許崗++劉靖

摘 要：軟件工程是計(jì)算機(jī)專業(yè)必修課，對(duì)于學(xué)生進(jìn)行軟件開發(fā)以及軟件開發(fā)的規(guī)范性具有重要的意義。軟件工程課程教材抽象、枯燥，而相應(yīng)的授課方式一般是教材的重復(fù)，這對(duì)于學(xué)生掌握該課程的精髓不利。本文通過實(shí)踐的探索，使用了完整案例以及案例分解的方式，使得一個(gè)案例貫穿整個(gè)學(xué)期，在課堂上按照分解后的案例環(huán)節(jié)，逐個(gè)使用軟件工程的方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行環(huán)節(jié)的實(shí)踐，以便達(dá)到教學(xué)更加生動(dòng)實(shí)際，學(xué)習(xí)更加有壓力和清晰的目標(biāo)的目的。

關(guān)鍵詞：軟件工程 教學(xué)方法探索 案例環(huán)節(jié)教學(xué)

一、課程重要性和教學(xué)現(xiàn)狀分析

毫無疑問，作為軟件工程專業(yè)或者計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，未來的就業(yè)方向往往跟計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)相關(guān)。學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語言并用編程語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的實(shí)踐過程中，需要養(yǎng)成編寫程序的好思維和必要的好習(xí)慣。作為教師，不能只是引導(dǎo)學(xué)生會(huì)寫程序，完成指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更需要引導(dǎo)學(xué)生編寫好的程序，能夠使程序符合規(guī)范，便于維護(hù)，這是因?yàn)槟壳败浖木S護(hù)成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軟件的開發(fā)成本?？删S護(hù)性是軟件最重要的屬性，一項(xiàng)可維護(hù)易維護(hù)的軟件將節(jié)約大量的成本。而軟件的可維護(hù)性是由軟件開發(fā)時(shí)，開發(fā)團(tuán)隊(duì)遵守良好開發(fā)規(guī)范和原則來保證的，這一點(diǎn)正是軟件工程課程的目的。

軟件工程是一門經(jīng)過時(shí)間和實(shí)踐驗(yàn)證的，講述開發(fā)軟件團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該遵守的軟件分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方法、算法和原則的課程。該門課程將軟件的編寫劃分成了幾個(gè)階段：需求分析階段、概要設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、單元測(cè)試階段和集成測(cè)試階段。經(jīng)過這些階段，用戶的需求被認(rèn)真推敲和理解，使得用戶和開發(fā)人員之間達(dá)成了共識(shí)，這一點(diǎn)保證了軟件開發(fā)的最終目標(biāo)是正確的。在概要設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，用戶的意識(shí)被逐步細(xì)化，使得細(xì)化后的功能程序員能夠用編程語言完成。實(shí)現(xiàn)階段是按照分析的結(jié)果對(duì)功能逐個(gè)模塊的編寫代碼。測(cè)試階段則是測(cè)試代碼的正確性。

目前，雖然軟件工程課程教材種類豐富，數(shù)量眾多，然而，絕大部分教材，甚至包括國外的較好的軟件工程教材都是長篇累牘的敘述軟件開發(fā)過程應(yīng)該遵循的方法和原則。這些方法和原則沒有詳細(xì)的實(shí)例作為佐證，使得軟件工程理論陷于抽象和空泛。總體來說，目前的教材和教學(xué)手段，對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)軟件工程的整體架構(gòu)和具體細(xì)節(jié)還有不足。具體表現(xiàn)為：

軟件工程整體感不好。軟件工程是一整套方法和原則，這些方法和原則指導(dǎo)了整個(gè)軟件分析、開發(fā)、測(cè)試和維護(hù)。目前在軟件工程教材以及教學(xué)過程中，缺乏貫穿整個(gè)課程的完整案例。當(dāng)課程結(jié)束后，學(xué)生普遍不清楚這門課程能夠做什么，對(duì)軟件工程方法和原則沒有整體架構(gòu)的概念、理解和掌握。

軟件工程各環(huán)節(jié)的聯(lián)系性沒有體現(xiàn)。目前的教學(xué)過程中，有一些小案例來說明軟件工程中提到的方法和理論，這些例子對(duì)于其對(duì)應(yīng)的理論點(diǎn)的說明較為合適，但這些案例彼此之間聯(lián)系很少甚至沒有聯(lián)系。這些案例使得本來是軟件工程方法和原則中不可分割的階段顯得過于零碎以及無關(guān)聯(lián)。這使得學(xué)生無法體驗(yàn)和掌握軟件工程各個(gè)階段的作用以及階段之間的聯(lián)系。

