范慶春， 周秋平， 王 凡

（合肥師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，安徽 合肥230061）

1 引言

軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的一門工程學(xué)科，采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護(hù)軟件，把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，以經(jīng)濟(jì)地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它［1］。軟件工程除涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)知識外，還涉及眾多其他的領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)與管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等，因此，它是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，課程內(nèi)容抽象、系統(tǒng)，理論性強(qiáng)。如何在高等院校中更好地開展這門課程的教學(xué)，尤其是實(shí)踐教學(xué)，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，突出能力培養(yǎng)，使計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的學(xué)生切實(shí)具備軟件工程的實(shí)踐能力，更加緊密地結(jié)合國家信息化人才培養(yǎng)的需求，正確地把握軟件工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，是擺在我們面前的一項(xiàng)非常緊迫的重要課題。

2 軟件工程實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀與分析

軟件工程是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中的一門核心課程，也是一門理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的課程，然而在實(shí)際教學(xué)中，這門課程的教學(xué)效果往往不是很理想。學(xué)習(xí)軟件工程這門課，既需要掌握軟件工程理論，又需要具備一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這使得大多數(shù)沒有項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中普遍感到困難，對概念、原理、方法的理解不深。如何有效開展軟件工程課程教學(xué)，成為當(dāng)前廣大教育工作者思考和探索的問題［2］。

當(dāng)前高校軟件工程課程教學(xué)存在著許多突出問題，如教材內(nèi)容陳舊，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際相脫節(jié)［3］，教材重理論而輕實(shí)踐，大部分教材過分強(qiáng)調(diào)軟件工程理論的教學(xué)，不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的軟件開發(fā)技能。教學(xué)大多是純理論的介紹，缺乏具體案例的分析。由于學(xué)生沒有參與過軟件開發(fā)的具體過程，因此對課程中講述的開發(fā)模型、分析和設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容的理解不夠深刻，學(xué)生很難理解和掌握所學(xué)的課程內(nèi)容。盡管教材所舉的案例對相關(guān)的理論有一定的支持作用，但由于案例之間缺乏完整性、實(shí)用性和一貫性，往往無法幫助學(xué)生全面了解軟件開發(fā)的一般過程和其中每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該做哪些工作［4］。

目前軟件工程的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)基本上都是以小組的形式來開展實(shí)驗(yàn)的，分組實(shí)驗(yàn)以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神、方便小組成員之間討論為出發(fā)點(diǎn)，但是小組中也有部分同學(xué)不愿意為項(xiàng)目出力，使得整體的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得不到保證。本文針對這種情況展開討論，在統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績時(shí)給出了具體的解決方案。

3 對軟件工程實(shí)踐教學(xué)的探索

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程能力和解決問題能力的重要方法和途徑。軟件工程專業(yè)理應(yīng)以實(shí)際需求為向?qū)?，以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心，創(chuàng)建一套完整的工程化實(shí)踐教學(xué)體系。

鑒于以上軟件工程實(shí)踐教學(xué)的困境，我們結(jié)合長期以來的軟件工程課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對實(shí)踐教學(xué)中的軟件工程實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)、軟件工程實(shí)驗(yàn)成績統(tǒng)計(jì)方法的革新、軟件工程實(shí)驗(yàn)講義的改革以及案例教學(xué)在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用等四個(gè)方面進(jìn)行了探索。

3.1 軟件工程實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)

軟件工程的三要素是方法、工具和過程。理論教學(xué)注重對學(xué)生進(jìn)行軟件工程方法和理論上的培養(yǎng)，而實(shí)踐教學(xué)注重對軟件工程工具和過程的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)。整個(gè)軟件工程的實(shí)驗(yàn)體系是實(shí)踐教學(xué)的具體實(shí)施，大致分成三個(gè)部分：第一部分的實(shí)驗(yàn)偏重對軟件工程的“工具”的學(xué)習(xí)，第二部分和第三部分的實(shí)驗(yàn)側(cè)重對軟件工程的“過程”的學(xué)習(xí)。

