孔凡豹，萬家山

（安徽信息工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

《軟件工程》項(xiàng)目化教學(xué)改革探索

孔凡豹，萬家山

（安徽信息工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

《軟件工程》課程的教學(xué)不能只注重理論內(nèi)容的講解，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)工程化思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng).本文圍繞企業(yè)級項(xiàng)目開發(fā)的各個(gè)階段，介紹教師與學(xué)生在《軟件工程》課程的教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中角色的轉(zhuǎn)變，以項(xiàng)目經(jīng)理及開發(fā)人員的行為準(zhǔn)則來完成企業(yè)級項(xiàng)目的開發(fā)與管理過程.以項(xiàng)目管理平臺作為支撐，對項(xiàng)目開發(fā)的各個(gè)階段進(jìn)行流程化管理，建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的文檔評審及考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)《軟件工程》課程教學(xué)的“工程化”改造，建立工程化實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)體系.實(shí)踐證明，這是一種成效顯著的教學(xué)改革方法.

軟件工程；教學(xué)改革；項(xiàng)目化教學(xué)；工程化教學(xué)；教改探索

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程定位與目標(biāo)

《軟件工程》是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的一門必修課程，該課程具有較強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性，涉及計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、管理等多個(gè)學(xué)科的知識，是在軟件開發(fā)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而獲取的理論指導(dǎo)課程.

該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生在軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)過程中的工程思維能力，項(xiàng)目管理能力，團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作的能力，掌握如何采用工程化的理論和方法來指導(dǎo)軟件開發(fā)過程，采用先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn)證明合理的管理方法來提高軟件質(zhì)量和生產(chǎn)效率，也就是在給定成本、給定時(shí)間的前提下，開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品.

1.2 教學(xué)方法和手段

目前國內(nèi)高校普遍采用的教學(xué)方式是傳統(tǒng)的理論講授，極少甚至沒有實(shí)際的項(xiàng)目進(jìn)行支撐，學(xué)生被動(dòng)地聽課，教學(xué)內(nèi)容一般是重理論而輕實(shí)踐，一整套的工程化理論和思想不能落地.學(xué)生對軟件工程知識的掌握僅僅停留在理論記憶方面，很難將軟件工程的抽象性和應(yīng)用性落實(shí)到具體的實(shí)踐項(xiàng)目中，課程效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期目標(biāo).

1.3 存在的問題

《軟件工程》課程在國內(nèi)高校的開設(shè)已有20余年歷史，按說已是一門較為成熟的課程，但是大部分高校對該門課程的實(shí)施效果不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo).究其原因主要有以下幾個(gè)方面：

第一、軟件工程是一門綜合型、應(yīng)用型學(xué)科，其本身的特點(diǎn)決定了它不能完全從課堂和書本上掌握，學(xué)生不可能通過單一的理論學(xué)習(xí)就能真正掌握軟件工程的思想和方法.

第二、很多教師采用虛擬的項(xiàng)目作為教學(xué)支撐，這就使得軟件開發(fā)過程中許多實(shí)際的問題和矛盾被忽略，軟件工程中的工程化思想和方法得不到具體地應(yīng)用和驗(yàn)證.

第三、學(xué)生容易對《軟件工程》的抽象理論感到枯燥和乏味.由于缺乏項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很難在頭腦中將《軟件工程》的抽象理論和實(shí)際開發(fā)過程聯(lián)系起來，因此很難對該門課程產(chǎn)生興趣.

第四、考核方式對過程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的關(guān)注度不夠，不能滿足工程化與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求.

傳統(tǒng)的軟件工程教學(xué)模式大多照本宣科，沒有真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目作為支撐，與實(shí)際企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)過程差別較大，如：無需求變更、無計(jì)劃或者計(jì)劃性不強(qiáng)及缺乏評審等，無法鍛煉學(xué)生在復(fù)雜情況下的邏輯思維能力與解決復(fù)雜任務(wù)的能力；在沒有壓力的實(shí)訓(xùn)模式下，學(xué)生完成的任務(wù)質(zhì)量不高，工程意識與規(guī)范很難養(yǎng)成等，并且傳統(tǒng)的知識培養(yǎng)模式不能完成溝通與表達(dá)能力、分析與解決問題能力、抗壓能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等高級職業(yè)素養(yǎng)能力的培養(yǎng).

