軟件工程課程教學(xué)模式研究

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軟件工程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程中一門非常重要的專業(yè)課程，具有很強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性［1］。從工程意義講，軟件工程包括軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行及維護(hù)等一系列工程活動(dòng)；從課程結(jié)構(gòu)講，軟件工程表面看是一門課程，實(shí)質(zhì)上系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)類的多門專業(yè)課程及項(xiàng)目管理類課程。因此，軟件工程課程是一門既抽象又綜合的工程類課程。軟件工程課程不僅是一門學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大的課程，也是眾多任課教師較難進(jìn)行有效課堂教學(xué)的課程。這主要源于傳統(tǒng)教學(xué)方式存在問(wèn)題。

一、傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）教材內(nèi)容過(guò)于理論化

目前，軟件工程教學(xué)使用的教材大多偏向于理論知識(shí)介紹，主要講解軟件開發(fā)過(guò)程的各個(gè)步驟及使用方法，缺乏有效案例和工程項(xiàng)目支撐。同時(shí)，大多數(shù)學(xué)生沒(méi)有軟件開發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軟件開發(fā)及相關(guān)概念只停留在記憶層面，只知道有這些方法，卻不知道這些方法能用在哪些地方、什么時(shí)候用、怎么用，導(dǎo)致學(xué)生越學(xué)越迷茫，最終失去學(xué)習(xí)興趣。

（二）知識(shí)體系不完整

雖然整個(gè)軟件工程的知識(shí)結(jié)構(gòu)是完整的，但在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，知識(shí)點(diǎn)的講解是單個(gè)的，割裂了知識(shí)的連貫性。盡管知識(shí)點(diǎn)前后有一定連續(xù)性，但軟件工程課程比較特殊。軟件工程可分為若干子階段，有需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼等子階段。每個(gè)子階段可以看作是一個(gè)里程碑，有自己的獨(dú)立性，導(dǎo)致各子階段對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立。因此，課程對(duì)應(yīng)的各階段知識(shí)點(diǎn)顯得孤立、沒(méi)有連續(xù)性，各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)相互割裂，使學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)完整地理解和掌握整個(gè)軟件工程各階段的知識(shí)點(diǎn)，無(wú)法形成整體的軟件工程概念和思想。

（三）重理論講解，少實(shí)踐練習(xí)

軟件工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但在傳統(tǒng)教學(xué)中，多數(shù)以講解軟件工程的基本原理、方法和理論為主，抑或增加一些對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單案例講解，學(xué)生大多時(shí)候都是被動(dòng)接收，沒(méi)有參與內(nèi)容或案例的分析討論，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解只停留在表面，導(dǎo)致學(xué)生缺乏運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。雖然也有一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，但一般只停留在編寫軟件項(xiàng)目文檔的單一環(huán)節(jié)上。若沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目演練，這種單純文件編寫的教學(xué)效果并不理想。

二、以項(xiàng)目為導(dǎo)向教學(xué)思想的提出

針對(duì)上述幾點(diǎn)問(wèn)題，要使軟件工程課程教學(xué)積極調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，改變以往學(xué)生感到難學(xué)、教師感到難教的局面，提出以項(xiàng)目為導(dǎo)向的軟件工程課程教學(xué)模式，即以軟件工程項(xiàng)目為導(dǎo)向，項(xiàng)目開發(fā)為主線，貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程的教學(xué)新模式。具體內(nèi)容包括：以項(xiàng)目開發(fā)為主線，輔以相應(yīng)的理論講解，學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程中運(yùn)用軟件工程中的理論知識(shí)分析和解決問(wèn)題。這樣既學(xué)到了軟件工程的思想，又將理論知識(shí)運(yùn)用到具體項(xiàng)目中，從而形成一個(gè)較完整的學(xué)習(xí)體系。該教學(xué)模式能取得積極成效的關(guān)鍵點(diǎn)在于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與選取。為使用于教學(xué)的工程項(xiàng)目能更好地提高教學(xué)效果，項(xiàng)目的選取可以從以下兩方面進(jìn)行考慮。第一，與軟件開發(fā)企業(yè)進(jìn)行校企合作或聯(lián)合辦學(xué)，將企業(yè)內(nèi)的項(xiàng)目劃出一些子項(xiàng)目讓學(xué)生開發(fā)，子項(xiàng)目在企業(yè)同時(shí)進(jìn)行開發(fā)。每個(gè)開發(fā)階段，可將學(xué)生的文檔與企業(yè)項(xiàng)目文檔進(jìn)行比較，找出差距，使學(xué)生能更有針對(duì)性地學(xué)習(xí)和理解各階段文檔的重要性及寫作規(guī)范。這種項(xiàng)目選擇方式，使學(xué)生接觸真實(shí)項(xiàng)目，且有實(shí)實(shí)在在的項(xiàng)目文檔進(jìn)行比較和學(xué)習(xí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)不再抽象。第二，從自身需求或較熟悉的領(lǐng)域獲得項(xiàng)目，如學(xué)生信息管理系統(tǒng)、學(xué)生宿舍管理系統(tǒng)、課程管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等。這些項(xiàng)目學(xué)生都比較熟悉，與其生活和學(xué)習(xí)相關(guān)，易于理解，相對(duì)容易實(shí)施。然而，也存在一定的問(wèn)題。由于這些項(xiàng)目需求較少，且是學(xué)生熟悉的領(lǐng)域，有些學(xué)生可能會(huì)拋棄軟件工程思想，跳過(guò)前期的可靠性分析、需求分析、概要設(shè)計(jì)等階段，直接進(jìn)行編碼階段的項(xiàng)目編碼，完成項(xiàng)目制作。這樣，可能會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生前期工作可有可無(wú)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。目前，這種項(xiàng)目獲取方式是高校常用的一種方式。因此，采用這種項(xiàng)目獲取方式時(shí)，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)水平，適當(dāng)增加項(xiàng)目難度，使學(xué)生運(yùn)用軟件工程的項(xiàng)目開發(fā)思想，順利完成項(xiàng)目。

