信息系統分析與設計實驗教學方法探究

　　摘要：針對信息系統分析與設計課程的實驗教學，分析目前存在的問題，提出兩條改進措施：一是充實實驗教學內容，二是理順實驗教學計劃。并對具體教學內容的設置和教學計劃的安排進行詳細闡述和論證。
　　關鍵詞：信息系統分析與設計；實驗教學；教學內容；教學方式
　　
　　信息系統分析與設計是信息管理與信息系統本科專業的主干課程，因為需要管理學和計算機技術等前導課程，一般安排在第四學期或第五學期。該課程在介紹信息系統基本概念、基本原理和基本技術的基礎上，著重講述信息系統的分析與設計、實施與評價方法，并強調注重人與社會因素在開發和運行管理信息系統中的重要作用[1-3]。通過該課程的學習，使學生掌握信息系統規劃、分析與設計的基本方法，培養學生運用系統分析與設計的工具與技術解決信息系統分析、設計、實施以及運行維護中實際問題的能力。
　　信息系統分析與設計課程教學包括理論和實驗兩部分。理論教學是講授信息系統開發方法，重點講解信息系統的總體規劃、系統分析、系統設計、系統實現與測試、運行維護等階段的工作原則、工作步驟、基本方法及開發文檔，奠定學生在開發方法方面的理論基礎。實驗教學的目的是通過課內實驗使學生掌握系統分析與設計的主要步驟、工作內容并能夠利用系統分析與設計的常用工具與技術，培養學生從實踐中發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。信息系統分析與設計課程理論涉及到諸多領域中的知識，對于沒有系統開發經驗的學生來說比較抽象，難以理解，因此有必要通過實驗環節加深學生對信息系統開發方法等理論知識的理解。但是該課程實驗教學的特點是頭緒多、內容泛、時間短，如何在有限時間內取得比較理想的效果，一直是從事該課程教學老師探討的問題。
　　
　　1目前存在的問題
　　
　　目前信息系統分析與設計課程實驗教學在實驗內容、實驗教學方式、綜合應用能力培養等方面還存在不少問題，其中較為突出的問題是實驗內容不夠完善、實驗教學方式不靈活。
　　1.1實驗內容不夠完善
　　目前有很多信息系統分析與設計教材，但是幾乎沒有與之相關的實驗教材[4]。各學校大部分是根據自己實際情況設定課程的實驗內容。從我們調查的一些學校看，普遍存在實驗內容不夠完善問題，無法讓學生全面理解信息系統分析與設計的方法和過程。
　　當前大部分學校以課程設計方式進行課程實驗，而課程設計內容是讓學生提交一個以數據庫操作為主的簡單信息系統，不要求學生按照工程方法進行系統分析與設計，不要求學生提交系統分析與設計報告。實驗內容不能有效服務于課程理論知識，例如，在講授系統分析時，要把具體的用戶需求轉換成抽象的邏輯模型，這些模型包括組織結構圖、業務流程圖、數據流程圖、數據字典等。若采用面向對象的分析方法，需要建立用例圖、類圖、序列圖、協作圖、狀態圖、活動圖等各種圖形作為表達用戶需求的信息系統模型[5]。但是很多學校沒有設置與之對應的實驗內容，這樣，學生會感覺到課程理論知識非常抽象，不能理解工程性系統開發概念，無法達到課程的教學目的。
　　1.2實驗教學方式不靈活
　　目前信息系統分析與設計課程實驗教學多采用以下兩種教學方式：1)分散式實驗教學，即每周2節實驗課，實驗時間分散于整個學期；2)集中實驗教學，即在理論課結束以后，集中兩個星期的時間讓學生在開放實驗室完成一個項目的開發。
　　采用第一種教學方式的學校往往是實驗資源較為緊缺，很多班級和課程共用實驗室，為了便于管理，每周把固定的時間分配給某個班級的某個課程。信息系統分析與設計不像程序設計等課程那樣可以把實驗任務較為均勻地分配在每周，而是前期理論知識多，后期實踐性知識多，授課老師如果不能很好地安排實驗教學內容，就會造成學生前期實驗課沒事做、后期實驗任務重情況。