第一部分的實(shí)驗(yàn)是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)共計(jì)12個(gè)課時(shí)，主要學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化的方法建模的基本應(yīng)用、面向?qū)ο蟮姆椒ń５幕緫?yīng)用、軟件測試以及軟件項(xiàng)目管理等四個(gè)方面的內(nèi)容。在做這些實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，更注重對軟件工具的學(xué)習(xí)、安裝和使用，如學(xué)習(xí)Visio、Rational Rose、WinRunner和Project等工具的應(yīng)用。

第二部分的實(shí)驗(yàn)是項(xiàng)目示范實(shí)驗(yàn)。鑒于許多學(xué)生剛開始做項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)時(shí)，總感到無從下手，所以我在某個(gè)計(jì)算機(jī)本科班上挑選一些學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)、有主動(dòng)精神，并有一定的編程基礎(chǔ)的學(xué)生組成了一個(gè)具有示范性作用的項(xiàng)目小組，共同完成一個(gè)綜合性的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。比如做公寓房出租管理系統(tǒng)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目小組的工作階段成果會在上理論課時(shí)定期公布。而公布時(shí)，我會肯定這個(gè)項(xiàng)目小組做得比較好的地方，引導(dǎo)有待改善的地方，并讓班上其他的學(xué)生來共同評判和討論，起到了示范性教學(xué)的良好效果。

第三部分的實(shí)驗(yàn)是課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在結(jié)束理論教學(xué)的學(xué)習(xí)和前兩個(gè)部分的實(shí)驗(yàn)后，我把班上非項(xiàng)目小組成員的學(xué)生按每4～6人分成一個(gè)小組，開展一系列的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。每個(gè)小組可以任選課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的題庫里的題目，也可自擬題目。在做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，原先參與項(xiàng)目示范實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分別安排在各個(gè)小組里面，作為該小組項(xiàng)目的顧問，協(xié)助小組其他成員，更好地完成課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

3.2 軟件工程實(shí)驗(yàn)成績統(tǒng)計(jì)方法的革新

軟件工程的實(shí)驗(yàn)課都是以小組的形式來開展的。在我指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)存在著不少問題。比如，有的學(xué)生總以不會編程為由，或者以正在看程序設(shè)計(jì)的書作為搪塞的理由，不積極主動(dòng)地配合和參與項(xiàng)目。小組實(shí)驗(yàn)本來是為了方便交流和溝通，彰顯團(tuán)隊(duì)精神的，而事實(shí)上小組卻成了這些不主動(dòng)參與項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的“保護(hù)傘”。往往在一個(gè)小組中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)工作的僅僅是組長一人而已，組長工作得特別辛苦，但小組成員卻不知道自己該做什么，最后大家的實(shí)驗(yàn)成績又都是差不多的，這就導(dǎo)致了軟件工程課程實(shí)驗(yàn)的真實(shí)效果難以得到確保。為了避免這種吃“大鍋飯”的現(xiàn)象出現(xiàn)，我們對小組的實(shí)驗(yàn)成績統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行了革新。

首先，我們采取給每個(gè)小組一個(gè)綜合評分Z，然后把這個(gè)小組的綜合得分乘以一個(gè)班級系數(shù)B，作為每個(gè)小組的最終得分。這個(gè)班級系數(shù)B由指導(dǎo)老師對整個(gè)班級的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)后給出。小組中的成員按照其對小組實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)大小來進(jìn)行評定，由小組中的所有成員集中協(xié)商后，給每個(gè)成員都分配一個(gè)個(gè)人系數(shù)P，這個(gè)系數(shù)介于0.0到1.0之間，小組中所有成員的系數(shù)之和為1.0，小組中每個(gè)成員的最后得分X是小組最終得分（Z×B）乘以小組的總?cè)藬?shù)G再乘以個(gè)人系數(shù)P，如公式（1）所示；約束條件為所有人的個(gè)人系數(shù)之和為1.0，如公式（2）所示。如果某個(gè)小組成員的實(shí)驗(yàn)成績最終得分超過了100分，則實(shí)驗(yàn)成績以100分記。