2 改革目標(biāo)

將理論教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來.采用“項(xiàng)目化”教學(xué)方法，對《軟件工程》課程的教學(xué)加以“工程化”改造，建立工程化實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)體系，讓學(xué)生了解并掌握時(shí)下流行的大型軟件項(xiàng)目開發(fā)的工程化方法和管理工具；了解軟件工程各領(lǐng)域的發(fā)展方向；用結(jié)構(gòu)化的方法和面向?qū)ο蟮姆椒ㄩ_發(fā)軟件項(xiàng)目，以及開發(fā)過程中應(yīng)遵循的流程、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范.

3 具體措施

突破傳統(tǒng)的知識點(diǎn)覆蓋的講授方式，采用項(xiàng)目式教學(xué)模式，模擬企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目的開發(fā)過程，通過一個(gè)完整的項(xiàng)目開發(fā)過程來達(dá)到教學(xué)目的，考核方式以項(xiàng)目的過程和結(jié)果為導(dǎo)向.由指導(dǎo)教師先確定選題的范圍、項(xiàng)目考核規(guī)程及里程碑計(jì)劃，學(xué)生組成項(xiàng)目小組，每組指定一名開發(fā)組長負(fù)責(zé)小組日常項(xiàng)目管理、學(xué)習(xí)任務(wù)分配，團(tuán)隊(duì)一起收集相關(guān)材料、方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施.

講師在項(xiàng)目實(shí)施過程中承擔(dān)項(xiàng)目經(jīng)理的角色，負(fù)責(zé)每個(gè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤及過程產(chǎn)物評審.

具體實(shí)施分為兩大階段：

3.1 項(xiàng)目技能階段

該階段的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對軟件開發(fā)相關(guān)技能的掌握和運(yùn)用，同步啟動(dòng)軟件工程理論教學(xué)，主要講授敏捷開發(fā)、需求工程、系統(tǒng)建模以及體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工程化的理論和方法，強(qiáng)化學(xué)生對各種軟件工程思想和方法的理解與應(yīng)用，同時(shí)讓學(xué)生掌握和意識到軟件工程中各階段文檔的編寫標(biāo)準(zhǔn)和重要意義.

3.2 強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)階段

該階段重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的分析與設(shè)計(jì)、解決問題的能力，以及工作計(jì)劃、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、工程意識等項(xiàng)目管理能力.在項(xiàng)目技能課程階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了軟件項(xiàng)目開發(fā)的各種必備技能和知識、軟件工程中的各種先進(jìn)思想和方法，并初步將二者有機(jī)結(jié)合加以綜合運(yùn)用，側(cè)重軟件工程思想與文檔編寫能力的培養(yǎng).強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)階段學(xué)生將不再學(xué)習(xí)新的內(nèi)容，而是將精力完全投入在真實(shí)項(xiàng)目的開發(fā)與管理上，利用科學(xué)的、成熟的軟件工程思想和方法進(jìn)行指導(dǎo)，是對項(xiàng)目技能階段學(xué)習(xí)成果的具體應(yīng)用和落地.

本階段將依托訊飛教育項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度的跟蹤與管理，包括項(xiàng)目選擇、文檔提交、產(chǎn)物評審等，使得整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程規(guī)范、高效、透明.

該平臺提供了大量經(jīng)過專家評審篩選的、科學(xué)的且多次實(shí)踐過的真實(shí)項(xiàng)目庫，這些項(xiàng)目庫都有著標(biāo)準(zhǔn)明確的需求文檔，可支撐多種實(shí)訓(xùn)模式的項(xiàng)目實(shí)踐過程.

強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)期間，整個(gè)過程又分為6個(gè)子階段：學(xué)生選題階段、需求分析階段、概要設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、編碼與測試階段、發(fā)布與驗(yàn)收階段.以下為各個(gè)階段的目標(biāo)、活動(dòng)、材料（課程預(yù)先提供的資料）、產(chǎn)物以及考核方式和要求的具體說明：

圖1 項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺

1）學(xué)生選題階段

目標(biāo)：學(xué)生確定團(tuán)隊(duì)構(gòu)成以及項(xiàng)目選題，組建評審委員會(huì).

