UML課程實(shí)踐化教學(xué)改革方案研究

商鵬

【摘 要】UML課程是軟件工程課程體系中一門重要課程，傳統(tǒng)的教學(xué)難以體現(xiàn)課程的實(shí)踐作用和應(yīng)用價(jià)值，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本文對(duì)UML課程教學(xué)提出了實(shí)踐化的改革方案，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式、考核方式、聯(lián)系實(shí)踐、與其他課程結(jié)合等方面進(jìn)行了探索，著重強(qiáng)調(diào)實(shí)踐在教學(xué)中的地位。實(shí)踐證明，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐應(yīng)用能力提高有明顯作用。

【關(guān)鍵詞】UML；軟件工程；實(shí)踐化；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)： X820.3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）17-0089-002

Research on the Practical Teaching Reform of UML

SHANG Peng

（College of Computer Science and Technology， ShanDong University of Technology，Zibo Shandong 255049，China）

【Abstract】UML is an important course in software engineering Curriculum system. The traditional teaching is difficult to embody the practice and application value of the course，and the students' learning initiative cannot be mobilized.This paper proposes a practical reform plan for UML teaching，from teaching objectives，teaching methods， assessment methods，contact practice，integration with other courses，etc，emphasis on the status of the practice in teaching. It has been proved that it has obvious effect on students' learning enthusiasm and practical application ability.

【Key words】UML；Software engineering；Practice；Teaching reform

0 引言

統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）是一種可以對(duì)軟件密集型系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行可視化、詳細(xì)描述、構(gòu)造和文檔化的標(biāo)準(zhǔn)語言。UML已經(jīng)有效地應(yīng)用于企業(yè)信息系統(tǒng)、銀行與金融服務(wù)、醫(yī)療電子和科學(xué)等領(lǐng)域[1]。截至目前，已經(jīng)有很多高校和職業(yè)院校開設(shè)了UML或軟件建模課程，但在開課過程中存在很多問題，無法引起學(xué)生的興趣，教學(xué)效果一般，學(xué)生很難將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，迫切需要教學(xué)和實(shí)踐的改革，將實(shí)踐更好的引入教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力。

1 課程教學(xué)的現(xiàn)狀和問題

UML課程屬于軟件工程課程系列，需要學(xué)生掌握多種模型元素，并針對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為應(yīng)用模型元素建立各種模型圖，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可視化、文檔化的表現(xiàn)。課程內(nèi)容信息量大，細(xì)節(jié)知識(shí)繁多，較為抽象，所需關(guān)聯(lián)知識(shí)較多[2]，且各種模型相對(duì)獨(dú)立，給學(xué)生的感覺是內(nèi)容復(fù)雜散亂，知識(shí)枯燥乏味。目前的UML教學(xué)大多以知識(shí)點(diǎn)教授為主，與其他知識(shí)聯(lián)系不緊密，普遍存在理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象[3]，學(xué)生感受不到課程與軟件開發(fā)實(shí)踐的聯(lián)系，難以理解UML的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，難以在特定的情境下應(yīng)用UML知識(shí)解讀問題[4]，因此大多學(xué)習(xí)積極性不高，實(shí)踐能力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果差。

2 教學(xué)改革的目的和意義

鑒于目前的課程教學(xué)存在上述問題，迫切需要對(duì)目前的教學(xué)方式和教學(xué)方法進(jìn)行改革，將實(shí)踐能力的培養(yǎng)帶入課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，將知識(shí)應(yīng)用帶入軟件開發(fā)的環(huán)境甚至日常生活情境，引導(dǎo)學(xué)生利用UML的模型解決日常問題和常見的軟件開發(fā)問題， 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

3 教學(xué)改革探索

為了提升課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，推進(jìn)課程的實(shí)踐化進(jìn)度，在教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐化教學(xué)改革，從課程目標(biāo)、教學(xué)過程、聯(lián)系實(shí)踐和考核改革等方面進(jìn)行了實(shí)施。

