穆海倫　田曉

摘要：分析目前軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，提出以課程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)的教學(xué)改革方案，闡述實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)主要包括案例學(xué)習(xí)、案例模擬訓(xùn)練、項(xiàng)目實(shí)踐、角色扮演、學(xué)習(xí)空間、知識(shí)庫等多個(gè)方面內(nèi)容，從學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、實(shí)踐、總結(jié)及積累等方面加強(qiáng)學(xué)生軟件工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使其盡快獲得工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：軟件工程；實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)；角色扮演；學(xué)習(xí)空間；知識(shí)庫

1、高校軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中越來越起到了舉足輕重的作用。高校作為社會(huì)所需人才的培養(yǎng)基地，有責(zé)任和義務(wù)培養(yǎng)和提供掌握軟件開發(fā)方法和具有實(shí)踐技能的軟件人才，以更好地促進(jìn)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，很多高校開設(shè)了軟件工程課程，以讓學(xué)生從工程化的角度認(rèn)識(shí)軟件開發(fā)和維護(hù)，工程化的概念、原理、技術(shù)和方法必須通過實(shí)踐才能真正理解和把握。但是，目前的軟件工程課程教學(xué)存在著“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象，且傳統(tǒng)的授課模式也不利于開展實(shí)踐教學(xué)。下面將對(duì)目前高校軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)中存在的困難和問題進(jìn)行分析。

1.1 傳統(tǒng)的課程結(jié)構(gòu)設(shè)置，不利于開展實(shí)踐教學(xué)

目前，高校的軟件工程課程結(jié)構(gòu)基本上是采用理論課+上機(jī)課的形式，總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，其中，理論課36學(xué)時(shí)，上機(jī)課12學(xué)時(shí)。這樣的課程結(jié)構(gòu)設(shè)置凸顯了以教師講授為主、實(shí)踐教學(xué)為輔的特點(diǎn)，學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練基本以課下為主。

1.2 教學(xué)案例過于“文檔化”，學(xué)生無法了解過程細(xì)節(jié)

在軟件工程課程的教學(xué)中，教師一般都會(huì)從教材或其他資料上引入一些軟件開發(fā)的案例，但是，這些案例一般都是直接給出了結(jié)果，卻沒有對(duì)過程進(jìn)行詳細(xì)的描述。例如，在講授需求分析時(shí)，可能案例中直接給出的是需求分析的結(jié)果——《需求規(guī)格說明書》，其中描述了功能需求、性能需求、接口需求、安全性需求等，并構(gòu)建了相應(yīng)的分析模型，但是卻沒有給出需求分析的過程描述，即這些功能、性能等的需求是如何分析出來的，模型是如何一步一步建立起來的等。再如，在講授系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，案例中可能直接給出了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的結(jié)果，其中包括數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)、視圖等，但是卻沒有詳細(xì)的描述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的過程，即如何建立數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模型，如何設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表，數(shù)據(jù)庫表中的字段以及字段的類型、約束等是如何得到的等。這些案例只有結(jié)果描述，類似于企業(yè)里開發(fā)所用的文檔，學(xué)生僅僅通過這些“文檔化”的案例，是無法真正掌握軟件開發(fā)的細(xì)節(jié)的，而導(dǎo)致的結(jié)果是——學(xué)生看看都會(huì)，聽聽都明白，動(dòng)起手來卻是滿腦子空白。

1.3 缺乏有效的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。無法做到“學(xué)”“練”和“指導(dǎo)”的全過程互動(dòng)

目前的軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)主要采用學(xué)生課下完成實(shí)踐作業(yè)的形式，學(xué)生在學(xué)習(xí)“紙質(zhì)的”和“靜態(tài)的”理論知識(shí)和案例的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)實(shí)踐，這樣的實(shí)踐教學(xué)過于簡(jiǎn)單，缺乏環(huán)境的支持，無法做到“學(xué)”“練”和“指導(dǎo)”的全過程互動(dòng)，不利于真正提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

（1）學(xué)生只能被動(dòng)地學(xué)習(xí)和接受案例，但是卻不能提出自己的見解，更不能將其與其他學(xué)生來分享。

（2）學(xué)生無法對(duì)案例細(xì)節(jié)和過程進(jìn)行“拆解”，并對(duì)某部分過程和細(xì)節(jié)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，更無法對(duì)模擬的結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的對(duì)照，發(fā)現(xiàn)自身理解的偏差和問題，從而加深對(duì)案例的理解和掌握，不至于讓案例學(xué)習(xí)“流于表面”。