活動(dòng)：本階段主要是進(jìn)行前期準(zhǔn)備，包括項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的組建（自由組建或隨機(jī)分配，原則上3-5人），項(xiàng)目選題的確定.其中最重要的還有一個(gè)是組建學(xué)生評審委員會(huì)，讓學(xué)生置身于項(xiàng)目評審活動(dòng)中，以評審者的視角來審查項(xiàng)目，對于其中存在的問題能夠有更好的、客觀的認(rèn)識和理解.

材料：備選題目（項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺提供）.

產(chǎn)物：團(tuán)隊(duì)成員構(gòu)成、小組選題、評審委員會(huì)構(gòu)成.

考核：各小組提交項(xiàng)目申請書，教師審核.

圖2 選題菜單

2）需求分析階段

目標(biāo)：熟悉用例圖的繪制、用例的描述、功能模塊的劃分.區(qū)分功能需求和非功能需求.熟悉需求分析文檔的編寫.學(xué)習(xí)掌握常用項(xiàng)目管理方法和工具.

活動(dòng)：進(jìn)行問題的識別，分析出哪些是功能需求，哪些是非功能需求.對功能需求進(jìn)行收集整理，并進(jìn)行模塊化的劃分，繪制相應(yīng)的用例圖，并編寫相應(yīng)的用例描述.

材料：需求分析功能列表模板.

產(chǎn)物：需求分析功能列表.

考核：采用評審報(bào)告會(huì)的形式，由參與評審的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行宣講，指導(dǎo)老師和評審委員會(huì)對該小組本階段成果進(jìn)行評審打分，按權(quán)重比例確定本次產(chǎn)物最終成績，錄入項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺.

3）概要設(shè)計(jì)階段

目標(biāo)：熟悉軟件工程中的體系結(jié)構(gòu)，如分層體系結(jié)構(gòu)、MVC模式等，利用這些分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行項(xiàng)目分層設(shè)計(jì).能夠運(yùn)用UML進(jìn)行系統(tǒng)的靜態(tài)建模，能夠?qū)﹃P(guān)鍵功能點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)難度評估，進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，并給出相應(yīng)技術(shù)解決方案.

活動(dòng)：針對第二階段的需求分析，對系統(tǒng)進(jìn)行總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，功能模塊的劃分與設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫建模與設(shè)計(jì)，繪制E-R圖.畫出系統(tǒng)主要的類圖、時(shí)序圖、頁面原型等.對項(xiàng)目存在的關(guān)鍵性技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行評估，并對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，給出相應(yīng)的技術(shù)解決方案.

材料：概要設(shè)計(jì)說明書模版.

產(chǎn)物：概要設(shè)計(jì)說明書.

考核：采用評審報(bào)告會(huì)的形式，由參與評審的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行宣講，指導(dǎo)老師和評審委員會(huì)對該小組本階段成果進(jìn)行評審打分，按權(quán)重比例確定本次產(chǎn)物最終得分，錄入項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺.

4）詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

目標(biāo)：熟悉模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流程的設(shè)計(jì)，熟悉模塊內(nèi)部調(diào)用關(guān)系的設(shè)計(jì).熟悉使用流程圖描述功能業(yè)務(wù)邏輯，使用活動(dòng)圖及狀態(tài)圖描述業(yè)務(wù)執(zhí)行過程.

活動(dòng)：畫出各模塊的業(yè)務(wù)邏輯及模塊之間的調(diào)用關(guān)系，各個(gè)模塊內(nèi)部的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對每個(gè)模塊內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，編寫數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)說明書.

材料：詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書模版.

產(chǎn)物：詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書、小組內(nèi)人員任務(wù)分工.

考核：采用評審報(bào)告會(huì)的形式，由參與評審的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行宣講，指導(dǎo)老師和評審委員會(huì)對該小組本階段成果進(jìn)行評審打分，按權(quán)重比例確定本次產(chǎn)物最終得分，錄入項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺.

