摘要：結(jié)合多年教學(xué)實踐，對信息環(huán)境下如何在非計算機專業(yè)中實施軟件工程課程教學(xué)進行了探索。根據(jù)課程在教學(xué)體系中的定位，提出了為滿足不同專業(yè)應(yīng)用的需求，通過合理設(shè)計培養(yǎng)方案，創(chuàng)新教學(xué)模式，建立多維實踐環(huán)境等手段改革教學(xué)方法的建議。并通過分析不同專業(yè)學(xué)生的調(diào)查問卷，給出了今后的改進方向。關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)模式；教學(xué)改革；多維實踐環(huán)境

中圖分類號：G642．0

文獻標志碼：A

文章編號：1006-8228(2011)12-40-03

0引言

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，軟件工程已逐漸發(fā)展成為一門獨立的學(xué)科。如南京郵電大學(xué)這樣一所以工學(xué)為主體，以信息學(xué)科為特色的高校，除了在通信工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、信息安全等計算學(xué)科相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)計劃中開設(shè)此課程外，還專門設(shè)有軟件工程專業(yè)。同時，基于軟件工程在信息行業(yè)占有非常重要的位置，很多非計算機專業(yè)為了本學(xué)科實際應(yīng)用的需求，也開設(shè)了此課程，例如我校教育技術(shù)學(xué)和數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)在培養(yǎng)計劃中把軟件工程作為專業(yè)課，地理信息系統(tǒng)專業(yè)也專門開設(shè)了GIS軟件工程課程。

軟件工程課程由于其很強的理論性與實踐性，歷來是教學(xué)的難點。對軟件工程專業(yè)來說，由于專業(yè)的特殊性，設(shè)置有一系列軟件工程相關(guān)課程，在第一學(xué)期就開設(shè)了軟件工程導(dǎo)論課。對于非計算機專業(yè)來說，課時安排和先修課相對較少，在這種情況下，如何取得良好的教學(xué)效果，既完成相應(yīng)的理論講解和教學(xué)，更促進學(xué)生實踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)較高，應(yīng)用能力較強的學(xué)生，是值得深入探討的問題。

在本文中，以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的軟件工程教學(xué)為例，討論了如何緊扣專業(yè)應(yīng)用需求，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及本校資源，通過合理安排培養(yǎng)方案，創(chuàng)新教學(xué)模式，建立多維實踐環(huán)境等手段改革教學(xué)方法，幫助學(xué)生更好地掌握軟件工程課程內(nèi)容，進而為后期學(xué)習(xí)以及實際工作中的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

1 改革課程設(shè)置，完善培養(yǎng)計劃

培養(yǎng)計劃是高等學(xué)校人才培養(yǎng)工作的總體設(shè)計和實施方案，是全面提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。我校教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的主攻方向為網(wǎng)絡(luò)教育和知識工程，目標是培養(yǎng)出擁有扎實的理學(xué)和教育學(xué)基礎(chǔ)及寬廣的專業(yè)知識，動手能力強，具有創(chuàng)新精神和實踐能力，能駕馭計算機及網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)，從事多媒體教學(xué)軟件和網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、運用、管理和評估的教育技術(shù)學(xué)科的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

為了滿足專業(yè)的實際應(yīng)用要求，從2002年開始，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)與各任課教師多次探討，對培養(yǎng)計劃進行了不斷的調(diào)整和完善。軟件工程課程作為高年級的專業(yè)課，需要綜合運用多門先修課程，涉及領(lǐng)域較廣，所以在開課學(xué)期、學(xué)時安排、實踐性環(huán)節(jié)的銜接等方面更要精心安排。我校的教育技術(shù)學(xué)專業(yè)，軟件工程課程的開設(shè)時間由最初的大三第一學(xué)期調(diào)整為第二學(xué)期，因為此時專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課基本開設(shè)完畢，能更好地將以前所學(xué)課程結(jié)合起來。學(xué)時數(shù)在以往教學(xué)中為理論授課32學(xué)時，軟件設(shè)計實踐性環(huán)節(jié)40學(xué)時。在最新版的培養(yǎng)計劃中，為了突出課程的重要地位，理論和實踐性環(huán)節(jié)的學(xué)時比重均有增加。實踐性環(huán)節(jié)的設(shè)置除了認知性導(dǎo)入實驗程序設(shè)計(上機)，還安排了軟件設(shè)計Ⅰ，另有專門針對本課程，完整實踐軟件工程理論的軟件設(shè)計Ⅱ。這三門實踐性環(huán)節(jié)分別在第三、四、六學(xué)期開設(shè)，學(xué)時分別為32、16、32。這種模塊化的實施，可以讓學(xué)生有充足的時間，更好地掌握專業(yè)知識和強化實踐能力。具體理論課相關(guān)信息參見表1。