沒有案例教學(xué)體現(xiàn)軟件工程的各個(gè)階段及其整體架構(gòu)的關(guān)聯(lián)。目前已經(jīng)有一些教師引入了案例教學(xué)。但是，我們發(fā)現(xiàn)還沒有在整個(gè)教學(xué)中貫穿完整案例，并將完整案例按照各個(gè)階段分解，隨著各個(gè)階段的進(jìn)行，案例越來越接近完整，所有的階段進(jìn)行完畢后，一個(gè)完整的案例呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前。

教學(xué)手段比較單一。目前的主流教學(xué)方式都是課上以講為主，課下學(xué)生組織團(tuán)隊(duì)進(jìn)行編程。這樣造成講述的方法和學(xué)生的實(shí)踐無法統(tǒng)一。學(xué)生在完成作業(yè)的過程中，仍然沒有使用軟件工程的方法，而是采用非正規(guī)游擊戰(zhàn)的方式繼續(xù)著從前的編程習(xí)慣。這使得引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐軟件工程的方法和原理不夠完善。

為了解決上述問題，我們提出了一個(gè)完整的教學(xué)實(shí)踐體系和流程，總體來說就是案例的實(shí)現(xiàn)、案例的講解和推進(jìn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的選題、學(xué)生作業(yè)的推進(jìn)和檢查方式。

二、教學(xué)案例設(shè)計(jì)

軟件工程的案例是軟件工程課程的核心。只有實(shí)際且有意義的案例才能使學(xué)生體會(huì)到軟件工程的作用，并掌握軟件工程的方法和原則。

首先，我們選擇一個(gè)有實(shí)際意義的目標(biāo)，提出具體的需求，然后按照實(shí)際的問題，依據(jù)軟件工程的方法和流程進(jìn)行軟件的開發(fā)。在需求分析階段，我們按照軟件工程提出的方法進(jìn)行需求分析，并按照規(guī)范形成規(guī)定的文檔。然后，按照需求分析的結(jié)果，我們進(jìn)行概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并形成設(shè)計(jì)的結(jié)果和文檔。最后我們按照設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行軟件開發(fā)，并進(jìn)行單元測(cè)試，最終進(jìn)行集成測(cè)試。在每個(gè)階段都有必要的文檔，我們都按照規(guī)范進(jìn)行組織和準(zhǔn)備。

按照這樣的方法，我們完成了一個(gè)實(shí)際的案例。這個(gè)案例我們將作為教學(xué)用的實(shí)踐案例。

三、用完整案例貫穿軟件工程教學(xué)

在軟件工程課程的講授過程中，往往有很多不相關(guān)的案例貫穿于每個(gè)階段，當(dāng)課程講授結(jié)束時(shí)，學(xué)生往往不清楚軟件工程總體框架是什么、總的目標(biāo)是什么。為了解決該問題我們?cè)谥v授中使用了一個(gè)完整案例。

由于軟件工程課程抽象，為了讓學(xué)生掌握其方法和原則，教學(xué)中我們使用了案例教學(xué)。與其他的案例教學(xué)不同的是，在講授軟件工程課程時(shí)，我們采用了貫穿整個(gè)課程的一個(gè)完整案例。由于采用完整案例，使得學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)過程中始終有一個(gè)清晰的目標(biāo)和脈絡(luò)。這樣，軟件工程抽象的理論、方法和原理能夠始終如一由一個(gè)案例來體現(xiàn)。當(dāng)課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生往往能看到一個(gè)實(shí)際的軟件產(chǎn)品，使得學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生了興趣。

四、教學(xué)中強(qiáng)調(diào)軟件工程各階段的聯(lián)系

在教學(xué)案例設(shè)計(jì)中，我們已經(jīng)將完整的案例進(jìn)行了分解，分解后的案例與各個(gè)階段的產(chǎn)品對(duì)應(yīng)。這些小案例都是使用與之對(duì)應(yīng)的階段提供的方法和原則進(jìn)行開發(fā)的。由于不同階段之間的產(chǎn)品具有很強(qiáng)的聯(lián)系，這樣每個(gè)階段的產(chǎn)品也具有很強(qiáng)的聯(lián)系。往往上一個(gè)階段的產(chǎn)品是下一個(gè)階段的輸入，下一個(gè)階段的產(chǎn)品是依據(jù)上一個(gè)階段產(chǎn)品而進(jìn)行的開發(fā)。這些階段應(yīng)該順序進(jìn)行，不可跨越進(jìn)行。由于各階段對(duì)應(yīng)的小案例都來自整體案例，并且是按照軟件工程的方法進(jìn)行開發(fā)的，這些階段性案例都是緊密相關(guān)的。這樣在課程的講授過程中，學(xué)生能夠清晰而實(shí)際的把握每個(gè)階段的作用和階段之間彼此的聯(lián)系。endprint

