游戲模擬法在軟件工程課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

陳利平 彭彩紅

摘 要：軟件工程課程設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件工程專業(yè)的一門獨(dú)立實(shí)踐課程，以培養(yǎng)學(xué)生軟件開發(fā)綜合能力為目標(biāo)。而軟件工程課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)境與軟件實(shí)際開發(fā)環(huán)境存在著一定差距。國(guó)外常采用模擬教學(xué)法來縮短這一差距，而且這一方法也受到越來越多的關(guān)注。該文分析了軟件工程課程設(shè)計(jì)存在的主要問題，闡述了游戲模擬法在軟件工程課程設(shè)計(jì)的組織與實(shí)施形式，同時(shí)探討軟件工程課程設(shè)計(jì)對(duì)軟件工程課程教學(xué)的一些啟示。

關(guān)鍵詞：軟件工程 課程設(shè)計(jì) 游戲模擬

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）02（c）-0130-02

軟件工程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)及軟件工程等相關(guān)專業(yè)的必修課，是一門理論與實(shí)踐并重的課程，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)是課程的重要組成部分，關(guān)系到學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。軟件工程課程設(shè)計(jì)是軟件工程教學(xué)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握軟件工程方法、過程與工具的基礎(chǔ)上提高實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用能力，學(xué)會(huì)撰寫軟件開發(fā)過程中各階段的規(guī)范文檔，提高學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為將來從事軟件開發(fā)與管理工作奠定基礎(chǔ)。

然而，軟件工程課程設(shè)計(jì)存在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與現(xiàn)實(shí)開發(fā)的軟件環(huán)境不一致，不能適應(yīng)實(shí)際的軟件開發(fā)特別是大型軟件的開發(fā)，很難解決實(shí)際軟件工程項(xiàng)目若干典型問題和實(shí)踐技能。學(xué)生能開發(fā)一些簡(jiǎn)單的軟件，但由于受時(shí)間以及實(shí)踐項(xiàng)目各種條件限制，課程設(shè)計(jì)很難在廣度和深度上反映軟件工程課程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和內(nèi)在本質(zhì)。為了解決軟件工程課程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和實(shí)踐問題，該文分析了軟件工程課程設(shè)計(jì)存在的問題，描述了游戲模擬教學(xué)法[1-2]，并對(duì)該方法在軟件工程課程設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 軟件工程課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的軟件工程課程設(shè)計(jì)雖然也有設(shè)計(jì)的要求，學(xué)生參與一定的實(shí)踐練習(xí)，但一般停留在組織學(xué)生編寫軟件開發(fā)過程中各階段的文檔上，忽略了軟件項(xiàng)目的實(shí)際要求，缺乏對(duì)教學(xué)方法和內(nèi)容的更新。軟件工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)中普遍存在的問題如下?[3]。

（1）內(nèi)容陳舊，與實(shí)際脫節(jié)。很多從事軟件工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)的教師從學(xué)校畢業(yè)后直接從事教學(xué)工作，沒有軟件項(xiàng)目開發(fā)的親身經(jīng)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般來自一些參考書籍，給學(xué)生創(chuàng)造了抄襲的機(jī)會(huì)，達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的要求；有些課題比較陳舊，與現(xiàn)實(shí)脫軌，導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容不感感興趣，因此扼殺學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和動(dòng)手的積極性。

（2）項(xiàng)目組劃分不合理。項(xiàng)目組劃分是否合理，直接關(guān)系到項(xiàng)目的成敗。項(xiàng)目組的劃分一般是按學(xué)號(hào)，或?qū)W生自由組合，前者失去了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的融合，后者導(dǎo)致工作量不平衡，好的學(xué)生包攬了課程設(shè)計(jì)的所有任務(wù)，而差的學(xué)生做得很少，更甚的少數(shù)學(xué)生沒有人組合而只能孤軍作戰(zhàn)。

（3）成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)單一。課程設(shè)計(jì)的評(píng)分一般是指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生提交的報(bào)告和設(shè)計(jì)結(jié)果來評(píng)分，沒有對(duì)學(xué)生溝通能力、表達(dá)能力、組織能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 游戲模擬法

