基于GitLab的計算機工程實踐課程教學改革探索

陳丁

摘要：當今工程教育越來越注重培養工科學生的工程實踐能力，以項目為基礎的教學方法得到越來越多的認同。本文通過分析和討論計算機工程實踐課程教學的現狀及問題，結合GitLab項目管理平臺的特點，分別從實踐的體系結構、教學模式、過程考核管理、團隊組織等方面入手，提出了利用Gitlab平臺開展高校計算機工程實踐課程教學的解決方案，最后分析這種模式的意義和影響。

關鍵詞：Gitlab；開源軟件；工程實踐；項目驅動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）52-0123-02

一、背景及現狀

工程實踐教學是地方高校培養應用型人才的重要環節，工程實踐教學可以促進學生鞏固知識，鍛煉學生分析問題、解決問題的能力，其效果直接影響著課程的教學質量。在計算機工程實踐教學中，以項目驅動的教學方法在越來越多的工科院校中運用，這種教學模式通過運用來自現實工程項目或模擬現實項目的案例，創造真實或接近真實的工程環境，以實現傳授工程學科知識、鍛煉學生工程技能的目標。在以項目驅動的工程實踐教學過程中，首先教師布置多個項目題目，并對每個項目的背景和要求等做出說明，同學們根據自己的能力和愛好選擇某個題目來完成，在同學們完成項目實踐的過程中，教師對其進行相關指導，最后教師根據同學們的完成情況做出評價和打分。但在運用這種教學模式過程中也暴露出如下問題。

1.項目過程不透明，過程化考核管理難。過程化考核是現代教育改革發展趨勢之一，但由于參加工程實踐的同學多，教師沒法做到一對一的教學管理和跟蹤，一般只能根據平時的考勤和學生提問。由于無法進行過程化的考核和監督，會出現部分學生利用網上類似的代碼來完成項目。

2.一人一題，無法提高團隊協作。為避免出現抄襲和窩工的現象，在選題過程中我們盡量讓學生獨立完成一個題目，但是由于一個真實工程項目的工作量普遍偏大，因此學生沒法在2～3周的時間內獨立完成所有功能要求，而且做出來的東西也相對比較粗糙。但如果一個題目讓多個學生去完成，又會出現一些能力差的同學窩工偷懶，無法真實鍛煉和評價出每個學生的能力。

3.編碼混亂，代碼質量不高。雖然在選題前教師就給出了編碼規范，但是由于項目工作量偏大以及考評要求，大部分學生都把精力集中到完成項目的功能要求上，而忽視了代碼規范和質量。

4.項目代碼保存度較差，后續應用價值不大。目前對學生完成的工程項目代碼，只是上交給相關負責教師，在學院級別沒有一個集中統一的管理，一些完成較好的項目作業沒法作為案例分享給下一屆學生，并且學生們完成的項目作業也沒法二次開發并應用到現實場景中。

針對以上問題，我們提出了利用工業級的Gitlab代碼管理平臺對學生們完成的工程實踐項目進行跟蹤管理及評估，以適應現代工程教育不斷發展的要求，培養出符合社會需求的應用型人才，提高計算機工程實踐課程的教學效果。

二、基于Gitlab平臺教學實施的可行性

GitLab是一個利用Ruby on Rails開發的開源應用程序，實現一個自托管的Git項目倉庫，可通過Web界面進行訪問公開或者私人項目。它擁有與Github類似的功能，能夠瀏覽源代碼，管理缺陷和注釋，可以管理團隊對倉庫的訪問。它非常易于瀏覽提交過的版本并提供一個文件歷史庫，團隊成員可以利用內置的簡單聊天程序（Wall）進行交流。它還提供了一個代碼片段收集功能可以輕松實現代碼復用，便于日后有需要時進行查找。

1.Gitlab的特點。①它是使用Git進行分布式的版本控制項目，具備代碼審查、問題追蹤、活動信息、維基和持續集成。②它能容納25000+的用戶群同時在一臺服務器上，LDAP/AD組同步和日志審計。③它是一個開源軟件，由社區驅動、700+貢獻者檢查完善代碼，方便集成。④在業界內具有很多成功應用的案例，如開源中國代碼托管平臺等。