五、教學(xué)中強(qiáng)調(diào)軟件工程各階段的聯(lián)系和各階段與總體架構(gòu)的關(guān)系

由于軟件工程方法和原則是有多個(gè)階段的，我們?cè)诿總€(gè)階段都設(shè)計(jì)了一個(gè)符合本階段的小案例，這些小案例都是貫穿課程的一個(gè)完整案例的分解。這樣，在每個(gè)階段，學(xué)生會(huì)依照案例對(duì)該階段的方法和原則有較為具體的認(rèn)識(shí)。隨著課程的進(jìn)行，這些小案例的逐個(gè)完成，當(dāng)課程結(jié)束后，各個(gè)案例匯聚成了一個(gè)完整的軟件產(chǎn)品，這樣學(xué)生對(duì)軟件工程課程有了整體的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，學(xué)生也會(huì)真切體會(huì)到軟件工程在軟件開發(fā)中的巨大指導(dǎo)作用。

六、教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與

在整個(gè)教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與。軟件工程課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。只有學(xué)生親自參與才能體會(huì)到軟件工程對(duì)軟件開發(fā)的指導(dǎo)作用。

首先，我們將學(xué)生以開發(fā)團(tuán)隊(duì)的形式分成小組。

然后，我們?yōu)閷W(xué)生選擇題目，或者學(xué)生自己選擇題目，引導(dǎo)并和學(xué)生一起討論題目的合適性。

之后便是實(shí)踐階段。隨著課程的講解，軟件工程各個(gè)階段在進(jìn)行，我們講解的是我們已經(jīng)設(shè)計(jì)好的案例，而要求學(xué)生組成的開發(fā)團(tuán)隊(duì)也需要按照階段去進(jìn)行他們的項(xiàng)目，每個(gè)階段都要安排學(xué)生做報(bào)告，報(bào)告他們分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中使用的方法，以及他們每個(gè)階段產(chǎn)品形成的具體流程。這樣學(xué)生能深度實(shí)踐可控的軟件工程原理。當(dāng)課程結(jié)束后，他們的各個(gè)階段的產(chǎn)品以及最終的集成產(chǎn)品也產(chǎn)生了。這樣學(xué)生會(huì)有很大的成就感，使得他們進(jìn)行了一次深度的軟件工程體驗(yàn)，并感受到了軟件工程對(duì)于軟件開發(fā)的重大意義。因此，這對(duì)于學(xué)生未來在軟件行業(yè)就業(yè)后，按照規(guī)范的流程和方法開發(fā)軟件起到了關(guān)鍵的引導(dǎo)作用。

結(jié)語

軟件工程課程理論目前來說已經(jīng)逐步完善并發(fā)展著。這門課程對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說具有重要意義，為培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)易維護(hù)且規(guī)范的軟件打下了基礎(chǔ)。我們?cè)谲浖こ陶n程的講授過程中發(fā)現(xiàn)，該課程的抽象和理論化使得學(xué)生很難掌握該課程。有些教學(xué)也采用了案例的方式，但是，案例在整個(gè)教學(xué)中不停地變化，在教學(xué)結(jié)束后也沒有產(chǎn)品產(chǎn)生，使得學(xué)生很難理解該方法。我們從案例的設(shè)計(jì)、分解、聯(lián)系以及實(shí)踐環(huán)節(jié)各個(gè)方面進(jìn)行了深度的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)本文提出的完整案例法、案例分解法、案例聯(lián)系法和引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐并形成產(chǎn)品法具有很好的效果。

但是，有些細(xì)節(jié)問題我們還沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，整個(gè)教學(xué)流程還沒有進(jìn)行量化，這是我們未來需要進(jìn)一步進(jìn)行的工作。

論文項(xiàng)目信息：內(nèi)蒙古大學(xué)“卓越教學(xué)團(tuán)隊(duì)”建設(shè)項(xiàng)目（2013-5）：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)

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