所謂游戲模擬法，就是結(jié)合專業(yè)背景與行業(yè)特色，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)直觀的、模擬仿真的工作場(chǎng)景，按實(shí)際的工作內(nèi)容設(shè)計(jì)好課題，讓學(xué)生獨(dú)立或合作參與到軟件工程過程中。

游戲模擬法[4-5]能提供大量的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)演示軟件過程，能提供軟件工程知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生完成模擬軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)。在游戲模擬中，玩家們?yōu)榱藵M足虛擬環(huán)境中的某些特定的目標(biāo)（有時(shí)是相互矛盾的目標(biāo)），不得不改變當(dāng)初的決策。在經(jīng)歷多次決策后，玩家也間接地經(jīng)歷了類似軟件過程，特別是游戲模擬解決了軟件工程課程設(shè)計(jì)中軟件過程教學(xué)中存在的以下問題。

（1）非線性。很多情況要求玩家同時(shí)關(guān)注模擬的隨機(jī)因素造成的每一個(gè)運(yùn)行的唯一性，解決了軟件過程的非線性。

（2）多個(gè)相互沖突的目標(biāo)。軟件過程中許多目標(biāo)有時(shí)互相干擾，必須對(duì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，于是導(dǎo)致有些目標(biāo)能實(shí)現(xiàn)而其它目標(biāo)只能部分實(shí)現(xiàn)。

（3）允許改變決策。如果玩家判斷錯(cuò)誤，可以退出游戲，回到前面保存的游戲狀態(tài)，然后探索不同的選擇。

（4）多個(gè)利益相關(guān)者。在多用戶游戲中不同的玩家可以嘗試優(yōu)化自己的結(jié)果。在單一用戶游戲中，游戲通常提供了利益相關(guān)者。

學(xué)生通過游戲模擬軟件參與到軟件開發(fā)的全過程或子過程中，并將大量的軟件工程方法和技術(shù)融入到軟件開發(fā)過程中。在游戲模擬器的虛擬環(huán)境中，玩家可以作為軟件開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)理，管理一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，并為虛擬團(tuán)隊(duì)成員分配任務(wù)，協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)成員的活動(dòng)。游戲模擬器中最突出的特點(diǎn)是能針對(duì)軟件開發(fā)中突發(fā)事件做出決策，如客戶變更需求、某一成員離職等。同時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)理還可以通過加薪或獎(jiǎng)金提高項(xiàng)目組成員的積極性。如果玩家開發(fā)出來的軟件產(chǎn)品功能越完善、開發(fā)周期越短、軟件錯(cuò)誤率越低，經(jīng)費(fèi)未超預(yù)算，則獲得的分?jǐn)?shù)就越高；反之，如果玩家沒有按時(shí)交付項(xiàng)目，或經(jīng)費(fèi)超出項(xiàng)目預(yù)算，均視為失敗。

游戲模擬法有助于學(xué)生掌握軟件工程理論知識(shí)和指導(dǎo)學(xué)生的軟件工程課程設(shè)計(jì)，有效地引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)軟件項(xiàng)目的軟件過程。對(duì)于即將畢業(yè)的學(xué)生也受益，他們獲得寶貴的軟件工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)校與企業(yè)的接軌，找準(zhǔn)自己在行業(yè)中的位置。游戲模擬法在國(guó)外已應(yīng)用很多年，取得了好的教學(xué)效果，國(guó)內(nèi)的哈爾濱工業(yè)大學(xué)也提出了生存游戲模型，玩家都有機(jī)會(huì)成為虛擬公司的員工或管理者，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生積極影響，并為軟件工程過程的教學(xué)和實(shí)踐提供了新的思路。

3 結(jié)語

游戲模擬法是軟件工程課程設(shè)計(jì)中一種較為新型的實(shí)踐方式，鼓勵(lì)學(xué)生參與，幫助教師模擬真實(shí)環(huán)境，提高學(xué)生的技能和激發(fā)個(gè)人和團(tuán)隊(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到傳播軟件工程知識(shí)和提供技術(shù)資源。游戲模擬法擴(kuò)展了軟件工程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐空間和時(shí)間尺度，它以虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方式，更能迎合當(dāng)前大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。深入研究游戲模擬法，對(duì)改進(jìn)軟件工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)有非常重要的意義。

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