5）編碼與測試階段

目標(biāo)：掌握本領(lǐng)域開發(fā)所使用的相關(guān)技術(shù)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作工具，包括Eclipse、HttpWatch、SVN等工具的使用.學(xué)習(xí)開發(fā)崗位應(yīng)了解和掌握的測試技術(shù)，主要包括：普通功能測試、白盒測試、安全測試、穩(wěn)定性測試等.

活動(dòng)：團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)過程中的編碼與調(diào)試、測試、日常代碼評審、日常工作匯報(bào)工作.

材料：代碼評審報(bào)告模版、日常工作匯報(bào)模版、編碼規(guī)范.

產(chǎn)物：項(xiàng)目代碼、代碼評審報(bào)告及跟蹤情況、日常工作日報(bào).

考核：定期對項(xiàng)目進(jìn)度及功能進(jìn)行跟進(jìn)、評審，根據(jù)代碼評審情況對個(gè)人及團(tuán)隊(duì)進(jìn)行評分記錄，并錄入項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺.

6）發(fā)布與驗(yàn)收階段

目標(biāo)：學(xué)習(xí)企業(yè)項(xiàng)目作業(yè)程序，包括打包部署、生產(chǎn)環(huán)境配置與管理、編寫用戶手冊及客戶培訓(xùn)，軟件技術(shù)支持管理等.

活動(dòng)：發(fā)布部署項(xiàng)目，提交項(xiàng)目測試報(bào)告以及功能驗(yàn)收報(bào)告.組織評審委員會(huì)對項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收評審.

材料：測試報(bào)告模版、驗(yàn)收報(bào)告模版.

產(chǎn)物：部署可運(yùn)行的展示項(xiàng)目、測試報(bào)告、驗(yàn)收報(bào)告.

考核：由團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目最終成果展示，指導(dǎo)老師和評審委員會(huì)進(jìn)行評審，確定項(xiàng)目總分.

在項(xiàng)目技能階段，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)的一些必備技能、軟件工程中軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的理論和方法.而在強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)階段，要求學(xué)生按照軟件工程的理念，選擇恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)方法，完成指定項(xiàng)目的可行性分析、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)與編碼、測試部署等一系列軟件工程過程，使得學(xué)生對軟件工程有更深刻的認(rèn)識和體會(huì)，為今后的軟件職業(yè)道路打下扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ).

4 預(yù)期效果

實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)改革后，軟件工程的教學(xué)成果是突出的，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

1.整體開發(fā)流程符合企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)級項(xiàng)目開發(fā)的培養(yǎng)目標(biāo).

2.使用項(xiàng)目式教學(xué)支撐平臺作為實(shí)訓(xùn)支撐，學(xué)生從團(tuán)隊(duì)組成到項(xiàng)目立項(xiàng)、到需求分析、一直到最終答辯，各個(gè)階段都由平臺中間過程進(jìn)行引導(dǎo)和監(jiān)督，不會(huì)偏離既定目標(biāo).

3.降低學(xué)生對教師的依賴程度，提高分析問題與解決問題的能力.

4.教師從“保姆式”的幫助學(xué)生解決問題的困境中解脫出來，參與到更高層次的項(xiàng)目管理過程.

5.教師在各個(gè)過程進(jìn)行產(chǎn)物評審，及時(shí)反饋學(xué)生存在的問題，有利于把控項(xiàng)目整體進(jìn)展.結(jié)語

要改進(jìn)《軟件工程》課程教學(xué)，除了要使用常規(guī)的教學(xué)方法、合理安排好課程內(nèi)容外，還要重視學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、重視理論與實(shí)踐的無縫結(jié)合，讓《軟件工程》的教學(xué)工作越來越實(shí)踐化、工程化.

〔1〕孫俊逸.計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革與實(shí)踐[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

〔2〕黃麗莉.任務(wù)型教學(xué)法在國際商務(wù)英語演說的實(shí)證研究[J].長春大學(xué)學(xué)報(bào)，2015(6)：129-133.

G642.0

A

1673-260X（2017）12-0182-03

2017-10-11

大數(shù)據(jù)時(shí)代下個(gè)性化教學(xué)研究（2016xjjyxm08）