（3）學(xué)生無法通過實(shí)踐環(huán)境，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建軟件開發(fā)項(xiàng)目，并將項(xiàng)目開發(fā)的過程細(xì)節(jié)和結(jié)果與其他學(xué)生進(jìn)行分享，甚至讓其他的學(xué)生動(dòng)態(tài)參與其中，也無法讓教師對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行全程指導(dǎo)。

（4）學(xué)生沒有自己的學(xué)習(xí)空間，無法將課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐中的心得、體會(huì)等進(jìn)行記錄，也無法將一些好的技術(shù)、方法等資料與其他學(xué)生進(jìn)行分享。

（5）案例的更新缺乏一種動(dòng)態(tài)的機(jī)制，只能依賴教師去收集，無論是數(shù)量，還是真實(shí)性、貼切度，都無法滿足實(shí)踐教學(xué)的要求。

2、具體改革實(shí)施方案

經(jīng)過上文的分析，我們發(fā)現(xiàn)目前的軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)存在課程設(shè)置不合理、缺乏能夠被學(xué)生深入學(xué)習(xí)和理解的實(shí)際案例、缺乏能夠支持“學(xué)”“練”和“指導(dǎo)”全過程互動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境等問題。為此，我們提出了基于實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)改革方案，主要從課程結(jié)構(gòu)設(shè)置和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的使用兩個(gè)方面人手，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練，并以實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)為支撐，讓學(xué)生切實(shí)提高實(shí)踐能力。下面將對(duì)具體的改革方案進(jìn)行論述。

2.1 以課程實(shí)訓(xùn)代替上機(jī)課，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

我們以課程實(shí)訓(xùn)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的上機(jī)課，將總學(xué)時(shí)數(shù)由48學(xué)時(shí)調(diào)整為64學(xué)時(shí)，其中，理論課設(shè)置為32學(xué)時(shí)，實(shí)訓(xùn)課設(shè)置為32學(xué)時(shí)。課程實(shí)訓(xùn)是在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生自己完成一個(gè)完整的軟件開發(fā)實(shí)踐課題，具體的課程內(nèi)容如下。

（1）課題確定：由學(xué)生自己根據(jù)日常生活和學(xué)習(xí)中所接觸或熟悉的軟件來命題，如學(xué)生管理系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、選課系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)等，也可以由教師結(jié)合教學(xué)、科研的實(shí)際情況設(shè)置多個(gè)課題供學(xué)生選擇，要求課題的規(guī)模大小適中，有一定難度，但經(jīng)過努力可以較好地完成。

（2）組織形式：課題以小組的形式來進(jìn)行組織，包括一位組長和3～4位組員，對(duì)于系統(tǒng)中的部分開發(fā)工作也可以采用“外包”的形式，即由組外的其他學(xué)生來幫助完成。

（3）教學(xué)安排：實(shí)訓(xùn)課每周安排2學(xué)時(shí)，每一位組長在課上介紹本組項(xiàng)目的進(jìn)展情況和碰到的問題等，其他項(xiàng)目組的學(xué)生可以就項(xiàng)目的某些部分提出疑問，教師可以對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行指導(dǎo)，也可以引導(dǎo)學(xué)生就某一細(xì)節(jié)問題展開討論。

（4）成績?cè)u(píng)定：課程實(shí)訓(xùn)結(jié)束時(shí)，每組需提交所完成的軟件系統(tǒng)和相關(guān)的文檔、實(shí)踐報(bào)告等，而成績的評(píng)定采用驗(yàn)收答辯的形式，即每個(gè)小組演示開發(fā)完成的軟件系統(tǒng)，并總結(jié)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和提出改進(jìn)意見，由教師主持實(shí)踐項(xiàng)目驗(yàn)收答辯，由其他組的代表（或組長）充當(dāng)評(píng)委，共同對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的成果進(jìn)行評(píng)審并打分，最后由教師進(jìn)行綜合評(píng)定，給出每組的課程實(shí)訓(xùn)的最終成績。

2.2 建立完整的課程實(shí)踐平臺(tái)，注重過程學(xué)習(xí)和模擬實(shí)踐訓(xùn)練

我們建立一套完整的課程實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生可以利用平臺(tái)來進(jìn)行案例學(xué)習(xí)和模擬訓(xùn)練，也可以通過共享資料來形成知識(shí)庫，供每個(gè)人參考。此課程實(shí)踐平臺(tái)主要包括4個(gè)部分。

