軟件工程專業面向協作開發的軟件配置與變更實驗的構建

張俊三 張愛艷 吳春雷

摘要：在軟件工程專業學生工程實踐能力培養中，實驗教學是一個非常重要的環節。結合中國石油大學（華東）軟件工程專業實驗教學開展的實際情況，對面向協作開發的軟件配置與變更實驗從實驗目的、理念和設計思想、教學方法、考核方式、實驗設備和環境建設等方面的構建進行了闡述。

關鍵詞：軟件工程；實踐能力；軟件配置與變更

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0060-02

面向協作開發的軟件配置與變更實驗屬于我校軟件工程專業核心課《軟件開發過程實戰》，在第6學期開設，該實驗是《軟件開發過程實戰》課程的最重要內容之一。學生在實驗中針對真實的項目案例通過分組協作、精心設計以及完整的實踐過程，達到深刻理解軟件配置與變更管理的概念、熟練掌握相關軟件平臺與工具、切實增強動手能力與創新意識的目的。該實驗連同《軟件工程過程》等6門專業核心課程是軟件工程專業近年來進行的所有課程、教學方法和考試等改革的中心，自2010年以來得到了教育部、山東省以及學校的一系列教學和實驗改革項目的支持，共計十余項。

該實驗項目“打破課程界限”、將多門軟件工程核心課程知識融入一個完整的實驗過程，實現了以課本為中心到以實踐為中心的轉變，達到了課程指導實踐、理論知識在實踐中還原的教學效果。該實驗從2010年開設以來，已有軟件工程專業5界四百多名學生受益，學生的功能實踐能力和創新意識得到明顯提高，相關學生獲得省級以上科技活動獎勵四十多項；學生的就業率得到持續提升，從2009年的71.43%提升至2015年的98.7%，且就業層次明顯改善。該實驗及相關課程建設也得到了教育部相關專家的肯定，認為我們施行的“基于項目的教育與學習”是實現軟件人才工程能力培養的重要途徑，是高校進行軟件工程教學改革發展的基本方向。該實驗項目作為《軟件開發過程實戰》的重要組成部分，在軟件工程專業培養方案中具有更加重要的地位，作為提高學生工程實踐能力和創新思維的重要實踐環節將長期存在。

一、實驗構建的目的及意義

通過該面向協作開發的軟件配置與變更實驗的開設，旨在達到以下主要目標：（1）加深學生對軟件配置與變更管理這一軟件工程專業重要知識域的理解與掌握，特別是通過實驗使學生明確區分并熟練掌握項目區域、時間線、迭代、流、組件、變更等核心概念及其相互之間的邏輯關系；（2）切實增強學生在協作式軟件開發過程中對軟件配置與變更理論的應用能力，對相關工具平臺的熟練操作水平；（3）提高學生的團隊合作、團隊管理能力，培養學生自主學習、自主設計的能力以及腳踏實地、開拓創新的精神。

該實驗項目是我校軟件工程系列核心課程的重要實驗之一，通過該項目的建設不僅進一步完善實驗體系、規范實驗流程、提升實驗質量，更將形成示范性的精品實驗，為本課程其他實驗以及類似課程實踐環節的建設提供有益的參考與借鑒。

二、實驗構建的理念和設計思想

該實驗以CDIO工程教育理念為指導，深入貫徹“做中學”原則和“基于項目的教育和學習”方法[1，2]。實驗過程把《軟件項目管理》、《軟件工程過程》、《軟件質量工程》以及《軟件測試與維護》等4門課程中有關軟件配置與變更的知識點融入到一個完整的實踐過程中，要求學生在實驗中自行設計場景、踐行升華理論、增強動手能力[3]并培養協作和創新意識，從而解決了“工程理論來源于實踐，在實踐中還原”的教學難題。

該實驗設計包括一個逐步遞進、結構完整的綜合實踐過程，學生隨著實驗的深入將逐步接受、運用相關的理論知識，并通過實驗總結實現對知識掌握、技術運用的提升，實驗方案的主要內容設計包括：（1）軟件配置與變更場景設計，每個小組基于各自既定的項目案例，設計能夠涵蓋所有典型變更流程的場景及規劃；（2）軟件配置管理過程，依據規劃配置開發流和組件、基礎代碼等資源、團隊個人空間和開發任務等；（3）軟件變更實施過程，協作完成變更任務開發、代碼的交付與接受、檢入與檢出、沖突及解決等內容；（4）軟件配置與變更的監控過程，從團隊、成員個人、工作項和工件等角度進行項目的監控；（5）實驗總結，撰寫實驗報告，總結所用知識點及過程狀況等。