　　采用第二種教學方式盡管可以充分利用實驗時間，但是在一兩周內讓學生對一個項目進行需求分析、系統分析、系統設計、系統實現等一系列工作是不可能的。如果教師的考核重點放在最終實現的系統，那么學生就不會重視系統分析與設計過程，而僅僅重視最終系統的實現；如果教師要求學生提交系統分析報告和設計報告，學生也往往是在系統實現以后，再撰寫信息系統分析報告和設計報告，這樣就沒有按照軟件工程的工作流程來進行信息系統的開發工作，不利于學生掌握信息系統的開發方法，而且會誤導學生重視系統實現，輕視分析與設計，而這恰是軟件開發工作的大忌。
　　
　　2實驗教學方法探討
　　
　　信息系統分析與設計課程的實驗教學要不斷改革和完善，充實教學內容、改進教學方法，提高課程實驗教學質量，進而提高學生對理論知識的綜合運用能力。
　　2.1充實實驗教學內容
　　信息系統分析與設計實驗教學目的是使學生掌握系統分析與設計常用工具的使用，明確系統分析與設計的主要步驟、每步所要做的工作，能夠利用系統分析與設計的常用工具與技術進行系統開發。根據此教學目的實驗教學內容應該設置CASE工具實驗和課程設計實驗。
　　2.1.1CASE工具實驗內容
　　開發工具實驗主要讓學生熟悉一些輔助系統開發的CASE工具，學會利用這些工具輔助系統分析與設計。CASE工具實驗主要是練習使用Microsoft Visio[6]、Rational Rose[7]和PowerDesigner三種工具軟件[8]。
　　針對結構化生命周期法我們要求學生熟練掌握Microsoft Visio的使用，結構化生命周期法中的系統分析與設計是通過圖形工具來描述系統的概念模型和物理模型的，例如系統分析時使用了組織結構圖、業務流程圖、數據流程圖等，而Microsoft Visio是微軟公司推出的一個專門用于圖形解決方案的軟件。該軟件具有強大的作圖功能，具有常用的信息系統分析與設計模型的模板，這些模板包括組織結構圖、數據流程圖、框圖、流程圖、數據庫實體E-R圖、Gantt圖等，利用這些模板可以快速建立信息系統分析與設計模型，而且該軟件操作簡單，易于使用，具有方便的修改功能，方便學生使用。
　　針對面向對象開發方法我們要求學生初步學習使用Rational Rose，目前Rational Rose是應用較為廣泛的面向對象建模工具軟件。通過該軟件讓學生體會面向對象開發方法特點和UML建模的基礎知識。
　　數據庫是信息系統的基礎，在開發信息系統時數據庫建模是必須的，針對數據庫建模工具我們要求學生初步學習使用PowerDesigner軟件，PowerDesigner是Sybase公司的CASE工具，利用PowerDesigner可以制作數據流程圖、概念數據模型、物理數據模型，可以生成多種開發工具的應用程序。通過該軟件讓學生掌握數據庫建模過程
　　2.1.2課程設計實驗內容
　　課程設計就是讓學生選擇一個具體的項目(如圖書管理系統、賬務處理系統等)，按照系統開發過程完成系統分析、系統設計、系統實現和系統測試。針對具體項目要求學生進行初步調查，但是學生對相關企業進行實地調查的可能性很小，而學生又缺少實際工作經驗，對企業業務不是很清楚，所以課程設計的案例最好選擇學生熟悉的項目，例如學校的圖書管理、宿舍管理、教材管理等系統的開發。在進行具體項目設計時要求學生完成系統開發過程中的主要工作，在各個開發階段具體要求如下：
　　1) 系統分析階段。要求學生進行業務流程描述、功能需求分析，數據流程分析，利用一種CASE工具描述以上分析結果，并提交系統分析報告。
　　
　　2) 系統設計階段。要求學生根據系統分析結果進行系統設計，包括系統整體結構設計、系統具體功能模塊設計、數據庫設計等，并用CASE工具描述設計結果，提交系統設計報告。
　　3) 系統實現與測試階段。該階段主要是軟件系統的實現，要求學生對開發的軟件系統進行功能測試，并對自己開發的軟件進行自評，軟件有哪些優點，有哪些不足，最終提交一個可以運行的系統、系統測試報告和用戶使用手冊。