三、教學(xué)實(shí)施方案設(shè)計(jì)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)模式在進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，主要以教師的理論知識(shí)講解為主，并在講解過(guò)程中根據(jù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析和討論。實(shí)踐教學(xué)時(shí)，以學(xué)生的自主開發(fā)實(shí)踐為主，教師起輔助、輔導(dǎo)的作用，從而鍛煉學(xué)生自主分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、文檔編寫等綜合能力。具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程分為4個(gè)階段。

（一）教學(xué)準(zhǔn)備階段

在準(zhǔn)備階段，任課教師根據(jù)軟件工程課程各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu)及內(nèi)容間的聯(lián)系，按上述項(xiàng)目設(shè)計(jì)與選取原則，制訂若干工程項(xiàng)目課題。學(xué)生根據(jù)自身情況分成若干開發(fā)小組，每個(gè)小組從項(xiàng)目組中選擇一個(gè)項(xiàng)目課題。條件允許時(shí)，可以一組一題，也可以兩組一題。兩組一題的好處是兩組間可以相互比較，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

（二）理論講解階段

理論講解階段是把軟件工程課程的知識(shí)點(diǎn)按軟件開發(fā)順序進(jìn)行講解。在理論教學(xué)時(shí)，以一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目作為教學(xué)案例，貫穿軟件開發(fā)的整個(gè)過(guò)程，以體現(xiàn)軟件工程課程各知識(shí)點(diǎn)的連貫性和體系結(jié)構(gòu)的整體性，培養(yǎng)學(xué)生軟件項(xiàng)目開發(fā)的全局意識(shí)。理論講解時(shí)，不能一味講理論知識(shí)，而要根據(jù)知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合案例，多進(jìn)行引導(dǎo)、分析和討論。通過(guò)案例引出要講解的知識(shí)點(diǎn)，然后結(jié)合知識(shí)點(diǎn)分析案例，再根據(jù)案例分析需要解決的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，待學(xué)生思考和討論后，再對(duì)案例進(jìn)行詳細(xì)分析講解，使學(xué)生了解如何在項(xiàng)目領(lǐng)域運(yùn)用這些知識(shí)點(diǎn)，并運(yùn)用這些知識(shí)分析自己的小組項(xiàng)目。

（三）項(xiàng)目實(shí)踐階段

項(xiàng)目實(shí)踐階段以學(xué)生的工程項(xiàng)目實(shí)踐為主，教師指導(dǎo)為輔。學(xué)生開學(xué)之初選定項(xiàng)目課題，在整個(gè)理論教學(xué)過(guò)程中隨著理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)已選擇的項(xiàng)目課題建立初步設(shè)計(jì)思路，接下來(lái)把思路付諸于實(shí)踐。這個(gè)階段以學(xué)生自主進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主，教師只需在旁邊進(jìn)行指導(dǎo)和答疑。學(xué)生根據(jù)前期學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，按照軟件工程步驟，從需求分析做起，一直到項(xiàng)目測(cè)試，完成整個(gè)工程項(xiàng)目的開發(fā)過(guò)程，從而鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。當(dāng)一個(gè)完整的項(xiàng)目開發(fā)結(jié)束，學(xué)生會(huì)有很強(qiáng)的成就感，從而激發(fā)他們對(duì)項(xiàng)目開發(fā)的興趣和熱情，使他們更加深入地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)擴(kuò)展。

（四）項(xiàng)目驗(yàn)收及評(píng)價(jià)階段

到學(xué)期末，要對(duì)各組項(xiàng)目完成情況進(jìn)行驗(yàn)收。檢查項(xiàng)目的完成情況，并對(duì)項(xiàng)目的總體完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)時(shí)，可采取小組互評(píng)的方式，由教師主導(dǎo)，小組之間相互評(píng)價(jià)，找出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最后由教師根據(jù)各組項(xiàng)目的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)小組評(píng)價(jià)，學(xué)生能學(xué)習(xí)各組之長(zhǎng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷完善自己的工程項(xiàng)目課題。

四、結(jié)語(yǔ)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的軟件工程教學(xué)方式，使學(xué)生站在軟件開發(fā)人員角度模擬完成項(xiàng)目，以項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程為主線，在完成項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)習(xí)軟件工程的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。該教學(xué)方式可以讓學(xué)生接觸真實(shí)項(xiàng)目，并在完成項(xiàng)目時(shí)運(yùn)用軟件工程知識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用的目的，使軟件工程中枯燥抽象的概念變得真實(shí)有用，大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件工程課程的興趣，提高學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，有效解決傳統(tǒng)軟件工程教學(xué)中存在的學(xué)生興趣不足、概念不理解、理論與實(shí)踐脫節(jié)等教學(xué)難題。

作者：曾黨泉 單位：廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院