan E D，F(xiàn)rezza S，Cannell J. Product-based learning in software engineering education[C]. Frontiers in Education Conference，2009. FIE'09. 39th IEEE，2009. IEEE，2009：1-6.

[9]余世龍.Google Android SDK開(kāi)發(fā)范例大全[J].2010.

[10]葉鵬，倪友聰.基于軟件框架的軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2014，（2）：28.

[11]Chidamber S R，Kemerer C F. A metrics suite for object oriented design[J]. Software Engineering，IEEE Transactions on，1994，20（6）：476-493.