基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式

近年來，大多數高校計算機專業畢業生的專業素質跟不上時代發展的步伐，在工作中綜合運用所學知識解決實際問題的能力達不到要求。本文從傳統方式下計算機專業畢業設計存在的問題出發，提出了基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式，并對該模式進行了教學實踐研究。

極限編程 畢業設計 教學實踐

一、前言

近年來，盡管大學本科畢業生的數量在大幅度增長，但質量卻并不令人滿意。很多畢業生在工作中只能做一些基礎性和輔助性的工作，無法成為單位的主要科技力量。大學畢業生質量滑坡的原因雖然是多方面的，但從本科教育的角度來看，就是我們培養的學生走向社會后，綜合解決實際問題的能力達不到要求。

計算機專業畢業設計是本科教學中的最后一個環節，對于訓練學生綜合運動所學的理論知識與實踐技能分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新能力和初步科研能力的起著至關重要的作用。

二、傳統方式下計算機畢業設計存在的主要問題

從某種角度上來說，本科畢業設計是一扇窗口，其成果是對計算機專業本科教學質量的全面綜合檢驗，同時也是用人單位選拔人才的重要依據之一。近年來，由于擴招以后師生比例過低以及教育觀念的改變，目前很多高校本科畢業設計存在著不少問題，畢業設計的作用正在逐漸減弱，畢業設計的質量呈逐年下滑的趨勢，已引起了教育專家的廣泛關注。由于計算機技術的發展速度最快，相比之下，計算機專業畢業設計的問題就更為突出。

1.流于形式，不能有效提高學生的綜合實踐能力，達不到預期效果

多年來的實踐表明，每屆學生在進行畢業設計的時總是虎頭蛇尾，過程平淡甚至經常出現消極狀態。

通過考查我們了解到計算機專業的學生對畢業設計是既期待，又擔心。期待是因為希望過畢業設計提高和鍛煉自己綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，真正體驗一次做項目經理或數字藍領的感覺，擔心的是怕答辯過不了關。然而，當畢業設計真正進入實質性階段后，各種問題就開始慢慢出現，而且越來越多，工作進度緩慢，偶爾還會出現一兩個星期都沒有任何進展的情況。于是，學生們的情緒便立刻降到了低谷。然后便慢慢轉入一種消極被動的狀態。當答辯時間越來越近時，學生們便開始慌亂起來，便著手思考如果過關的問題，普遍的做法是草草弄個系統應付交差，答辯能勉強通過即可。因此，很我學生雖然參加了畢業設計，但動手實踐能力并沒有實質性的提高。

2.理念陳舊，閉門造車

目前，大多數高校計算機專業畢業生的專業知識和技能跟不上時代的要求，與社會對計算機軟件開發人員專業素質的要求脫節的現象十分嚴重。近幾來，許多高校在畢業設計宏觀管理方面上取得不少的成果，但在畢業設計教學模式與前沿技術和先進理念相結合方面所做的研究還十分有限。

近年來，軟件工程領域產生了許多新的方法和技術，包括：敏捷軟件開發（Agile Software Development）、極限編程（eXtreme Programming，XP）、測試驅動的開發（Test-Driven Development，TDD）、面向Agent的軟件開發（Agent-Oriented Development）、面向方面的編程（Aspect-Oriented Programming，AOP）、模型驅動體系結構（Model-Driven Architecture，MDA）等。與傳統的軟件工程方法相比較，這些方法和技術為軟件工程實踐提供了新的思路，已在許多軟件工程實踐中取得了積極的效果。

然而，多年以來，傳統的軟件開發理念和技術一直是高校計算機專業本科畢業設計的主流。很多先進的理念和技術學生們都沒有接觸過，畢業后根本無法適應新工作的需要。

3.能力強的學生不易體現優勢，能力弱的學生難以完成任務

隨著信息時代的到來和計算機軟、硬件技術的飛速發展，信息技術的應用已滲透到各行各業，軟件開發平臺、軟件工程方法和應用系統規模隨著時代的發展不斷升級。傳統的以“單打獨斗”為主的畢業設計模式對于強、弱兩極學生的影響尤其明顯。

對于動手能力強的學生來說，雖然能夠順利完成任務，但由于沒有形成團隊，僅靠一個人的力量難以開發出符合社會要求、能夠投入實際應用、具有一定規模的應用系統，再強的能力得不到充分的體現。而對于能力弱的學生來說，要獨立承擔一個畢業設計選題又確實非常困難，必須依靠他人的幫助才能勉強交差，由于這種幫助純屬義務，幫助者與被幫助者之間既沒有共同的責任，也沒有明確的目標，無法形成正式的合作關系。當施助者因為各種原因無法繼續幫助受助者按部就班地完成任務時，部分同學為了過關就開始鋌而走險——弄虛作假。

