基于項目的計算機軟件專業模擬教學法研究

包鐵等

摘要：本文針對科研項目與教學相結合的問題進行研究，提出一種基于項目的計算機軟件專業模擬教學法，通過模擬項目研發過程中的真實需求和交互環境，培養學生在計算機軟件理論技術研究、系統開發實踐和現場實施應用等各方面的能力，并在吉林大學計算機和軟件專業中開展實踐，結合電廠生產管理軟件的項目，驗證了這種方法具有良好的教學效果。

關鍵詞：計算機軟件；模擬教學；項目

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）18-0105-02

前言

隨著社會信息化程度不斷提高，計算機軟件在各行業的應用越來越廣泛，社會對計算機軟件方面的高層次人才需求也越來越大，因此許多高校建立了計算機軟件及相關專業。計算機軟件專業的學生不僅需要具備扎實的理論基礎，而且需要具有較強的軟件開發實踐能力以及解決工程問題的能力，這些都對學生的培養方式提出了較高的要求。

針對本專業特點和學生培養目標，許多學者開展了科研項目與教學相結合的研究，如結合科研項目加強計算機專業學生軟件開發實踐能力的培養[1]，通過項目課程化提高高校課堂教學質量[2]，通過科研項目與計算機專業具體課程相結合，培養學生的科研創新實踐能力。[3-4]但是如何將計算機軟件專業的科研項目與教學相結合還需要進一步研究，本文提出一種基于科研項目的模擬教學法，通過模擬項目的真實需求和環境培養學生的計算機軟件研究、開發和實踐能力，同時能夠控制教學過程，取得預期的教學效果。

教學目標及思路

教學目標：通過模擬計算機軟件項目研發過程中的各種需求、交互人員、實踐環境和動態事件，基于項目各階段的特點開展教學工作，培養學生計算機軟件的理論研究創新、軟件開發實踐、工程實施應用等各方面的能力，并且通過教學過程評估學生各方面的素質能力，從而制定有針對性的人才培養方案。

教學思路：根據學生特點和意愿劃分研發小組，分析已完成或在研究的項目，選擇適合教學的項目。建立策劃者、引導者、互動者三個角色群。其中策劃者負責劃分項目工作和制定計劃，確定項目場景和動態事件，以及項目中涉及的交互人員和材料，根據項目研發進度和質量激發相應的事件，對項目總體質量和成果給予評價；引導者負責引領學生小組開展項目的研發工作，把握小組的研究方向，審核小組的重要設計文檔，協調解決研發過程中的重大分歧或問題，對學生的科研能力、組織能力等給予評價；互動者是項目進行中與學生交互的各類人員，包括領域專家、工程師、各類用戶等，其行為遵循策劃者制定的計劃，也對學生在交互過程中的表現給予評價。學生小組通過經歷項目模擬的各個階段，開展科研實踐工作，鍛煉了各方面的能力。

教學過程與實踐

教學實踐以計算機和軟件專業的本科生和研究生為對象，選擇電廠生產管理軟件項目進行模擬教學。通過對已完成電廠項目的積累，結合電廠生產管理軟件項目的需求，也為了控制研發任務的工作量，確定本次模擬教學主要任務為研發電廠生產管理中的燃料管理和設備管理兩個模塊。下面結合吉林大學計算機和軟件專業的應用實踐，說明教學過程中的主要階段。

1.模擬準備階段

根據任務量選擇四位學生組成研發小組，確定一位具有較強組織能力和研究能力的學生作為組長。教學團隊選擇教師及博士建立策劃者、引導者、互動者三個角色群，其中策劃者還需確定軟件具體的功能邊界，并進一步設定現場場景，如電廠為東北地區以燃煤發電為主的熱電廠，燃煤以火車運輸為主等。互動者包括電力行業業務專家、電廠信息工程師、燃料部用戶、設備部用戶，由具有實際研發經驗和行業背景的教師和博士模擬扮演，他們將按照計劃和軟件功能邊界與學生展開交互。

2.基礎研究階段

小組根據項目需求明確項目所涉及的基礎理論和技術，除了要使用數據結構和面向對象編程等理論技術外，還要采用JSP語言、Tomcat服務器和MySQL數據庫構建系統，由于專業課程中已經設置了數據結構和面向對象編程技術等課程，因此小組需要重點學習和研究JSP開發環境及工具、服務器和數據庫的應用等，同時還要對電力行業基本知識和電廠基本業務進行了解。這個階段主要是引導者輔助小組開展相關學習和研究。

3.開發實踐階段

小組通過與模擬的業務專家、電廠工程師反復交流，明確各種具體的軟件需求和業務流程，由引導者輔助確定軟件的具體功能和界面布局，開展軟件結構和組件的設計工作。小組采用JSP語言開發燃料管理和設備管理兩個模塊，并將模塊部署到Tomcat服務器上，與MySQL數據庫連接，通過測試保證模塊運行的穩定性和正確性。學生通過這一階段能鍛煉自身的軟件開發實踐能力。

4.現場應用階段

小組將在模擬的電廠環境中實施部署軟件，與模擬的電廠工程師、燃料部和設備部的用戶交流，進行軟件功能的最后確認以及修改完善，應對現場的各種突發情況，直至完成項目初步驗收。為了考驗小組的應變能力，策劃者可以模擬一個突發狀況：由于電廠燃料部門尚未完全建立，所以要修改燃料化驗的工作流程就需要小組修改最初的設計，并隨之修改燃料管理模塊的代碼。這極大地鍛煉了學生的現場實施能力、應變能力和溝通能力。

5.分析評估階段

小組最終的教學評價由兩個方面組成：一方面是對開發軟件質量的評價，需要考察軟件功能是否完善、運行是否穩定、文檔是否規范完整、用戶是否滿意、是否具有較好的靈活性和可擴展性等；另一方面是對小組互動的模擬人員的評價，包括引導者對小組科研能力、組織能力、執行能力等的評價，互動者對小組溝通能力、變化響應速度、領域知識掌握程度等的評價，策劃者對項目總體進度、完成情況等的評價。評價結果不僅能評估本次教學的效果，而且能分析出小組學生的優勢與不足，從而制定有針對性的后續教學計劃，這對學生未來的發展將是非常有利的。

實踐效果總結

基于項目的計算機軟件專業模擬教學法能夠充分發揮科研項目在教學中的積極作用，并且在一定程度上減少教學和項目中的不確定因素，具有需求可控、周期可控、場景可控、變化可控、風險可控的優點。通過模擬教學法在吉林大學計算機和軟件專業的實踐，我們發現不僅學生的理論技術學習能力、軟件開發實踐能力和現場實施應用能力得到了很好的鍛煉，而且學生與電力行業專家、工程師以及用戶的溝通能力也得到了極大的提升，初步具備了解決電力行業較復雜工程問題的能力，同時也掌握了豐富的電力行業知識，這為將來從事科學研究或實際工程工作奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1]李芳，高敬陽，尤楓，耿志強.科研項目驅動的計算機軟件人才培養方案研究與實踐[J].計算機教育，2014（15）：72-74.

[2]馮紀強，孫忠梅.教師科研項目課程化探析[J].中國高校科技，2014（9）：39-41.

[3]王辰.高職計算機應用基礎課中項目教學法的應用[J].中國信息技術教育，2015（4）：94.

[4]李旭，張為公.基于科研項目的數字電路創新型實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2015（1）：168-171.