文章編號：1672-5913(2011)17-0039-04 中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
　　摘 要：針對“軟件體系結(jié)構(gòu)”教學存在的實踐教學形式過于單一的問題，在分析能力本位課程開發(fā)方法的基礎上，提出基于能力本位的“軟件體系結(jié)構(gòu)”實踐教學環(huán)節(jié)開發(fā)方法。該方法結(jié)合本三院校實際，在“軟件體系結(jié)構(gòu)”實踐教學中取得較好效果。
　　關鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu)；能力本位；本三；實踐教學
　　作者簡介：朱鵬程，男，講師，研究方向為軟件架構(gòu)；管致錦，男，教授，研究方向為可逆計算。
　　軟件體系結(jié)構(gòu)(又稱軟件架構(gòu))是植根于軟件工程發(fā)展起來的一門新興學科[1-2]。專門和廣泛研究軟件體系結(jié)構(gòu)始于20世紀90代，目前，軟件體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為軟件工程研究和實踐的主要領域，成為眾多軟件企業(yè)關注的核心技術之一?，F(xiàn)代社會對大規(guī)模復雜軟件有極高的需求，但目前國內(nèi)的軟件開發(fā)綜合能力并不能很好地滿足這個需求。一方面是由于軟件架構(gòu)方面的高端人才嚴重缺失；另一方面是絕大多數(shù)程序員缺少架構(gòu)、設計模式及開發(fā)規(guī)范等相關知識，編寫的代碼隨意性很強。
　　作為人才培養(yǎng)的基地，高校應該責無旁貸地承擔培養(yǎng)具備架構(gòu)相關知識軟件人才的任務，“軟件體系結(jié)構(gòu)”便是以此為目的被各個高校所引入的。清華大學是國內(nèi)是最先開設該課程的學校，在該課程上積累的成功教學經(jīng)驗以及編寫的諸多經(jīng)典教材為其他高校開設該課程提供了基礎和借鑒。目前，越來越多本三層次院校的軟件專業(yè)也開始開設該課程，因此，本三層次學生如何學好本課程是我們要思考的問題。
　　1 “軟件體系結(jié)構(gòu)”教學面臨的問題
　　通過對某本三學院計算機及軟件專業(yè)學生的問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)該課程教學效果不佳，主要原因如下。
　　原因一，課程內(nèi)容抽象，軟件體系結(jié)構(gòu)是從較高層次把握和理解復雜軟件的整體結(jié)構(gòu)，考慮元素和元素之間的關系，整門課程中充斥著各種原理、概念和理念，理論性和抽象性很強，而本三層次學生由于數(shù)學基礎略顯薄弱，抽象思維相對較差，所以，學習該課程有困難。
　　原因二，由于大多數(shù)學生在學習該課程之前無軟件開發(fā)經(jīng)驗，所以不能充分認識該課程的重要性，認為該課程遠遠沒有程序設計類和工具類的課程有價值。
　　原因三，實踐教學形式單一，實踐教學環(huán)節(jié)不夠完整。實踐是本三層次學生較喜歡的一種學習方式，但該課程往往只單設幾節(jié)課內(nèi)實驗課，而對于復雜軟件開發(fā)經(jīng)驗為零的學生而言，幾節(jié)實驗課肯定不能加深其對軟件體系結(jié)構(gòu)的理解。
　　清華大學覃征教授對前兩個原因作了精辟的分析，并提出“動機-專題-案例”的教學主導思想[3]，以此為借鑒并結(jié)合院校專業(yè)實際情況，我們應該能很好地解決這兩個問題。但是，該課程實踐環(huán)節(jié)應該如何設置，尤其是針對本三層次學生如何設置，目前還沒有太多可供借鑒的成功案例。
　　2 以能力為本位，設計課程實踐教學環(huán)節(jié)
