實踐貫穿始終的軟件工程教學模式

　　摘 要：軟件工程是一門實踐性較強的課程。針對課程的特點和本科階段教學的重點，提出以實際應用為主導的教學改革方法，通過開展課堂教學改革、校園創新實驗室、校外實習基地、課外實踐等一系列以實踐貫穿始終的若干教學活動，提高學生學習的積極性。
　　關鍵詞：軟件工程；實踐；教學改革
　　
　　軟件工程一直以來都缺乏一個統一的定義，很多學者、組織機構都分別給出了自己的定義：
　　1)Barry Boehm給出的定義：運用現代科學技術知識來設計并構造計算機程序及為開發、運行和維護這些程序所必需的相關文件資料。
　　2)IEEE在軟件工程術語匯編中的定義是：
　　① 將系統化的、嚴格約束的、可量化的方法應用于軟件的開發、運行和維護，即將工程化應用于軟件；
　　② 在①中所述方法的研究。
　　3)Fritz Bauer在NATO會議上給出的定義：建立并使用完善的工程化原則，以較經濟的手段獲得能在實際機器上有效運行的可靠軟件的一系列方法。
　　4)《計算機科學技術百科全書》中的定義：軟件工程是應用計算機科學、數學及管理科學等原理開發軟件的工程。軟件工程借鑒傳統工程的原則、方法，以提高質量、降低成本。其中，計算機科學、數學用于構建模型與算法，工程科學用于制定規范、設計范型、評估成本及確定權衡，管理科學用于計劃、資源、質量、成本等管理。
　　目前比較認可的一種定義是：軟件工程是研究和應用如何以系統性的、規范化的、可定量的過程化方法去開發和維護軟件，以及如何把經過時間考驗且證明正確的管理技術和當前能夠得到的最好的技術方法結合起來。
　　學生對軟件工程課程的理解與掌握程度將直接影響學生畢業后軟件開發能力和項目管理能力，同時
　　因為該課程的抽象性和實踐性強的特點，常規的教學方法和實踐模式使學生無法真正理解與掌握軟件工程的精髓，更難以做到學以致用。筆者看來，本科階段軟件工程教學的重點在于學習經過時間考驗且證明正確的開發方法、管理技術等。首先，要讓學生深刻意識和體會到軟件工程對實際軟件項目的指導作用；其次，學生要掌握相關的理論、方法和技術。在實際的教學過程中，只有將兩者很好地結合，學生才能夠真正地將科學的工程方法應用到今后的學習和工作中去[1-2]。
　　1教學現狀分析
　　軟件行業用人單位普遍認為計算機專業畢業生的素質與工作預期相差較遠；計算機專業已畢業的年輕從業人員對自己前幾年在大學學到的知識不甚滿意。因此軟件工程專業中注重實踐類課程的教學內容與教學理念有必要按照就業市場的需求進行調整[3-5]。
　　據筆者近年的教學體會，目前軟件工程教學過程中主要存在以下問題。
　　1) 大多數學生自身沒有實際的項目經驗，如果教師仍采用傳統的教學方式，學生容易感到知識空洞和乏味。
　　2) 實踐環節仍以編程為主。目前的軟件工程實踐環節多為老師提供若干題目，學生采取分組的形式共同完成課題。該環節老師會要求大家按照軟件工程的過程和方法去做。但是，實際情況往往是：學生將任務重點仍放在程序的編寫上，而作為約束開發的文檔往往是學生在程序開發完成后補充上來的。這樣，軟件工程實踐的目的并未達到，并未讓學生真正領會和認識到軟件工程并不僅僅是開發程序，任何一個環節對整個項目來說都是重要的。
　　3) 實踐環節所布置的軟件項目課題多沒有實際的應用和用戶群體，學生不過仍然是按照書本或相關參考資料來完成相應的文檔或程序，學生并未學會如何將所學的理論知識應用到實際的項目中。
　　2創新模式
　　針對目前軟件工程教學過程中的諸多問題，筆者在實際教學過程中進行了一系列的探索和實踐。如圖1所示，在課堂教學環節中，讓學生擔當一定的角色，學生帶著任務來學習，積極參與到課堂教學活動中；同時開展校園創新實驗室，真實演練軟件工程的過程；此外，還建立了校外實習基地，學院還定期開展校園軟件大賽等活動。各個環節有序進行，充分調動了學生學習的積極性，收效頗佳。
　　圖1軟件工程教學與實踐模式
　　2.1課堂教學設計
　　教師從課堂入手，讓課本的理論知識變得生動起來，富有趣味性，引導學生主動學習。課堂仍以理論知識講解為主，但是打破以往以教師講解為主的教學模式，讓學生參與進來，做到師生互動。