比如給出a小組的綜合得分Z是80分，班級系數(shù)B為0.9，則這個(gè)小組的最終得分是Z×B＝80×0.9＝72（分）。若該小組的成員共6名，即G＝6，則這個(gè)小組中成員的個(gè)人平均系數(shù)為1.0／6≈0.167。

我們在a小組中選出兩名成員a1和a2，假定在小組所有成員集中協(xié)商后a1的個(gè)人系數(shù)P1為0.2（高出小組個(gè)人平均系數(shù)），a2的個(gè)人系數(shù)P2為0.1（低于小組個(gè)人平均系數(shù)），則成員a1的最終成績應(yīng)該是72×6×0.2＝86.4（分），成員a2的最終成績?yōu)?2×6×0.1＝43.2（分）。這樣一來，同一個(gè)小組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績就拉開了。

不同小組的總?cè)藬?shù)G也不一定相同。假定給定a小組和b小組的綜合得分Z都是80分，班級系數(shù)B為0.9，那么這兩個(gè)小組的最終得分都是Z×B＝80×0.9＝72分。比如說a小組的成員共6名，即G＝6，則該小組中成員的個(gè)人平均系數(shù)為1.0／6≈0.167。b小組的成員共4名，即G＝4，則該小組中成員的個(gè)人平均系數(shù)是1.0／4＝0.25。假定a小組和b小組各有一名成員（a1和b1）經(jīng)各自小組的所有成員集中協(xié)商后，a1和b1的個(gè)人系數(shù)P均為0.2，則a1的最終成績應(yīng)該是72×6×0.2＝86.4（分），b1的最終成績應(yīng)該是 72×4×0.2＝57.6（分）。這樣的差異是小組總?cè)藬?shù)G不同所造成的。

比較而言，在同一個(gè)小組中，P的意義更大，它決定了一個(gè)小組內(nèi)成員的貢獻(xiàn)率，只有高于小組成員的個(gè)人平均系數(shù)的成員，個(gè)人成績才能最終高于小組綜合得分。而在總?cè)藬?shù)不同的小組之間比較，個(gè)人系數(shù)的大小沒有顯示更大的意義，只有小組內(nèi)部成員的個(gè)人系數(shù)的差異才能造成最終個(gè)人成績的差距。因此，我們以這種統(tǒng)計(jì)方法的革新促使每個(gè)學(xué)生在小組中都要盡可能地發(fā)揮積極作用。

3.3 軟件工程實(shí)驗(yàn)講義的改革

在長期的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，我們選用了不少實(shí)驗(yàn)教材，有的僅僅是各種軟件工具使用方法的羅列，有的只是針對軟件工程實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段進(jìn)行闡述，我們發(fā)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)教材都不是很適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并與我院軟件工程的具體情況也不切合。我院的軟件工程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較少，如果按照所選用的實(shí)驗(yàn)教材做實(shí)驗(yàn)，無法有效保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，所以我們決定編制適合本院學(xué)生內(nèi)部使用的實(shí)驗(yàn)教材。