根據(jù)這份培養(yǎng)計劃，我們在課程建設(shè)時，以課程群為目標，以此實現(xiàn)多課程之間的協(xié)作和有機聯(lián)系，便于學(xué)生從整體上綜合掌握知識。

2 加強課程開發(fā)，更新教學(xué)內(nèi)容

為滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，課程內(nèi)容的選擇應(yīng)具有實用性。相應(yīng)地，教材也應(yīng)以學(xué)用結(jié)合為著眼點，根據(jù)實際需要進行選用，同時反映軟件開發(fā)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的方向，使教材的選擇緊跟時代步伐。我們的教材基本三年更新一次，先后使用過的教材有清華大學(xué)出版社的“軟件工程與軟件開發(fā)工具”，高教出版社史濟民主編的“軟件工程～原理、方法與應(yīng)用”等，目前采用的是軟件工程領(lǐng)域的經(jīng)典教材，張海藩編寫的“軟件工程導(dǎo)論(第五版)”。這本入門教材從實用角度講述軟件工程的基本原理、概念和方法，符合“穩(wěn)定性和先進性相協(xié)調(diào)”的原則，很適合作為基礎(chǔ)性教學(xué)的教材。國外引進的教材一般更多強調(diào)軟件工程的實踐性，可以作為補充，我們把鄭人杰翻譯的“軟件工程(實踐者的研究方法)”和“軟件工程一理論與實踐(影印版)”這兩本經(jīng)典書籍作為教學(xué)參考書。

3 創(chuàng)新教學(xué)模式，改進教學(xué)方法

根據(jù)調(diào)研，國內(nèi)外在軟件工程課程的教學(xué)和實踐中，較常采用的有面向?qū)嵺`教學(xué)法和模擬教學(xué)法。面向?qū)嵺`教學(xué)法包括與行業(yè)人員合作的教學(xué)法、基于項目維護的教學(xué)法、強調(diào)團隊合作的教學(xué)法、以及項目驅(qū)動教學(xué)法等。模擬教學(xué)法使學(xué)生能在一個較大規(guī)模層次上以快捷方式在學(xué)術(shù)環(huán)境里參與實踐的軟件工程實踐，這種教學(xué)法可以使課堂教學(xué)以一種更貼近現(xiàn)實軟件開發(fā)環(huán)境的方式來進行，讓學(xué)生得到應(yīng)有的軟件工程實踐能力的培養(yǎng)。但是該方法需要購買模擬器，目前在在國外教學(xué)中使用較多。我們的教學(xué)將實踐教學(xué)法的幾種方式進行了有機結(jié)合，合理運用。

3．1 構(gòu)建學(xué)生團隊，實現(xiàn)項目驅(qū)動教學(xué)

項目驅(qū)動教學(xué)法以“案例導(dǎo)向、項目驅(qū)動”為指導(dǎo)思想，進行開發(fā)實踐。軟件工程的課堂教學(xué)中案例的選擇非常重要，很大程度上決定了課堂教學(xué)效果。課程教材會配套一些實例，例如張海藩的教材附錄中，分別針對結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法和面向?qū)ο蠓椒?，給出了完整的開發(fā)過程的描述。除了教材的這些實例，我們從歷屆學(xué)生的軟件作品，以及教師自己的科研項目中，選擇了一些合適的課題，作為案例的補充。給學(xué)生展示往屆同學(xué)的優(yōu)秀設(shè)計，可以給他們一些信心，覺得自己有能力通過課程學(xué)習(xí)，最終具備開發(fā)完整系統(tǒng)的能力；而教師選擇自己的科研課題，因為是本人熟悉的領(lǐng)域，講解時更加具體生動，有助于學(xué)生理解和掌握項目開發(fā)過程。

在教授學(xué)生理論知識的同時，還應(yīng)讓學(xué)生有足夠的合作學(xué)習(xí)實踐的機會，學(xué)會與人交流協(xié)作的技巧。學(xué)習(xí)該課程之前，絕大多數(shù)同學(xué)沒有開發(fā)完整軟件項目的經(jīng)歷，雖然有了課堂上的案例示范，但要做到在掌握理論的基礎(chǔ)上，進一步融會貫通，需要學(xué)生根據(jù)自己的實力以及興趣方向，模擬公司的項目組織方式建立團隊，選擇題目，開展實踐。在授課過程中，設(shè)置了一些階段檢查點，團隊定期提交作業(yè)，前期主要是文檔的形式(此時因為學(xué)生開發(fā)經(jīng)驗所限，教師會提供文檔大綱和樣例)，并且分組在課堂上對項目進展情況進行匯報，實現(xiàn)師生互動。在實踐性環(huán)節(jié)的軟件設(shè)計階段，要求學(xué)生將項目形成可運行的軟件，并完善所有的文檔，最后演示和答辯。