　　課程初期，學生自愿結合組成團隊，按照實際項目中的角色分為：項目經理、系統設計師、程序開發人員、測試人員、文檔人員、后期維護人員等。通常，項目課題的來源是企業的實際項目。通過一個完整、真實的案例，每位學生擔當實際的角色共同負責一個軟件工程的項目，將課本的理論知識和實際項目完好結合起來；通過實際案例的真實演練，軟件工程的各個環節和知識點逐步滲透到學習中去，很好地調動了學生的學習主動性。
　　2.2校園創新實驗室
　　校園創新實驗室目的在于啟發學生獨立思考，強調學生對知識的實際應用能力。
　　由于課堂學時所限，校園創新實習實驗室是課堂教學的有益補充。例如，在講解軟件工程生命周期的各個階段，要求學生提交相應的可行性分析報告、需求文檔、設計文檔、程序代碼等，并采取相互監督的方式來檢查其他小組的進展；在講到可行性報告一章，要求每個小組采取會議形式，在實驗室開展模擬招標會……課程每講一部分內容，要求以小組為單位提交相應的文檔或程序。學生通過實際的項目，將所學的理論知識應用到其中，做到學以致用。在實際的過程中，每個人在軟件工程的各個環節都要實踐，因此可以采取不斷變換角色的方式來進行[6-7]。
　　校園創新實驗室模擬軟件公司開發管理模式，是學生課外科技、課外實踐、開發訓練、社會服務活動的基地，為學生在校期間提供了良好的就業實戰平臺。校園創新實驗室具有以下特點：
　　1) 打破以往固定上機時間模式，開放時間為每天早上7點到晚上10點，時間較為靈活，學生可以根據自己的時間合理安排。
　　2) 每個實驗室由2～3位同學負責管理實驗室的硬件設備，軟件維護升級等相關工作，每個實驗室配備一名教師輔助管理。
　　3) 實驗室每天有固定人員值班，負責學生的簽到以及日常的管理等。學生負責人定期將簽到表匯總提交相關課題指導教師。
　　4) 實驗室的環境布置采用分組圓桌形式，方便小組的討論和交流。
　　2.3校外實習基地
　　我校與本地的軟件企業聯合，開展校外實習基地，在課程結束后進入軟件工程校外實習環節，讓學生融入到真實的開發環境中去。
　　有了上一個學期的理論基礎和校內創新實驗室的經驗，我們根據實際情況，有選擇地讓學生進入企業，跟隨項目組一起，參與到真實的項目中去。校外實習過程中，要求學生認真記錄項目過程開展的各項工作，并積極參與到各階段的工作中去。所有環節結束后，要求學生以報告的形式將自己的體會告訴大家。作為課堂教學的補充，我們通常請同學重點討論下面的內容：
　　1) 軟件工程生命周期在實際項目中和理論上的是否一致，有哪些不一樣的地方，為什么在實際中要這么做。
　　2) 軟件工程對實際項目的指導作用在哪里。
　　3) 今后教學的改革重點在哪里，如何更加有效促進校企實踐教學的改革。
　　學生的總結很重要，除了能夠規范自己今后在軟件行業的開發流程，對低年級的同學也有較好的啟發。
　　2.4豐富的課外實踐
　　為了提高學生學習的興趣，我校還開展了“三個一”工程，即一種程序設計語言及平臺、一個作品、一萬行代碼經驗。在學習過程中讓學生帶著問題去看書，帶著任務去學習，在軟件工程后面的學期要求每位學生完成一項實用性課題。
　　
　　我校每年都要舉辦計算機技能大賽、軟件知識大賽和軟件設計大賽三大賽事，從技能到知識再到設計，與課程學習緊密配合，從課外的另一條學習路線促進學生自主學習。
　　此外，我校組織學生參加省級各類軟件大賽，如省青年創新軟件設計大賽、省程序設計競賽、省大學
　　生程序設計競賽、863軟件園杯大賽等，我校選送的學生軟件作品多次獲得嘉獎。
　　學校還多次邀請行業工程師、學術專家給學生做報告，讓學生們接受了一些最前沿的科技信息，受益匪淺。
　　3結語
　　結合我校近幾個學期的教學改革情況來看，較以往取得了更好教學效果。
　　1) 每個學生都是帶著任務來學習的，學生上課積極性較以往有較大提高，課堂氣氛活躍。
　　2) 學生對軟件工程課程的重要性有了更深刻的認識，對其在軟件整個過程中的指導作用有了更好的體會和理解。
　　3) 就業率有所提高。學生因為有實際的項目經驗，受到用人企業的歡迎。
　　當然，目前的教學方式還有待于進一步改革，如學生因為掌握的編程語言有限，所以在后期的校外實際項目中顯得力不從心；此外，實際項目的周期有長有短，和學生的學習實踐結合不是很好。如何把校企實踐教學結合的更加緊密和有效，是我們今后的研究和探索內容。
　　參考文獻：
　　[1] 普雷斯曼. 軟件工程:實踐者的研究方法[M].