3.1 明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

由于UML課程以模型為主，各個(gè)模型除了具有公共的特性之外，還具有各自的模型元素、建模原則和應(yīng)用目的，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了多種模型后，容易產(chǎn)生混亂，無法正確區(qū)別各種模型的作用，會(huì)使用一種錯(cuò)誤的模型去解決問題。因此，在每一部分課程內(nèi)容講授前，明確這一部分內(nèi)容的課程目標(biāo)就顯得很有必要。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)某個(gè)模型之前，了解這部分內(nèi)容解決什么問題，在什么情境下使用，實(shí)踐應(yīng)用中的哪些方面需要用該模型去表達(dá)，減少錯(cuò)用或亂用模型的情況。

3.2 教學(xué)過程案例化、實(shí)驗(yàn)過程實(shí)踐化

UML的學(xué)習(xí)包括教學(xué)和實(shí)驗(yàn)兩部分，在教學(xué)過程以案例貫穿，讓學(xué)生在案例中學(xué)習(xí)知識(shí)，了解應(yīng)用；在實(shí)驗(yàn)過程，采用由簡(jiǎn)到難、多層次、推進(jìn)式的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、開放性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握應(yīng)用。

在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下，重新對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織和設(shè)計(jì)，精簡(jiǎn)繁瑣的細(xì)枝末節(jié)的講解，從案例入手分析模型的構(gòu)成元素、構(gòu)建方法和建模目標(biāo)，使學(xué)生在分析實(shí)例中自然掌握模型的原理和構(gòu)成；然后，由案例展開，引導(dǎo)學(xué)生參與案例的分析和構(gòu)建，使學(xué)生在分析中掌握模型元素在案例中的含義，如何使用，模型如何有效表現(xiàn)案例的相關(guān)內(nèi)容；最后，讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)案例，鞏固加強(qiáng)并歸納總結(jié)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用。以案例貫穿教學(xué)的方式，避免了學(xué)生坐在課堂枯燥學(xué)習(xí)復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)，用生動(dòng)的實(shí)踐案例集中學(xué)生的學(xué)習(xí)精力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性，在案例分析的輕松氣氛下，自然掌握模型的應(yīng)用，并能利用模型解決相關(guān)問題。

課程實(shí)驗(yàn)注重實(shí)踐化和開放性。UML的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以學(xué)生為主導(dǎo)，以教師命題和自主選題為方式，采用循序漸進(jìn)的模式，引導(dǎo)學(xué)生自主完成從初期建立單一模型到后期針對(duì)項(xiàng)目和系統(tǒng)建立綜合模型的實(shí)驗(yàn)過程。課程實(shí)驗(yàn)前期以鞏固所學(xué)知識(shí)為主，教師會(huì)給予一些生活實(shí)際問題和軟件開發(fā)過程中的分析設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)生嘗試使用UML知識(shí)解決，并為之建立相應(yīng)的UML模型。此階段主要鞏固課堂教學(xué)成果，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)單一模型的分析和應(yīng)用能力。課程實(shí)驗(yàn)后期設(shè)立開放性實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生進(jìn)行分組，自主選擇項(xiàng)目，綜合應(yīng)用課程知識(shí)進(jìn)行完整的項(xiàng)目分析設(shè)計(jì)。由于UML的課程特點(diǎn)，學(xué)生可以展開深入的討論和分析，教師進(jìn)行必要的思路和分析指導(dǎo)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主動(dòng)手能力，提高學(xué)生知識(shí)應(yīng)用和實(shí)踐應(yīng)用的能力。

3.3 密切聯(lián)系實(shí)踐應(yīng)用

UML在軟件開發(fā)中的應(yīng)用有很多。WEB建?？梢允褂肬ML對(duì)WEB元素應(yīng)用及其關(guān)系建立模型，數(shù)據(jù)庫的分析與設(shè)計(jì)中可以使用UML對(duì)象模型作為依據(jù)，建立模型到數(shù)據(jù)庫的映射并分析數(shù)據(jù)的持久化，嵌入式軟件系統(tǒng)可以利用UML進(jìn)行系統(tǒng)建模等等。

