張守震
摘 要:作為一門計算機科學課程,統(tǒng)一建模語言具有較強的實用性、高度抽象性和概念化的特點。用傳統(tǒng)的教學方法,初學者往往很難掌握。
關(guān)鍵詞:UML;軟件建模;需求分析;課程改革
一、引言
統(tǒng)一建模語言UML由于課程內(nèi)容復雜、理論性強的特點,高校教師為提高學生的工程實踐能力,結(jié)合工程教育模式對課程教學進行深入改革探索。UML又是一種通用的、可視化的建模語言,是面向?qū)ο蠓治雠c設計的工具。該課程隸屬于軟件工程課程體系,是計算機專業(yè)和軟件工程專業(yè)學生的選修課。
二、軟件建模的需求分析
傳統(tǒng)的需求分析主要依靠結(jié)構(gòu)化的分析方法,即面向過程和功能驅(qū)動的分析方法。主要根據(jù)用戶需求確定系統(tǒng)的總體業(yè)務框架和功能范圍,使用非開發(fā)人員易于理解的圖形符號,結(jié)合文本和其他形式,描述每個功能的處理邏輯和業(yè)務規(guī)則,并適當?shù)剌o助一些功能分解圖和數(shù)據(jù)流圖。此外,開發(fā)人員可能無法準確識別業(yè)務需求的語言,需要在設計階段進行重新分析,導致開發(fā)效率低下。
統(tǒng)一建模語言不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法。面向?qū)ο蟮男枨蠓治龇椒▊?cè)重于現(xiàn)實世界問題的底層邏輯,將它們抽象出來以解決問題。從類和對象之間的關(guān)系出發(fā),它們具有更強的通用性,能夠有效地支持不斷變化的業(yè)務需求。同時,面向?qū)ο笮枨蠓治龅恼麄€過程都以對象作為分析和設計的目標,在最終的編碼中,它們也是對象,可以有效地確保從需求到分析、從分析到設計、從設計到編碼的一致性。
三、教學方式改革的目的及意義
UML統(tǒng)一建模語言作為一門軟件工程課程,統(tǒng)一建模語言UML課程具有與軟件集成的能力具有強大專業(yè)理論、概念和獨創(chuàng)原則的工程課程中的類似問題原理非常復雜,并且工程內(nèi)容雖然高度實用,但由于規(guī)模大、復雜,學生們感到不知所措,很難上手抓住。因此,學生理論能力強,實踐應用能力差,較強的個人能力和團隊合作能力。最終,學生無法融入社會由于理論知識與實際應用完全結(jié)合,導致工程實踐能力差的問題。做如何改進理論與實踐相結(jié)合的工程過程提高學生的工程應用能力,培養(yǎng)學生的工程價值觀,更好地實現(xiàn)工程教育的目標,創(chuàng)新式教學模式設計。
通過在整個實驗過程中采用統(tǒng)一的項目,學生可以深入了解項目分析、設計和建模,并通過項目分析和模型創(chuàng)建體驗團隊協(xié)作。綜合實驗的發(fā)展是以學生為中心的實驗教學,通過循序漸進的方式幫助學生參與建模實踐。在實驗過程中,學生承擔著學習和實踐的任務。在實踐教學設計中,強調(diào)學生為主體,教師起主導作用。重點培養(yǎng)學生的主觀能動性,提高他們的手機技能,幫助他們進一步理解模型的應用,加強溝通技巧,增加同學之間的溝通和互動以及協(xié)作。
四、改革的主要內(nèi)容
(一)實驗內(nèi)容的改革
本課程最初的設計內(nèi)容是關(guān)于UML建模中的各種模型圖,包括用例圖、類圖、序列圖、通信圖和圖表模型的驗證練習,如狀態(tài)機圖、活動圖、包圖、組件圖和部署圖。實驗形式主要包括教師設置問題和學生練習繪畫模型。這種方法這個公式的優(yōu)點是,老師設計的問題涵蓋了一系列的知識點,可以涵蓋所有或大部分教學知識點的實踐,保證了學生對知識點有扎實、全面的掌握;缺點是,盡管學生們已經(jīng)掌握了各種UML模型圖的繪制方法和細節(jié)分段處理,但學生發(fā)現(xiàn)在面對特定系統(tǒng)時很難理解如何使用該模型如何在統(tǒng)一建模中綜合利用各種模型圖。
改革修改后的實驗將使用原始的基本訓練內(nèi)容作為示例、練習和作業(yè),供學生在課堂上或課外完成。基礎實踐注重理論知識的訓練,為理論知識提供實踐支持,旨在幫助學生理解各種模型和繪圖方法的作用。整個實驗過程采用貫穿始終的綜合實踐項目,采用團隊開發(fā)模式,項目團隊分工協(xié)作完成系統(tǒng)模型。
(二)教學方式的革新
將理論知識與在線案例研究相結(jié)合,展示本課程的理論和實踐方面注重實踐,理論聯(lián)系實際的特點。在線培訓內(nèi)容基于基礎知識評估,主要基于學徒式的基本案例,確保學生對所學知識有很好的理解,以及基本的應用能力。線下討論主要集中在案例分析、主題討論和問題上通過解決問題等形式,理論指導項目,面對面交流,提高學生知識的掌握程度和應用能力。離線作業(yè)通過項目分析進行培訓掌握、鍛煉學生的造型技巧。通過持續(xù)的項目,讓學生體驗挑戰(zhàn)模型分配與產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗在實踐中的連續(xù)性之間的相關(guān)性向?qū)W生傳遞可持續(xù)工程理念。在項目實踐中,穿插討論和互動相互交流和評估,讓學生對項目過程有更深入的了解。
基礎實踐采用小問題、小項目的形式,注重為理論知識的應用提供實踐支持,幫助學生理解各種模型在系統(tǒng)分析中的作用。綜合實踐采用團隊項目開發(fā)模式,項目團隊分工協(xié)作,團隊完成系統(tǒng)模型。遵循軟件工程原理,采用啟發(fā)式教學方法進行分析和建模過程。學生可以選擇自己的項目或老師指定的項目,為他們提供充分的自主學習、獨立分析、獨立建模和團隊合作能力。
五、總結(jié)
作為一門計算機科學課程,統(tǒng)一建模語言具有較強的實用性、高度抽象性和概念化的特點。用傳統(tǒng)的教學方法,初學者往往很難掌握??刹捎没诎咐虒W的項目驅(qū)動方法,強調(diào)在線課程建設和師生之間的溝通與互動。教學實踐表明,這種教學模式能極大地提高學生的學習主動性和參與性,教學效果顯著提高。通過實施綜合項目實驗改革,提高了學生的學習積極性通過積極參與小組討論和建模,人們可以發(fā)現(xiàn)他們正在學習在學習過程中,積極向老師或同學提問,另一方面加深理解討論了UML建模在軟件開發(fā)中的作用。
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基金項目:校級線下課程項目(編號:szxy2021xxkc05), 教育部產(chǎn)學合作項目(220901141062356),產(chǎn)學研科研項目(2022xhx301),宿州學院2021年博士科研啟動基金項目(項目號:2021BSK017),產(chǎn)學研科研項目(2022xhx302)。