軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐

呂艷霞+曹雅麗+管瑩+賈朔

摘要：在信息社會(huì)發(fā)展的大潮下，隨著互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新思維模式的提出，針對(duì)企業(yè)對(duì)高校工程專業(yè)人才的需求，創(chuàng)新的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的普及顯得尤為重要。融合創(chuàng)新思維，以軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的開(kāi)放性上同時(shí)考慮實(shí)驗(yàn)的綜合性和設(shè)計(jì)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。探索新型綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以創(chuàng)新為理念，最終提高高校工程類專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平。

關(guān)鍵詞：軟件工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綜合性；設(shè)計(jì)性；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）01-0139-02

1 引言

當(dāng)今社會(huì)是信息社會(huì)，信息技術(shù)的飛速發(fā)展改變著社會(huì)的方方面面。高校工程類專業(yè)培養(yǎng)的人才需要適應(yīng)社會(huì)的快速發(fā)展。在高校工程類人才培養(yǎng)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要組成部分。開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)獲取、信息處理及知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。是開(kāi)發(fā)學(xué)生智能的重要步驟，著重培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。 軟件工程作為計(jì)算機(jī)類學(xué)生的一門專業(yè)課程，融合了多門課程的知識(shí)，以該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新作為探索高校綜合性、設(shè)計(jì)性并融合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先例。

2 綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的界定

2.1 綜合性實(shí)驗(yàn)界定

綜合性實(shí)驗(yàn)是指某課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及的知識(shí)是該課程知識(shí)的綜合運(yùn)用或與該課程相關(guān)的多門課程知識(shí)的綜合運(yùn)用。一般來(lái)說(shuō)，綜合性實(shí)驗(yàn)的綜合特征除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性以外，還體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)方法的多元性、實(shí)驗(yàn)手段的多樣性，以及對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)方面[1]。綜合性實(shí)驗(yàn)應(yīng)能體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)合性和人才培養(yǎng)的綜合性。

2.2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)界定

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指按照教師給定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅诮處煹闹笇?dǎo)下由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，加以實(shí)現(xiàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理的實(shí)驗(yàn)[1]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)能體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的探索性。

3 軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)

為了深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，帶動(dòng)教師積極開(kāi)展研究性教學(xué)和優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，本文提出了基于軟件工程課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐工作。軟件工程是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程，主要內(nèi)容包括可行性分析、需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)（面向過(guò)程和面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)）以及編碼測(cè)試等。

軟件工程課程實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)具體的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生能夠結(jié)和課程有關(guān)軟件生命期的介紹，規(guī)范軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程的文檔要求，掌握軟件設(shè)計(jì)的規(guī)范，理解軟件工程課程的基本理論與方法。

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一樣，應(yīng)具有完備的教學(xué)文件和教學(xué)檔案，有相關(guān)的教學(xué)大綱、教案、講義、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)等。

4 軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)

首先是前期的準(zhǔn)備工作，為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性和人才培養(yǎng)的綜合性，主要制定包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)題目的擬定，以及教案的準(zhǔn)備。開(kāi)課前的資料準(zhǔn)備充分后，邀請(qǐng)?jiān)撜n程的授課教師及該課程相關(guān)課程的授課教師，包括理論課教師和實(shí)驗(yàn)教師，召開(kāi)討論會(huì)，共同對(duì)軟件工程課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在綜合性和設(shè)計(jì)性方面的要求和開(kāi)展進(jìn)行討論，集眾之智對(duì)該課程的開(kāi)展提出進(jìn)一步的建議與完善。為實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ)。

本文對(duì)軟件工程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)主要是基于在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)生了翻天覆地的變化?；ヂ?lián)網(wǎng)+旨在結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)行業(yè)與技術(shù)，催生了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新形態(tài)。高校教育模式也在逐漸發(fā)生著各種各樣的變化，現(xiàn)代教育方式不再像以前一樣只有單一的課堂授受這一種形式，基于計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代教育開(kāi)始越來(lái)越多地走進(jìn)各高校。在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也開(kāi)始被一些高校在嘗試。在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的基本功能包括：

1） 教師管理實(shí)驗(yàn)題目；

2） 教師查看學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

3） 教師在線給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)；

4） 學(xué)生登錄查看實(shí)驗(yàn)題目；

5） 學(xué)生上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告；

6） 學(xué)生查詢自己的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的知識(shí)涉及軟件工程，C#或Java程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，面向?qū)ο螅琖eb涉及與開(kāi)發(fā)等多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)。綜合性較強(qiáng)，能夠比較全面的鍛煉學(xué)生的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。且該實(shí)驗(yàn)題目切合實(shí)際，取材源于學(xué)生日常實(shí)驗(yàn)課的經(jīng)歷，激勵(lì)學(xué)生采用信息化的思維和程序設(shè)計(jì)的思想來(lái)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。

要求學(xué)生采用自己所擅長(zhǎng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求和自己對(duì)實(shí)際問(wèn)題的理解，主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，結(jié)合所學(xué)的各相關(guān)專業(yè)知識(shí)，探索新的實(shí)驗(yàn)方法，充分考慮功能性、可用性，擴(kuò)展性和友好性，最終完成一個(gè)初具功能的在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。并在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中采用軟件工程的思想，在每個(gè)階段給出該系統(tǒng)的可行性分析說(shuō)明書(shū)、需求分析說(shuō)明書(shū)、總體設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等文字材料。