3．2 多課程協(xié)作，建立實踐教學(xué)團隊

為了取得更好的教學(xué)效果，我們在教學(xué)過程，特別是實踐性環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)了課程體系整體設(shè)計、層層遞進，從而增強了學(xué)生的適應(yīng)性。實踐環(huán)節(jié)內(nèi)的課程不是各自為戰(zhàn)，一開始就要聯(lián)動效應(yīng)，為此建立了一個實踐教學(xué)團隊，協(xié)調(diào)合作。這是一個貫穿四年的長期任務(wù)。例如最早的一個實踐環(huán)節(jié)是程序設(shè)計(上機)，本環(huán)節(jié)要求學(xué)生充分發(fā)揮已有的編程能力，選擇審題、分析、設(shè)計、實現(xiàn)和調(diào)試，寫出實驗報告；軟件設(shè)計I的實踐內(nèi)容是綜合性的，包括高級語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計及C++，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A，可視化編程等相關(guān)課程的知識點。在這兩個實踐性環(huán)節(jié)實施過程中，可以讓學(xué)生初步了解工程化軟件設(shè)計的基本方法，逐步將軟件工程的原理、方法、工具應(yīng)用于自己的設(shè)計中，使學(xué)生初步體會軟件工程方法與各種軟件開發(fā)的關(guān)系。

軟件設(shè)計Ⅱ要求學(xué)生對三年來所學(xué)的軟件類課程的知識融會貫通，進行一套需求分析，做一套完整的軟件設(shè)計，編碼完成一個完整的軟件系統(tǒng)，進行一次完整的軟件測試，實施一次系統(tǒng)運行和軟件后期制作。在結(jié)束一個完整的軟件開發(fā)周期后，學(xué)生可以從中發(fā)現(xiàn)和彌補其知識體系中的不足，了解與本專業(yè)有關(guān)的業(yè)務(wù)與技能，提高了解決實際問題的能力。這是最關(guān)鍵的一個實踐性環(huán)節(jié)，對該環(huán)節(jié)的實施過程，我們還須逐步探索，不斷完善。例如在指導(dǎo)方式上，由原先的單個教師指導(dǎo)改為團隊指導(dǎo)，團隊中的老師有各自的研究方向，可以給學(xué)生全面的輔導(dǎo)。在這個階段，學(xué)生可以稍微調(diào)整課堂項目中的組合方式，可以讓選修了Web技術(shù)的同學(xué)與其他同學(xué)合作，以開發(fā)出質(zhì)量更高的系統(tǒng)。

與此同時，鼓勵學(xué)生利用各種機會進行實踐，除了課堂同步的實驗任務(wù)上述的三個實踐性環(huán)節(jié)以外，讓同學(xué)們積極參加科技創(chuàng)新項目以及其他競賽項目。這些項目一般從大二開始，我們采用跨年級組隊的方式。這種組合方式使得低年級的同學(xué)可以盡早積累項目開發(fā)經(jīng)驗，有利于以后的課程教學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計時也可以繼續(xù)早期的軟件設(shè)計項目，開發(fā)出—個功能更完善的系統(tǒng)，以保持教學(xué)的延續(xù)性。

為了提高教學(xué)團隊的素質(zhì)，鼓勵教師積極將科研心得、科研成果引進課堂教學(xué)以及實驗項目設(shè)計中。通過吸收本科生參與教師科研、為學(xué)生科研創(chuàng)新配備指導(dǎo)教師、將教師科研基地同時作為學(xué)生創(chuàng)新基地等措施的良性互動機制，促進了學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，有效地提升了教學(xué)質(zhì)量。