三、教學方法、手段及考核體系

1.團隊協作式實驗方式與企業標準化實驗流程。實驗中以學生意愿為主，組織學生建立了學生項目團隊，采取全員參與、角色扮演、協作學習、研論教學、交流共享等多種形式，使學生成為認知的主體、知識的主動建構者。參照企業模式組建的項目團隊，以學生自愿為原則，由學生按照4至5人的規模組成；每個學生都參與到團隊中，依據個人愿望和能力至少扮演一個團隊角色，在重點完成自己的職責任務基礎上，進行交流協作，使得每個人最終都達到課程的教學目標。

制定了以企業標準化項目開發過程為主線的標準實驗流程，模擬實戰開發，實現“以驗證實踐為中心到以實際項目為中心的轉變”。目標是使學生能夠在近乎企業真實場景之下，使用行業先進的設計工具、開發環境進行實戰訓練，系統化、規范化地實施學生工程能力培養。

2.先進的協作式軟件交付平臺。采用了業界最新的IBM Jazz軟件協作交付平臺，使得在實驗中學生團隊不同的角色和工作環節之間，工作任務能夠自動流轉，工件信息自動傳遞，工作數據和過程自動記錄、自動收集和匯報，全生命周期的可追蹤性自動建立。從而使學生實現了軟件交付過程中人員、項目、工具和流程的整合。

3.過程化多角度的考核評價體系。實驗考核方法綜合考慮了學生實驗過程的平時表現（通過Jazz平臺）、分組答辯和實驗報告，過程監控10%+分組答辯*50%+實驗報告*40%。其中“過程監控”是通過IBM的Jazz平臺進行實時的監控和評分；“分組答辯”是教師給本組一個分數，該組內，由項目經理負責給該組成員打分，組員的平均分不能超過教師給該組打的分數；“實驗報告”根據文檔的完整性、規范性、系統性進行評分，反饋結果用于暑假小學期的軟件項目實訓。

四、實驗設備和環境建設

實驗項目在“IBM軟件工程聯合實驗室”（與IBM共建）開展。近幾年，學校在實驗室建設方面投入了大量的資金，硬件設施得到了明顯改善，完全按照國家相關標準進行建設。軟件方面，我們購置了一整套IBM全程體驗軟件工程最佳實踐和協作的Jazz平臺來實施基于項目驅動的軟件配置與變更實驗，包括需求定義工具RRC和需求管理分析工具Doors；軟件建模分析工具RSA；測試管理平臺RQM、軟件功能自動化測試工具RFT、壓力測試工具RPT；協作平臺RTC。

同時，實驗室也非常注重文化和安全制度建設。強調合作與創新，美化實驗室的學習環境，突出濃郁的知識探索氛圍，培養學生良好的實驗習慣等。此外，也明確了所有實驗人員的崗位職責，使得實驗室安全管理工作有章可循。

五、總結

作為我校軟件工程專業核心課《軟件開發過程實戰》最重要的內容之一，面向協作開發的軟件配置與變更實驗在提高學生的工程實踐能力和創新意識方面起到了重要的作用，該實驗主要的創新點有以下幾個：

1.一體化實驗內容設計、獨立的實驗實施過程。一方面，本實驗項目中進行的軟件配置與變更實驗內容采用了本課程中一致的項目案例，做到全程一體化設計；另一方面，該項實驗又包含了完整的實驗環節和過程，具有相對獨立性，可單獨開設、獨立實施；

2.實驗方法和形式上，貫徹“基于項目的教學”和“開發驅動的實踐”，采用團隊式協作開發方式，實現了從以“課本為中心”到“以項目為中心”、以“課堂為中心”到“以項目開發為中心”、以“教師為中心”到“以學生為中心”的轉變，激發了學生自主學習和實踐的積極主動性，增強了學生的工程實踐能力。

3.實驗技術和手段上，引入了IBM的最新軟件交付平臺及配置與變更管理工具，采用Scrum敏捷過程模板和企業標準化的實踐流程，體現出較好的先進性和規范性。

參考文獻：

[1]王正洪，陳志剛.大工程觀的教育理念與工科本科院校的辦學特色[J].中國高教研究，2006，（1）：29-31.

[2]劉會英，蓋玉先，徐寧.探索適合我國國情的CDIO工程教育模式[J].實驗室研究與探索2011，（7）：119-123.

[3]崔寅生.談談軟件工程教學改革的實踐[J].成人教育，2009，（12）：85-86.