　　能力本位教育[4-7]產(chǎn)生于二次大戰(zhàn)后，以美國、加拿大為代表，其核心是從職業(yè)崗位的需要出發(fā)，確定能力目標。學校聘請行業(yè)中一批具有代表性的專家組成專業(yè)委員會，按照崗位群的需要，層層分解，確定從事行業(yè)所應具備的能力，明確培養(yǎng)目標。然后，再由學校組織相關教學人員，以這些能力為目標，設置課程、組織教學內(nèi)容，最后考核是否達到這些能力要求。能力本位課程開發(fā)流程如圖1所示。
　　
　　圖1 能力本位課程開發(fā)流程
　　
　　2.1 課程面向崗位
　　能力本位課程設計的起點是職業(yè)崗位，所以，我們首先必須弄清楚本課程面向哪些崗位。部分人認為“軟件體系結(jié)構(gòu)”，顧名思義，面向的肯定就是軟件架構(gòu)師崗位了，這種認識較為片面，因為就本三層次而言，極少有學生一畢業(yè)就能走上架構(gòu)師這樣的崗位，絕大多數(shù)學生直到其職業(yè)生涯晚期依然不能走上這樣的崗位，按這樣的觀點，這門課程在本三就沒有開設的必要性了。本三層次的“軟件體系結(jié)構(gòu)”課程目的應該是培養(yǎng)具備軟件架構(gòu)知識的軟件從業(yè)人員，其中包含架構(gòu)師，但以程序員為主?；谶@個起點，我們才有可能設計出本三層次學生能勝任且較喜歡的實踐環(huán)節(jié)。
　　2.2 崗位能力剖析
　　人們經(jīng)常會在雜志或論壇上看到架構(gòu)師抱怨：設計出的好架構(gòu)，卻得不到徹底的貫徹。除了成本、領導決策等因素以外，軟件實現(xiàn)人員的技術水準較低，缺少熟悉架構(gòu)知識的程序員也是導致這種情況出現(xiàn)的根源之一。通過對本地軟件公司的走訪并結(jié)合網(wǎng)絡調(diào)研[8]，我們認為，熟悉架構(gòu)師知識的軟件從業(yè)人員應該具備以下能力。
　　1) 良好的溝通能力，能清晰地表達自己心中所想，并能正確理解別人的意圖。軟件是一個高度復雜的邏輯產(chǎn)品，是在需求基礎上由設計人員、開發(fā)人員、
　　測試人員等相關人員分工合作而獲得的腦力勞動成果。因此，溝通顯得尤為重要，無論是和客戶溝通，還是團隊內(nèi)部的溝通，必須能正確理解別人并讓別人正確理解自己，否則任何一環(huán)的溝通不暢甚至是誤解，都會給整個項目帶來巨大的風險。
　　2) 較好的抽象思維能力和建模能力。即能從模糊的用戶需求中分離出確定因素和不確定因素，然后選擇合適的工具和風格構(gòu)建總體架構(gòu)模型以容納確定因素并擁抱未來可能的變化因素，并能通過圖形化的工具清晰描述該結(jié)構(gòu)。
　　3) 較好的軟件實現(xiàn)能力。即精通常用程序設計語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及開發(fā)工具，熟悉常用的設計原則和設計模式，能將架構(gòu)描述的規(guī)范很好地付諸實踐。
　　4) 較好的創(chuàng)新能力。軟件開發(fā)中雖然有很多場景不斷重復，但每次出現(xiàn)的細節(jié)都有所不同，在設計和開發(fā)時，不僅要借鑒已有的成功經(jīng)驗，還要懂得靈活變通，因地制宜。
　　2.3 教學目標和實踐內(nèi)容的確定
　　為了培養(yǎng)上述能力，我們結(jié)合課程理論教學大綱和學生特點，甄選實踐內(nèi)容如下：軟件體系結(jié)構(gòu)風格實踐、UML建模實踐、軟件體系結(jié)構(gòu)描述語言實踐、設計原則及設計模式實踐、完整軟件項目的綜合性實踐。教學目標和實踐內(nèi)容的安排如表1所示。
　　
　　表1 教學目標和實踐內(nèi)容安排
　　
　　2.4 教學實施和管理
　　教學實施是教學設計付諸實踐的過程，合理選擇實踐形式和實踐場地，并對實踐過程作實時監(jiān)控和管理有助于教學效果的提升。實踐形式及場地選擇等情況如表2所示。