3．3 改革傳統(tǒng)考試方式，建立合理的評價機制

在課程教學(xué)中，學(xué)生以項目為驅(qū)動組成團隊進行軟件工程全過程的實踐。傳統(tǒng)的考試模式很難反映學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和在實際工程中運用項目的能力，因此必須建立一套更合理的評價機制，對學(xué)生進行綜合考核。一個好的評價機制，一方面能夠促發(fā)學(xué)生的團隊工作效率，同時，出于教學(xué)方面的原因，教師應(yīng)該要求所有學(xué)生必須參與到項目工作中。在我們的考核中，筆試考核學(xué)生對課程的基本理論、基本知識和技能的掌握情況，同時也考核項目開發(fā)全過程，這一部分成績在總成績中的比例占到50％或以上。項目評分采用“團隊分為主、個人分為輔”的方式。要求每個團隊提交作業(yè)文檔時有個自我考核部分，說明每人所做的貢獻。教師先以團隊為單位，對項目作業(yè)劃分出初步的等級，然后根據(jù)各人在項目中的分工進行調(diào)整。這種評價機制既可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，又可以發(fā)揮學(xué)生個人專長。

3．4 充分利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺，實現(xiàn)信息化教育

我校非常重視網(wǎng)上教學(xué)資源的建設(shè)，于2006年購買了國際高校通用的Blackboard網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺。利用該平臺，可實現(xiàn)課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、教學(xué)錄像、實踐教學(xué)、課程習(xí)題、電子教案等教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)共享；在線教學(xué)與學(xué)習(xí)、在線實時交互討論等功能的利用，豐富了教學(xué)手段，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

在軟件工程課程的教學(xué)實施過程中，該平臺還可以幫助教師在網(wǎng)上實現(xiàn)團隊管理。教師發(fā)布項目任務(wù)，學(xué)生進行選題與分組等都通過該平臺實現(xiàn)。每個項目根據(jù)軟件開發(fā)進程劃分為若干子階段，每一個子階段都設(shè)置了提交成果的截止日期，超時者無法提交所完成的作品，這保證了教學(xué)過程的嚴謹、有序。同時通過網(wǎng)絡(luò)交流平臺及時反饋，進行教學(xué)互動，極大地提高了教師工作效率。

以上這些都體現(xiàn)了信息化教育的特點：教材多媒化、教學(xué)個性化、活動合作化、管理自動化以及系統(tǒng)開放化。

4 不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件課程效果調(diào)研

為了進一步了解軟件工程課程教學(xué)中存在的問題，參考國內(nèi)外文獻[5]，我們設(shè)計了一份問卷，選擇了一些不同專業(yè)的同學(xué)進行調(diào)研。研究對象包括最近兩屆計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)畢業(yè)班的同學(xué)，以及一些已走上工作崗位的同學(xué)，結(jié)果如表2所示。篇幅所限，在此沒有列出所有問題的具體選項，僅把它簡單劃分為五個等級。針對不同的題目，這五個等級分別表示少到多，或者差到好的漸變程度。例如第一題：你在大學(xué)獲得多少關(guān)于軟件工程的知識?五個等級分別代表什么都沒學(xué)到、學(xué)到基礎(chǔ)、學(xué)得比較多、學(xué)得很深入、達到專業(yè)水準五個選項。為了讓讀者對研究結(jié)果有更直觀的認識，在表中我們并沒有給出每個選項的選擇人數(shù)在總?cè)藬?shù)中的具體比重，只是標注出被學(xué)生選擇最多的一個選項。每個問題之后的第一行和第二行結(jié)果分別代表計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)同學(xué)的選擇。第九個問題因為對后繼教學(xué)改革有較大影響，所以標注出選擇人數(shù)相對較多的幾項。

對比兩者不難發(fā)現(xiàn)，計算機專業(yè)相關(guān)的同學(xué)認為在教學(xué)中學(xué)到了較多的知識，且項目完成的滿意度也較高。由于這些同學(xué)的專業(yè)培養(yǎng)目標就是軟件行業(yè)的從業(yè)者，所以對軟件工程的知識相對掌握得更熟練。對于非計算機專業(yè)的學(xué)生而言，先修課的教學(xué)還得進一步增強。先修課的不足容易導(dǎo)致開發(fā)進程的不順利，學(xué)生無法把理論上的知識很好地運用到實踐中去。在調(diào)查中，所有的同學(xué)都認為實踐性環(huán)節(jié)的實施還需要繼續(xù)改進，這一點在以后教學(xué)改革中需要更加關(guān)注和完善。

5 結(jié)束語

信息化環(huán)境下，為了在非計算機專業(yè)學(xué)生中有效實施軟件工程課程的教學(xué)，推進信息學(xué)科與其他學(xué)科的交叉，我們依據(jù)學(xué)科特色，因?qū)I(yè)施教，借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)平臺，全面優(yōu)化了教學(xué)過程，對教學(xué)模式進行了改革。實踐表明，效果良好，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。