2.對學生能力的要求。除了要求學生熟練掌握使用Git對項目代碼進行版本管理，項目的實施也可以是以團隊小組為單位來展開，在碰到疑惑和問題時，除了向教師求教外，還應該通過自學或同學間的互相幫助，廣泛開展交流、溝通與互相合作來解決問題。在合作過程中，還可以提高學生的人際交往和溝通表達能力。

3.對教師能力的要求。應用型大學的雙師型教師不僅具有專業的理論知識，還要具有相當的工程項目經驗，需要熟悉企業項目開發的工作流程和管理模式，具有作為系統分析員（系統架構師）的系統分析與設計能力，才能有效地組織工程實踐內容，培養學生的理論知識與專業技能，以及職業素質及社會適應能力。

三、基于Gitlab平臺教學的實施

通過Gitlab平臺，把實踐教學的學習和互動延伸到課外，教師無需到實驗室就能掌握整個項目的進展情況，項目進行中可以及時對代碼進行評審，保證代碼質量，項目完成后可以對項目進行統計分析，對項目小組成員工作進行評價。

1.項目發布。教師首先在gitlab平臺上建立好一個基本的項目結構框架，并邀請選題的學生成為該項目的開發人員，這時學生就可以使用Git工具將Gitlab上的代碼克隆到本地代碼倉庫中。項目成員就可以根據任務分工，在自己的機器上完成其對應的項目功能。

2.項目過程跟蹤管理。教師可以要求項目成員必須每天晚上10點前提交項目代碼，每天提交的代碼記錄情況將作為過程化考核的依據。這樣就可以實時發現團隊成員中開放進度偏慢的學生，及時找出原因，避免窩工。

3.代碼質量分析。教師可以根據編碼規范，利用系統對提交的代碼進行審核，對不符合代碼規范和要求的系統可以拒絕其提交，同時也可以利用系統的質量分析功能，對已提交的代碼進行質量評審。

4.項目貢獻評價。當整個實踐項目完成后，教師需要分別對項目團隊成員的工作進行評價。通過gitlab的統計功能，教師可以依據其貢獻率客觀、公正的對項目成員進行打分。

四、遇到的問題和下一步的研究方向

目前我們對Gitlab在工程實踐教學的應用探索還處在起步階段，在應用中遇到了很多的問題，例如：由于gitlab是針對企業級的代碼版本管理軟件一些流程，并不一定適合我們的教學要求，因此界面可用性問題，工具比較獨立，很難整合使用，項目在線部署功能還有待加強；個別工具的性能還有待優化；等等。針對這些問題，我們制訂了下一階段的研究計劃。

1.代碼相似度分析。為規避抄襲現象，需要對學生上傳代碼進行相似度分析，這是在Gitlab所沒有實現的。

2.在線實時項目部署。根據學生上傳的項目代碼，可以在線對項目進行發布，及時跟蹤檢查項目的完成情況。

3.對代碼活動進一步數據分析。這可以幫助教師全面掌握學生在學習中遇到的問題，針對教學資源和支持服務的質量反饋等數據，為下一步的決策提供有利的數據支持。

4.優化實時聊天功能，為學生支持服務提供有利的工具保證。

5.界面可用性優化。優化界面設計，使其更加符合中國人的使用習慣和審美觀。

五、結論

通過采用業界流行Gitlab代碼版本管理平臺作為計算機工程實踐項目的嘗試，為在工程實踐教學中的問題找到了一條新的解決途徑，并且可以利用開源系統開放的特點在此基礎上做二次開發，既能節省軟件的開發和維護的使用成本，又能比較完全的滿足各學校實際的需求，還能隨著開源軟件的升級而得到升級服務。

參考文獻：

[1]劉海山，郭偉.工程管理專業實驗實踐課程教學的探索[J].實驗室科學，2015，（01）.

[2]宋冬生.Git——版本管理之利器[J].程序員，2007，（11）.