　　本課程的實踐體系由課內(nèi)實驗、校內(nèi)獨立實踐周和校外獨立實踐周組成。其中課內(nèi)實驗主要和課程理論教學相輔相成，讓學生對課程涉及的概念、原理、工具等有較清晰地認識，并逐步培養(yǎng)相關能力；校內(nèi)獨立實踐周是對整門課程所學知識的一個總結(jié)和回顧，通過這個環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的綜合能力，并為校外實習打下基礎；校外獨立實踐周，是在企業(yè)氛圍下進行的課程實踐，能讓學生真正做到學以致用。本課程的每個實踐環(huán)節(jié)都由專人進行監(jiān)督和管理，尤其是在校外實踐時，除了校內(nèi)指導教師以外，還會給學生安排相關的企業(yè)導師，企業(yè)導師就企業(yè)環(huán)境、開發(fā)團隊組織、相關技術對學生進行指導，并對學生完成相關任務的過程作監(jiān)督和評價。
　　
　　表2 實踐形式及場地選擇等情況
　　
　　另外，在教學實施過程中，我們還應該靈活選擇實驗案例，使案例具備典型性、時效性，貼近學生，并有一定的趣味性。比如在做設計模式實驗時，如果只是讓學生按照相關模式的概念去設計類圖，并編寫典型代碼，學生往往不感興趣，對此，我們可以通過一些有趣味性的引子，逐步將學生引入到模式的世界中去。比如在講工廠方法模式時，可以將中國古代神話“女媧造人”的故事作為引子，女媧通過八卦爐構(gòu)建出黃種人、白種人、黑種人，其中各個人種是具體產(chǎn)品，而八卦爐是生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠，然后讓學生為“女媧造人”這樣的場景構(gòu)建類圖并給出實現(xiàn)代碼，在這樣的情境下學生的參與積極性會比較高，對設計模式的理解也會更深入，甚至有的學生用“終身難忘”這樣的詞匯來形容這種案例。
　　
　　2.5 教學評價
　　對教學效果的評價分為兩類：對學生學習效果的考核和教師教學活動的評價。
　　首先，我們談一談對學生的考核，課程考核是教學過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，是檢驗教學效果、保證教學質(zhì)量的重要手段，其目的在于幫助和督促學生系統(tǒng)地復習和鞏固所學知識和技能，檢驗其理解程度和靈活運用的能力，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。但以往的考核方式過于單一，只是以實驗報告為依據(jù)給學生打分，這種方式過于注重最后的結(jié)果，而忽略學生在實踐過程中的參與程度，因此，部分學生在整個實踐過程中碌碌無為，只是在最后草草完成一份實驗報告。為了改善這種狀況，我們除了將實驗報告作為考核依據(jù)外，還引入成員互評、教師評價、企業(yè)導師意見等方式(如表2所示)。成員互評，是由學生根據(jù)組內(nèi)其他成員在共同完成實踐任務時所表現(xiàn)出的作用而給出的評價；教師評價是教師根據(jù)學生在實踐過程中的出勤率、解決問題的能力等方面給出的評價；企業(yè)導師意見是企業(yè)導師根據(jù)學生融入企業(yè)開發(fā)的速度、給企業(yè)創(chuàng)造的價值等方面給出的評價。通過這幾種考核方式有機結(jié)合，得到學生實踐的總評價。比如企業(yè)實踐的最終評價構(gòu)成如下：成員互評20%，實驗報告及作品40%，教師評價10%，企業(yè)導師意見30%。
　　其次，對教師教學活動評價的主體為學生。經(jīng)過兩年的“軟件體系結(jié)構(gòu)”實踐教學改革，對07級和08級學生的問卷調(diào)查顯示學生在學習興趣、對課程的理解程度等方面都有了較大進步，課程的平均成績也有較大提升。調(diào)查結(jié)果如表3所示。
　　
　　表3 學生調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計表
　　
　　3 結(jié)語
　　能力本位課程以職業(yè)能力