　　以項目為依托的課程設計可以使學生綜合運用所學的信息系統分析與設計、程序設計、計算機網絡、數據庫、軟件測試等知識，并對這些知識加以提煉，融會到項目開發中。這樣不僅可以激發學生的學習興趣，鍛煉學生綜合運用知識的能力，而且可以培養學生面向實際應用提出問題和解決問題的意識，培養學生自主學習的能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。
　　2.2理順實驗教學計劃
　　實驗教學的目的是輔助課堂理論教學，幫助學生更好地理解課程的理論知識，因此其實驗內容和實驗進度應該和課堂理論教學保持一致，不僅在教學內容上保持一致，而且在時間安排上應該相輔相成。我們學校安排該課程理論教學為54學時，實驗教學為36學時，課程平均分配到18周，即每周3學時的理論課、2學時的實驗課。由于共用實驗室，實驗時間不能靈活安排，為了使實驗內容服務于理論教學，我們根據理論教學對實驗教學內容進行了統籌安排，表1是課程理論教學和實驗教學的教學計劃安排。
　　Case工具實驗安排在前4周(共8個學時)，此段時間課堂教學講授一些概述性知識，沒有具體的實驗任務，把Case工具實驗安排在這個時間可以充分利用這段實驗時間，不至于學生在實驗室無事可做，而且可以為后面的課程設計熟悉相應的Case工具。對于一般學生8個學時掌握3種工具的使用可能感覺吃力，因此我們要求學生可以根據自己的情況選擇學習Microsoft Visio+ PowerDesigner或者Rational Rose+ PowerDesigner。與此同時，課程進行到系統分析與設計時，實驗既要進行相應的課程設計任務，還要繼續練習使用Case工具，這樣可以讓學生充分練習Case工具的使用。
　　對于課程設計實驗，很多學校安排在課程結束后2周到3周時間集中完成。而我們把課程設計任務分散到13周完成，在第5周讓學生選擇擬開發項目和開發方法，根據學生的意向和能力把學生分成不同的開發小組，每個小組有一個具體的項目，系統分析、設計、實現與測試全部基于此項目內容進行實驗。對于結構化方法和面向對象方法，每個小組可以任選其一，如果選擇結構化方法則要求學生在第5—8周對其開發的項目進行結構化系統分析，用Visio描述業務流程圖、數據流程圖，在第9—12周進行結構化系統設計，用Visio描述系統總體結構、系統流程圖等，并要求撰寫系統分析報告與系統設計報告；如果選擇面向對象開發方法，則要求學生在第5—8周對其開發項目進行面向對象分析，使用Rational Rose描述用例圖、活動圖、順序圖等，在第9—12周進行面向對象設計，要求學生使用Rational Rose描述類圖、撰寫系統分析與設計報告。在進行數據庫設計時，要求學生使用PowerDesigner進行數據庫建模以及把PowerDesigner中生成的物理數據模型自動生成數據庫。在項目開發的每個階段，學生和老師在實驗課上隨時溝通，教師對學生提交的內容提出修正意見和建議，學生不斷改進和完善，一直到最終得到一個比較滿意的課程設計成果。這樣實驗內容緊跟課堂教學內容，一環扣一環，讓學生充分感受到系統開發的整個過程，認識到分析與設計的重要性，糾正系統開發就是編寫程序的錯誤思想。課程設計以項目小組的方式完成，每個小組根據成員的興趣和專長分配工作，這樣可以培養學生的項目開發工程化意識和團隊精神。
　　
　　3結語
　　
　　本文提出的信息系統分析與設計實驗教學的教學方法已經在我們的實際教學中實施并取得了一定的成效，近年來信息管理與信息系統專業學生的畢業設計質量明顯優于往屆畢業生，從畢業設計指導老師和學生反映的情況看，主要原因是學生對系統分析與設計課程學得扎實，由于實驗課程安排合理，學生的系統分析與設計能力在實驗中得到了鍛煉。總之，該課程理論性強，內容較為抽象，為了讓學生充分理解課程內容，需要教師上好實驗課，為了完善該課程的教學體系，仍需要不斷提出新的改革方案，不斷完善各教學環節，以保證實驗教學質量的不斷提高，促進理論教學質量的提高。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 蔡淑琴. 信息管理與信息系統專業人才培養的研究[J]. 高等工程教