在教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生多接觸UML在實(shí)踐中的各種應(yīng)用，使學(xué)生了解UML不是僅僅畫模型圖，在軟件開發(fā)的很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，幫助學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)到課程的重要性，為后續(xù)的軟件開發(fā)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

3.4 與其他課程緊密結(jié)合

UML作為軟件工程系列課程的核心課程之一，與系列中的其他課程有著緊密聯(lián)系。拋掉這些聯(lián)系，將UML作為單獨(dú)的一門課程來看待，就丟掉了其原有的特點(diǎn)，減弱了應(yīng)用性。因此，需要重視課程間的聯(lián)系和滲透。對(duì)于《軟件工程》課程，面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)大量使用到UML模型；對(duì)于《軟件測(cè)試》課程，UML模型是軟件測(cè)試的基礎(chǔ)和依據(jù)，并存在基于UML模型的軟件測(cè)試方法；對(duì)于《設(shè)計(jì)模式》課程，UML本身就支持設(shè)計(jì)模式的表達(dá)，使用參數(shù)化協(xié)作描述模式。另外，UML與非軟件工程系列課程也有很多聯(lián)系，對(duì)于編程類課程，UML模型提供編程的依據(jù)，UML工具提供模型到代碼框架的映射；對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫類課程，UML模型提供到數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)映射和功能映射。由此看出，在教學(xué)中UML跟其他課程緊密聯(lián)系，相互滲透。

在其他的課程中使用UML技術(shù)，在UML課程中學(xué)習(xí)其在其他課程中的應(yīng)用，不僅可以為UML課程提供更多的應(yīng)用案例，使學(xué)生更了解UML的廣泛應(yīng)用，而且加強(qiáng)了課程間的聯(lián)系，幫助學(xué)生更好的理解和學(xué)習(xí)其他課程。

3.5 考核方式改革

目前大多院校的UML考試仍以筆試模式為主，筆試模式的優(yōu)勢(shì)是可以很好的考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，缺點(diǎn)是對(duì)學(xué)生的綜合實(shí)踐應(yīng)用能力評(píng)定無法實(shí)現(xiàn)。采用“筆試+實(shí)踐考查”的考核方式，可以更全面的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。保留筆試，但不再考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，而是以簡(jiǎn)單的實(shí)踐題目為主，針對(duì)不同類型的模型設(shè)計(jì)不同的題目，考查學(xué)生對(duì)某一類模型的基礎(chǔ)建模能力；實(shí)踐考查設(shè)計(jì)為團(tuán)隊(duì)綜合項(xiàng)目，以個(gè)人或團(tuán)隊(duì)為單位，完成對(duì)完整項(xiàng)目或開放性課題的分析、設(shè)計(jì)、建模等全過程，考查學(xué)生對(duì)模型的綜合應(yīng)用能力和分析解決問題的能力。

“筆試+實(shí)踐考查”的考核方式，既可以考核到學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)應(yīng)用的掌握能力，又可以了解到學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，同時(shí)有利于學(xué)生個(gè)性化的發(fā)揮和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

4 總結(jié)

UML課程實(shí)踐化改革在本院實(shí)施已見成效，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了，實(shí)踐積極性加強(qiáng)了，能夠主動(dòng)地針對(duì)題目進(jìn)行討論，主動(dòng)參與到模型的思考和建立，主動(dòng)參與項(xiàng)目的分析和設(shè)計(jì)。實(shí)踐化改革擯棄了以往以知識(shí)講授為主的教學(xué)模式，著重實(shí)踐在課程中的體現(xiàn)，重視與其他課程的結(jié)合，解決了很多實(shí)踐類課程教學(xué)中存在的問題，提高了課程的教學(xué)效果，推動(dòng)了軟件工程體系課程工程化的腳步。

【參考文獻(xiàn)】

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