1）案例學(xué)習(xí)機(jī)。

案例學(xué)習(xí)機(jī)主要為學(xué)生提供完整的案例，以供學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。案例學(xué)習(xí)機(jī)包含由多個(gè)案例構(gòu)成的案例庫，案例的選擇基本上以學(xué)生所熟悉和易于接受的軟件開發(fā)項(xiàng)目為主，每個(gè)案例都詳細(xì)記錄了一個(gè)完整的軟件開發(fā)項(xiàng)目實(shí)踐，包括項(xiàng)目管理的內(nèi)容，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）案例分解，細(xì)節(jié)分析：每一個(gè)案例都是完整的整體，同時(shí)又可以按照軟件開發(fā)的流程（瀑布模型）進(jìn)行分解（如圖1所示），學(xué)生既可以看到軟件開發(fā)過程中每一步的結(jié)果，也可以看到每一步的過程細(xì)節(jié)，包括開發(fā)中所碰到的問題，解決的辦法，甚至開發(fā)中所走的彎路等，都可以在案例中進(jìn)行瀏覽和學(xué)習(xí)。

（2）個(gè)性思考：學(xué)生在學(xué)習(xí)案例的過程中，可以針對(duì)某一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行思考，并發(fā)表自己的評(píng)論（如圖2所示），也可以瀏覽其他學(xué)生針對(duì)此所發(fā)表的評(píng)論，所有的評(píng)論構(gòu)成了一個(gè)個(gè)性思考評(píng)論空間，可以給后續(xù)的更多的學(xué)生提供借鑒。

2）項(xiàng)目模擬訓(xùn)練器。

項(xiàng)目模擬訓(xùn)練器為學(xué)生提供了一個(gè)案例模擬和項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐的平臺(tái)，為學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)訓(xùn)提供了實(shí)踐環(huán)境，學(xué)生可以將案例作為框架，進(jìn)行模擬訓(xùn)練，也可以進(jìn)行全新的項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐訓(xùn)練，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）案例模擬環(huán)境：學(xué)生可以直接引入一個(gè)案例作為模擬項(xiàng)目，可以參照案例的執(zhí)行步驟自行進(jìn)行每一步的執(zhí)行操作，并將自己的操作結(jié)果與案例進(jìn)行對(duì)照（如圖3所示），找出自己模擬訓(xùn)練中存在的問題。

（2）項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)境：學(xué)生可以自行創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目，實(shí)踐環(huán)境將給出項(xiàng)目管理和開發(fā)實(shí)踐的基本流程及任務(wù)框架（如圖4所示），學(xué)生可以進(jìn)行項(xiàng)目組建、編寫項(xiàng)目計(jì)劃、記錄項(xiàng)目執(zhí)行過程，可以按照軟件開發(fā)流程進(jìn)行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼及測(cè)試等活動(dòng)。

這樣的項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)境是全方位的，即學(xué)生可以訓(xùn)練項(xiàng)目管理方面的技能，也可以訓(xùn)練軟件開發(fā)環(huán)節(jié)的技能，如學(xué)生可以創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，并擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，同時(shí)可以將項(xiàng)目在系統(tǒng)中發(fā)布，并“招聘”分析人員、設(shè)計(jì)人員、編碼人員、測(cè)試人員等，其他學(xué)生可以在系統(tǒng)中看到發(fā)布的“招聘”信息，如果愿意的話，可以在此項(xiàng)目中擔(dān)任相關(guān)的角色，這樣可以實(shí)現(xiàn)一種“角色扮演”，即某個(gè)學(xué)生既可以是A項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理，以此訓(xùn)練項(xiàng)目管理方面的技能，也可以是B項(xiàng)目的系統(tǒng)分析師，以此訓(xùn)練系統(tǒng)分析的技能，還可以是C項(xiàng)目的開發(fā)工程師，以此訓(xùn)練編碼實(shí)現(xiàn)的技能等。