我們編制的實(shí)驗(yàn)教材把軟件工程的主流工具和兩種范型（即結(jié)構(gòu)化范型和面向?qū)ο蠓缎停┑慕W(xué)習(xí)結(jié)合起來，一方面學(xué)會使用軟件項(xiàng)目中常用的工具的應(yīng)用，另一方面學(xué)會結(jié)構(gòu)化方法建模和面向?qū)ο蠓椒ń５戎R?；谏鲜鲆螅覀儗⒄n內(nèi)實(shí)驗(yàn)的12個(gè)課時(shí)分成四個(gè)實(shí)驗(yàn)：結(jié)構(gòu)化方法建模的基本應(yīng)用、面向?qū)ο蟮姆椒ń５幕緫?yīng)用、軟件測試和軟件項(xiàng)目管理。前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別為4課時(shí)，后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別為2課時(shí)。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一方面要求學(xué)生對具體的一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)構(gòu)化建模，建立數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體——關(guān)系圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，這三種模型圖都是對軟件需求的不同側(cè)面進(jìn)行描述，要求學(xué)生把這三種模型作為一個(gè)整體來梳理項(xiàng)目需求，另一方面要求學(xué)生學(xué)會使用 Microsoft Visio工具創(chuàng)建這三種模型圖。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生使用Rational Rose對一個(gè)具體的項(xiàng)目進(jìn)行面向?qū)ο蠼＃瑒?chuàng)建用例圖和對象圖，使學(xué)生在掌握面向?qū)ο蠓椒ń⒛Ｐ偷耐瑫r(shí)，掌握好Rational Rose工具的基本操作與建模過程。在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)軟件的自動(dòng)化測試的同時(shí)，熟練掌握使用軟件測試工具WinRunner進(jìn)行對象識別、腳本錄制，掌握腳本的執(zhí)行及查看結(jié)果方法。在第四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要制訂一個(gè)具體的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，了解現(xiàn)有軟件項(xiàng)目管理工具的主要特點(diǎn)和功能，掌握使用Project工具的基本應(yīng)用。這四個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及結(jié)構(gòu)化范型、面向?qū)ο蠓缎汀④浖y試和軟件項(xiàng)目管理四個(gè)軟件工程課程主干知識，同時(shí)十分重視軟件工具的運(yùn)用，為學(xué)生以后從事軟件行業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這些課內(nèi)實(shí)驗(yàn)也為軟件工程的課程設(shè)計(jì)做了較為充分的準(zhǔn)備工作，不管后面的實(shí)驗(yàn)學(xué)生是采用面向?qū)ο蠓椒ㄟ€是結(jié)構(gòu)化方法都不會覺得陌生，都會比較容易上手。

在軟件工程的課程設(shè)計(jì)中，我會安排那些難易程度適度的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目讓學(xué)生自己去選擇，學(xué)生也可以自擬題目，但一定要事先與指導(dǎo)老師協(xié)商，只有指導(dǎo)老師認(rèn)可之后方可實(shí)施。課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作特別重視軟件工程的“過程”，強(qiáng)調(diào)各個(gè)階段結(jié)束時(shí)一定要提交相應(yīng)的文檔資料，做到對每個(gè)階段都有很好的可控性。通過階段評審后才能進(jìn)入下一個(gè)階段，每個(gè)項(xiàng)目小組都要制訂好詳細(xì)的項(xiàng)目進(jìn)度表，項(xiàng)目小組每周都要展開兩次以上的會議討論，每次討論都要做記錄，記錄下當(dāng)前遇到的問題，用來解決這些問題的可選方案，等等。最后項(xiàng)目結(jié)束時(shí)召開項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)會議，項(xiàng)目成員作項(xiàng)目陳述和運(yùn)行演示，由指導(dǎo)老師給出小組的綜合成績。

3.4 案例教學(xué)在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用

IEEE在2004年發(fā)布的《軟件工程知識體系指南》中將軟件工程體系劃分為從軟件需求到軟件質(zhì)量等十個(gè)知識領(lǐng)域［5］。其知識點(diǎn)非常繁多，尤其是對大多數(shù)沒有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)這門課時(shí)會覺得很枯燥、學(xué)不進(jìn)去，做起項(xiàng)目來又會覺得無所適從，不知道從哪里開始。老師上課雖然講解了許多知識點(diǎn)，但是學(xué)生不能深入地去體會、理解，教學(xué)效果不好，所以在上軟件工程課的時(shí)候不能僅僅使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，實(shí)踐證明采用案例教學(xué)法能收到較好的教學(xué)效果。