4.選題的時代性不強，實用價值不高，不利于培養學生的創造性思維能力

很多老師多年來的選題都一直是那幾個，跟不上時代的脈搏，不能充分體現實用價值。一些老師明確表示：“學生做能得出這些選題就不錯了，不敢搞什么新花樣”。

計算機專業本科學生做畢業設計屬于研究與設計方面的工作，就像我們的老師做課題，應該具有時代特征和一定的實用價值，這樣才能體現研究的必要性和研究價值。不僅如此，學生做畢業設計的選題還要與面向能力的復合型、應用型人才的培養目標相結合。所以，如何結合社會對軟件人員專業素質的要求，設計出更多更好的有利于培養學生創造性思維能力的選題，從整體上提高畢業設計選題的質量，也將成為畢業設計教學實踐改革的重點之一。

5.答辯與評價機制不完善

傳統方式下的計算機專業本科畢業設計答辯及成績考核有兩個較為突出的弊端。一個是答辯主要由學生的講解和老師的提問兩個環節組成，這種考核評價方式不僅過于簡單，而且容易造成答辯走過場，不能全面考核學生綜合應用專業知識分析解決問題和管理、協調工作等方面的能力。另一個是考核只局限于個人成績，而在現實工作中，單人單干軟件開發的模式無論從工作量還是從技術能力的角度來說都不能適應社會的需求，團隊開發模式才是必然的結果。因此，學生畢業設計成績的考核應該除了個人成績以外，還應該包括集體成績。

三、基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式

1.敏捷開發與極限編程

敏捷軟件開發方法并不是一個具體的過程，而是一個涵蓋性術語，“敏捷”這個詞是指軟件開發的一種理念。敏捷開發方法主要有極限編程（eXtreme Programming，簡稱“XP”）、特征驅動的開發（Feature Driven Development，簡稱“FDD”）、動態系統開發方法（Dynamic Systems Development Methodology，簡稱“DSDM”）、自適應軟件開發（Adaptive Software Development，簡稱“ASD”）以及SCRUM方法等，其中，最具代表性的敏捷方法當屬極限編程。

極限編程（Extreme Programming，簡稱“XP”）是由KentBeck于1996年提出的，是一種以編碼為核心任務并且經歷過實踐考驗的輕量級軟件開發方法，是敏捷軟件開發方法中最著名的一個。它的基礎和價值觀是溝通、簡單、反饋、勇氣和尊重。

XP是一種近螺旋式的開發方法，它將復雜的開發過程分解為一個個相對比較簡單的小周期；通過積極的交流、反饋以及其它一系列的方法，開發人員和客戶可以非常清楚開發進度、變化、待解決的問題和潛在的困難等，并根據實際情況及時地調整開發過程。極限（eXtreme）是指，對比傳統的項目開發方式，XP強調把它列出的每個方法和思想做到極限、做到最好。

2.在畢業設計中引入極限編程的意義

計算機專業本科畢業設計的主要目的是對學生四年所學知識的一次綜合檢驗。由于傳統模式中存在上述若干問題，經過深入研究，我們在畢業設計模式中引入了極限編程的敏捷軟件開發方法，稱為“基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式”（以下簡稱為“XP模式”）。

首先，XP模式強調完整團隊的合作，并要所有項目參與者（開發人員、客戶、測試人員等）一起工作在一個開放的場所中，業務人員和開發人員應該在整個項目過程中始終朝夕在一起工作，以便進行面對面的交流和溝通。對于在校大學生來說，宿舍就是一個現成的可朝夕在一起工作的開發場所，對于實踐XP模式來說環境條件完全具備。。

其次，能夠最大限度的發揮優秀學生的優勢，讓能力較弱的同學取得最大的進步。極限編程在任務階段，任何一位程序員都將尋找一位同伴、在同一臺電腦上共同完成編程任務，稱為結對編程。在結對編程的過程中，能力強的學生的既能充分發揮他的能力為集體做出突出貢獻，為了使能力弱的同學也能為團隊出力，能力強的學生有責任幫助能力弱的學生以使其盡快能投入到畢業設計的工作中來。

第三，作為一種輕量級軟件開發方法，極限編程有于提高工作效率，樹立成就感。鼓勵從最簡單的解決方式入手再通過不斷重構達到更好的結果，這就是極限編程所倡導的“簡單”的標準。傳統的軟件開發過程強調設計先行，任何系統的開發在代碼編寫之前首先要設計出一個完美的模型。另外，傳統模式中測試是在全部編碼都已完成之后才進行，一般的經驗是，如果編碼使用了20%的時間，測試至少要用掉40%以上的時間。而XP提倡在開始寫程序之前先寫單元測試，每一次修改了程序之后，都要運行測試代碼來檢查程序是否有問題，這種方法可提高學生的工作效率，還可避免過多的重復勞動，學生能較快地獲得成就感。