在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展過(guò)程中，學(xué)生的課堂表現(xiàn)以及最終的實(shí)驗(yàn)完成情況已經(jīng)體現(xiàn)了此次軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的效果，學(xué)生主動(dòng)性提升，體現(xiàn)在主動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，主動(dòng)思考系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，主動(dòng)編碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)等方面；綜合能力得到提升，主要體現(xiàn)在能夠綜合運(yùn)用軟件工程、程序設(shè)計(jì)、Web開(kāi)發(fā)以及數(shù)據(jù)庫(kù)等多門課程的知識(shí)解決問(wèn)題；創(chuàng)新能力得到提升，主要體現(xiàn)在每個(gè)學(xué)生所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)都有自己的創(chuàng)新點(diǎn)，架構(gòu)的創(chuàng)新、UI設(shè)計(jì)的創(chuàng)新、新功能的創(chuàng)新、甚至開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的創(chuàng)新，可謂是百花齊放，讓人耳目一新。

5 軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)

軟件工程綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展取得了初步的效果。從學(xué)生的參與度的提升、思考問(wèn)題的主動(dòng)性的提升、實(shí)驗(yàn)成績(jī)的提升等方面都顯示了其積極的作用。由此也引發(fā)了作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員在開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方面的思考，主要包括以下幾個(gè)方面。

5.1 預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)給學(xué)生的發(fā)揮與創(chuàng)新留下了比較廣闊的空間，但與此相適應(yīng)教師有許多準(zhǔn)備工作，包括學(xué)生也有部分工作要在實(shí)驗(yàn)前的課余完成。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，通過(guò)各種渠道查閱相關(guān)資料，然后進(jìn)行理論分析和研究，初步確定實(shí)驗(yàn)方案，畫(huà)出相關(guān)的設(shè)計(jì)圖、結(jié)構(gòu)圖等?；蛘吒鶕?jù)指導(dǎo)教師提供的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)步驟。相關(guān)實(shí)驗(yàn)室要為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行提供相應(yīng)條件，包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，硬件和軟件環(huán)境等。

指導(dǎo)教師在檢查學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，必要的時(shí)候可以會(huì)同相關(guān)課程的教師或氣他實(shí)驗(yàn)教師一起討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性和準(zhǔn)確性。

5.2 實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中的指導(dǎo)

為了適應(yīng)學(xué)生活躍的思維，不同的思路，正式實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)軟硬件符合多元的要求。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦的同時(shí)給予適當(dāng)?shù)奶崾尽?duì)個(gè)別思路狹窄的學(xué)生單獨(dú)指導(dǎo)，著重引導(dǎo)學(xué)生如何綜合所學(xué)知識(shí)和技能，合理恰當(dāng)?shù)挠脕?lái)解決所做實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題。多采用啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)思考的能力，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及對(duì)結(jié)果的討論。

5.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的一個(gè)文字總結(jié)，指導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)方法的建立、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論等方面著手，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也是對(duì)自己實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一個(gè)總體回顧。這個(gè)過(guò)程不僅加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握，也培養(yǎng)了學(xué)生善于總結(jié)的良好習(xí)慣。對(duì)理論上有創(chuàng)新或有工程實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)成果，教師可以鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出學(xué)術(shù)論文并公開(kāi)發(fā)表。

5.4 教學(xué)總結(jié)

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生完成所帶課程的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中及時(shí)地對(duì)每一階段存在的共性問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行總結(jié)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體完成情況，存在問(wèn)題以及個(gè)別學(xué)生的閃光點(diǎn)分享給學(xué)生，讓學(xué)生即知不足又開(kāi)闊視野，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡懈嗟氖斋@。最后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要注意將優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和完成的實(shí)驗(yàn)成果歸類，提煉，作為今后實(shí)驗(yàn)的素材之一。

6 結(jié)論

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)既包含培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握所學(xué)知識(shí)的綜合能力和綜合知識(shí)的應(yīng)用能力，又包含激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識(shí)、提出問(wèn)題和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力?；谶@些特征和社會(huì)發(fā)展對(duì)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員應(yīng)積極開(kāi)展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且融入創(chuàng)新思想。在相應(yīng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中積極探索適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的，符合學(xué)生水平的，滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)相關(guān)專業(yè)人才需求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法，更新思路，創(chuàng)新方法，做到與時(shí)俱進(jìn)。高校相關(guān)管理人員也應(yīng)站在培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的高度上，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，從各方面加大對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的支持與投入，才能培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉長(zhǎng)宏. 綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)與管理的研究與實(shí)踐[J]. 高校實(shí)驗(yàn)室工作研究， 2013（3）：96-97.

[2] 田運(yùn)生， 劉維華， 王景春. 綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2012， 29（2）：126-129.

[3] 沈?yàn)槊瘢?黃杰， 楊凱. 提高綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果的探討[J]. 高教論壇， 2012（8）：21-24.

[4] 王曉波， 張雪， 司紅起. 綜合性設(shè)計(jì)性大實(shí)驗(yàn)互動(dòng)教學(xué)與實(shí)踐研究[J]. 中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊， 2013（20）：66-67.