在課堂教學(xué)中，如果對所有的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，教學(xué)效果反而不好。我們改為對重點(diǎn)的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，其他的知識點(diǎn)簡明扼要地提一下，然后讓學(xué)生去自學(xué)，這樣就有空余下來的教學(xué)時(shí)間用來對實(shí)際項(xiàng)目的講解，著重是針對第二部分項(xiàng)目示范實(shí)驗(yàn)進(jìn)行點(diǎn)評，這會讓其他沒有參與這個(gè)示范項(xiàng)目中的學(xué)生很感興趣，教學(xué)效果還是不錯(cuò)的。比如說我們在某個(gè)計(jì)算機(jī)本科班選擇示范實(shí)驗(yàn)時(shí)用的題目是一個(gè)實(shí)用的項(xiàng)目公寓房出租管理系統(tǒng)，在最初的軟件需求活動(dòng)中，小組成員也覺得不知道該怎么去做，我們以圖書管理系統(tǒng)為例，先給出項(xiàng)目的需求陳述，并給出如何建立實(shí)體——關(guān)系圖、數(shù)據(jù)流圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和數(shù)據(jù)字典等實(shí)例作為參考和啟發(fā)，這樣一來，項(xiàng)目示范實(shí)驗(yàn)小組做起接下來的需求工作就比較順暢了。

在使用案例教學(xué)法時(shí)，我們首先注重對正在進(jìn)行的項(xiàng)目示范實(shí)驗(yàn)進(jìn)行點(diǎn)評，既對做得比較好的地方加以肯定和鼓勵(lì)，也對做得不夠妥善的部分進(jìn)行引導(dǎo)完善。如在這個(gè)公寓房出租管理系統(tǒng)需求建模時(shí)，肯定和鼓勵(lì)有的成員提出建立系統(tǒng)日志的方式，但是對實(shí)體——關(guān)系圖用到了“會計(jì)”這個(gè)角色，在數(shù)據(jù)流圖中卻是“管理員”這種前后矛盾的現(xiàn)象進(jìn)行了批評，指出了大家對這個(gè)角色的功能特征還是不夠清楚，需要更加深入的研究。還有一個(gè)常見的問題就是文檔和代碼的版本號問題，因?yàn)槭切〗M成員分工合作完成同一個(gè)項(xiàng)目，一開始小組成員對這個(gè)問題都不是很重視，出現(xiàn)了問題后我們再加以指正，課后許多學(xué)生都對此表示印象十分深刻。通過與傳統(tǒng)教學(xué)方式的對比，學(xué)生普遍對引入案例的教學(xué)方式比較感興趣，能夠取得較好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

本文在分析了軟件工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀后，結(jié)合軟件工程課程的特點(diǎn)，給出了軟件工程實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)，提出了一套具有獨(dú)創(chuàng)性的軟件工程實(shí)驗(yàn)成績統(tǒng)計(jì)方法，在軟件工程實(shí)驗(yàn)講義的改革和案例教學(xué)在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用這幾個(gè)方面進(jìn)行了積極探索，這些措施方法在軟件工程實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)施取得了良好的教學(xué)效果。接下來，在現(xiàn)有的探索基礎(chǔ)上，我們旨在對團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)、校企合作、構(gòu)建“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化平臺等課題開展深入研究。

［1］張海藩，倪寧.軟件工程［M］.北京：人民郵電出版社，2010：5－6.

［2］劉竹松.《軟件工程》實(shí)踐式教學(xué)方法探討［J］.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2011（8）：38－40.

［3］周秋平，范慶春.軟件工程課程教學(xué)改革研究［J］.合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（6）：65－68.

［4］霍英.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在軟件工程課程中的實(shí)踐［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010（17）：123－125.

［5］萬江平，安詩芳，黃德毅.軟件工程知識體系指南綜述［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2006（10）：1－3.