3.基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式

我們將基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式分為以下五個環節：

環節一：對學生專業素質與心理特征進行調查。

對學生專業素質與心理特征進行調查是XP模式環節中的第一步。主要工作是考查學生已有的專業基礎理論水平、實踐技能以及心理特征。掌握學生進行基于極限編程的畢業設計的優勢和存在的問題，研究合理運用優勢、解決現有問題的方案。調查畢業班學生目前所具備的知識水平、實踐技能、心理特征、協作能力等情況，根據調查結果分析學生進行基于極限編程的畢業設計可能存在的問題和不利因素，針對問題及時進行解決。

環節二：基于極限編程的畢業設計科學選題策略。

由于做畢業設計項目的學生絕大多數都沒有項目實戰開發經驗，面對學科提供的一堆選題往往都比較茫然，不知道該如何入手。為此，可從以下三個方面去啟發和引導學生：

開設一門小課時的專業選修課，給學生講解敏捷軟件開發理念、極限編程相關知識和結合我院實際的XP模式實施辦法，使學生充分了解分組合作的意義，幫助學生克服心理上的畏難情緒，樹立信心，相信團隊的力量，并初步設計自己在XP方法中所扮演的角色，定位自己的在本次畢業設計中的目標。

舉行一次選題講座，讓每一位指導教師針對自己所設計的選題從意義、規模、關鍵技術、計劃人數和人員結構等角度進行一個概述性的介紹，使學生對所有選題都有一個初步的了解。

舉辦一次畢業設計雙向選擇交流會，讓學生在明確畢業設計方法、初步了解選題的前提下與指導老師有一個充分交流、了解的機會。學生通過等量選擇指導老師后，指導教師利用交流會提供的機會讓和學生面談，更加具體地了解學生的情況和想法。

環節三：畢業設計項目開發小組分組方案。

分組是XP模式中一個非常重要的環節。科學合理的分組不僅能夠使工作順利開展，還能提高畢業設計的效率和質量。分組過程可以依次分為以下幾個步驟進行：

第一步，同題同組。選擇了同一個題目的學生自成一組，這種情況下可能出現兩種情況，第一種是選擇同一題目的人數剛好合適組成一組，第二種是選擇同一題目的人數過多或過少，出現這種情況就需進入第二步進行調整。

第二步，選題同一題目的人數過多時可考慮將部分學生調整到同類選題但人數較少的小組中去，選題同一題目的人數過少時當然得考慮另外接收新成員的問題了。

在XP模式中，每個對項目做貢獻的人都應該是項目開發小組中的一員。良好的團隊結構可以減少人員因素對項目的影響。

環節四：基于極限編程的畢業設計指導方法。

由于絕大多數學生是沒有實際開發經驗的，所以，無論是傳統模式還是XP模式，指導教師在整個畢業設計過程中的指導工作是非常重要的。

XP模式下，指導教師對學生畢業設計的指導過程和指導步驟為：進度控制——技術性指導（貫穿全程）——階段性工作小結——工作總結。

進度控制：負責控制畢業設計的總體進度，及時了解項目開發的情況。

技術性指導：指導學生使用增量式開發，密切關注結對編程的狀態，給予學生技術性指導。對于難度較大的軟件，可以先做出基本功能，然后再逐步增加和完善功能。

階段性工作小結：按計劃對階段性成果進行考查，進行階段性工作小結，并作好會議記錄。

環節五：基于極限編程的畢業設計成績考核辦法。

XP模式既強調團隊的協作力量，又重視每一位成員的為項目所作的貢獻。基于極限編程的畢業設計成績的考核也要充分體現這兩點。具體做法是：

第一步：集體考核。制定小組成績考核標準，主要包括系統質量、工作效率、協作情況等各項成績的評定。

第二步：角色（個人）成績的考核。主要包括：實習態度、綜合運用所學專業知識與技能的能力、完成角色分工任務的情況、角色工作任務以外的協作能力與貢獻等。

第三步：畢業設計綜合成績評的最終認定。將質性評價與量化評價相結合，最終得出每一位同學在本次畢業設計中的最終成績。

基于極限編程的計算機專業本科畢業設計模式將使合作的學生能更有效地交流，相互學習和傳遞經驗；能有效提高設計的質量和代碼的質量；訓練學生更強的問題解決能力；有利于學生在工作中獲取更多的成就感與滿足感。

參考文獻：

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基金項目：貴州省教育廳教學研究和教學改革項目（[2011]第10號）。