（3）網(wǎng)上評(píng)審：學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)境中創(chuàng)建了自己的項(xiàng)目后，安排相應(yīng)的開發(fā)工作，在每一個(gè)開發(fā)階段結(jié)束時(shí)，都可以發(fā)布“網(wǎng)上評(píng)審”邀請(qǐng)，其他學(xué)生可以對(duì)該項(xiàng)目本階段的工作進(jìn)行評(píng)審和打分，這樣，最終會(huì)匯總出每個(gè)項(xiàng)目的總分，也可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生在各個(gè)項(xiàng)目中參與的工作評(píng)分匯總出其項(xiàng)目實(shí)踐的總分，教師也可以很容易統(tǒng)計(jì)出每個(gè)學(xué)生的實(shí)踐課程成績。

（4）師生交流平臺(tái)：教師和學(xué)生可以在模擬訓(xùn)練器中針對(duì)某個(gè)具體的任務(wù)或?qū)嵺`活動(dòng)進(jìn)行交流，教師可以提出相應(yīng)的指導(dǎo)意見，也可以創(chuàng)建一個(gè)論壇，以方便學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間的交流。

（5）案例申請(qǐng)：學(xué)生可以將自己的實(shí)踐項(xiàng)目申請(qǐng)成為案例，教師對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的過程細(xì)節(jié)和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，若通過，則可以提交到案例學(xué)習(xí)機(jī)的案例庫中，這樣可以形成一個(gè)良性循環(huán)，不斷地補(bǔ)充由學(xué)生自己開發(fā)的真實(shí)案例，以供更多的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3）學(xué)習(xí)空間。

學(xué)習(xí)空間是為每個(gè)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐所建立的一個(gè)私有空間，學(xué)生可以將課程學(xué)習(xí)的計(jì)劃、日程安排、學(xué)習(xí)心得等置入學(xué)習(xí)空間中，形成一個(gè)完整的學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)生可以在個(gè)人的學(xué)習(xí)空間的桌面上放置便簽、今日安排、實(shí)踐項(xiàng)目列表、消息提醒、常用聯(lián)系人等快捷圖標(biāo)（如圖5所示），并通過點(diǎn)擊進(jìn)人相關(guān)部分進(jìn)行操作。

4）知識(shí)庫。

知識(shí)庫是所有資料的共享空間，學(xué)生和教師均可以將與軟件開發(fā)項(xiàng)目相關(guān)的資料上傳到知識(shí)庫中，并依照技術(shù)、管理等進(jìn)行分類，以供所有學(xué)生進(jìn)行查閱（如圖6所示），還可以建立一個(gè)FAO庫，把所有的問題和問題的解答（可以是教師解答的，也可以是其他學(xué)生解答的）進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)到FAQ庫中，以供學(xué)生在實(shí)踐過程中碰到問題時(shí)進(jìn)行查閱參考。

建立了課程實(shí)踐平臺(tái)后，軟件工程的課程實(shí)訓(xùn)就可以依賴此平臺(tái)進(jìn)行開展，學(xué)生可以在“案例學(xué)習(xí)機(jī)”中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在“案例模擬環(huán)境”中自己動(dòng)手參照案例進(jìn)行模擬訓(xùn)練，在“項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)境”中創(chuàng)建和組織新的項(xiàng)目，也可以參與到其他組的項(xiàng)目工作中，在“學(xué)習(xí)空間”中構(gòu)造自己的私有學(xué)習(xí)環(huán)境，記錄學(xué)習(xí)心得等，還可以將心得或資料上傳到“知識(shí)庫”中，與其他學(xué)生進(jìn)行分享，從而使“學(xué)”與“練”動(dòng)態(tài)結(jié)合，真正達(dá)到課程實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)。

3、結(jié)語

隨著國內(nèi)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，軟件企業(yè)對(duì)軟件人才的需求無論從數(shù)量上還是從質(zhì)量上都在不斷的提升，這也使得高校不斷地嘗試和探索進(jìn)行各種課程教學(xué)模式的改革，從而真正培養(yǎng)出具有實(shí)踐開發(fā)能力的軟件人才。筆者正是基于這一背景而提出的軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)改革方案，是基于一套完整的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)環(huán)境，以課程實(shí)訓(xùn)的方式來切實(shí)提高學(xué)生的軟件工程實(shí)踐能力。該方案從2010年提出并開始實(shí)施，目前已基本完成實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)環(huán)境的開發(fā)并對(duì)2009級(jí)和2010級(jí)軟件工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)改革的嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。下一步，我們將繼續(xù)完善實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)環(huán)境，并在進(jìn)一步完善改革方案的基礎(chǔ)上，將其推廣到計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及其他計(jì)算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)，以滿足企業(yè)對(duì)軟件人才的需要。