平行實驗在《軟件工程》教學中的運用

王妍++高仲合++倪建成

摘要：《軟件工程》是一門理論與實踐緊密結合的學科。目前的實驗教學存在諸多問題，本文總結了多年來《軟件工程》的實驗教學經驗，提出了章節實驗+課程設計的教學實驗方案，并在教學中合理運用，取得了有效地成果。

關鍵詞：軟件工程；課程設計；實驗教學

中圖分類號：TN925+.3

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.12.008

本文著錄格式：王妍，高仲合，倪建成.平行實驗在《軟件工程》教學中的運用[J]軟件，2015，36（12）：35-37

0 引言

隨著Web程序設計及云與大數據在各領域中的廣泛使用，工程化的開發人員越來越被需要，然而在現有高校的《軟件工程》教學中，不太注重對學生的軟件設計、開發及運行維護能力的培養，而往往把大量的理論灌輸在軟件工程這門課上。如何在《軟件工程》教學中最大限度地激發學生的實踐能力是亟待解決的一個重要課題。另一方面，基于軟件生命周期的工程化開發方法，歸根結底屬于文檔驅動型的開發方法，如何引導學生書寫規范化的軟件開發文檔也是我們教學過程中應該注重的一部分。鑒于此，我們提出了章節實驗+課程設計的啟發式軟件工程實驗教學模式，以激發學生的學習積極性，增強學生的實踐開發能力。

1 目前軟件工程實驗教學中存在的問題

1.1 理論教學缺乏新意，無法激發學生的學習興趣

《軟件工程》課堂教學內容基本為理論講授，按照軟件的全生命周期過程，分別給學生介紹了問題定義、可行性研究、需求分析、概要設計、詳細設計、編碼測試與維護的相關理論知識。通過課堂教學，大部分學生只掌握了基本概念、開發原理，開發方法。課堂授課枯燥無味加上內容較抽象，嚴重影響了實際教學效果。

實際上，隨著軟件開發規模的不斷擴大以及對軟件質量要求的提高，軟件工程課程的教學內容及教學模式更應該注重理論與時間的結合。既要注重軟件設計的基本原理與方法，還要注重軟件開發的實踐經驗以及技術運用。

1.2 實驗內容不具體，學生無從下手

目前的《軟件工程》實驗，一般只有一個課程設計，題目白選，類型自選。這樣的實驗要求缺乏具體性，使得學生無從下手。另外《軟件工程》的整個教學過程是基于軟件生命周期的過程，在每個相關階段都有具體的實施技巧與實施方法，可以將具體的的技術方法以小實驗的形式命題。比如在講到需求分析的工具數據流圖時，可以給出一個小型系統功能的問題描述，然后讓學生利用MicrosoftVisio畫出描述該業務流程的數據流圖，這樣既可以將理論應用于實踐，又體現了文檔驅動型的開發理念。

1.3 實驗教學缺乏有效的檢測機制

目前的實驗教學，教師一般是把課程設計布置下去，然后讓學生獨立完成。但是對于沒有任何開發經驗的學生來說，根本無從下手，所以80%的學生最后放棄了實驗。只有部分學生開展了課程設計，但中途遇到困難也就放棄了。因此規定好課程設計的題目，進行有效的選題知道，中期審查以及后期檢查等活動，可以督促學生完成設計。另外，在整個課程設計過程中，教師的輔導時必不可少的。

2 章節實驗與課程設計相結合的平行實驗教學模式

隨著理論教學的推進，在適當的知識點完成后，安排小實驗，以鞏固所學知識。另外，大實驗設計即課程設計貫穿整個學期，通過大實驗的設計與實現使學生實際體驗系統開發全過程。這樣大小實驗穿插進行，相輔相成，相得益彰。

2.1 章節實驗內容的設計

《軟件工程》理論教學是按照軟件生命周期的全過程完成的，在各個開發實施的階段都會介紹到開發原理、開發工具、開發技術。比如在可行性研究階段會介紹到數據流圖、數據字典；在需求分析階段會介紹到E-R模型、層次方框圖、Warnier圖等；在設計階段會介紹到結構化的設計方法、過程設計工具PAD圖、判定表、判定樹等；在實現階段會介紹到各種測試方法：單元測試、集成測試、回歸測試、白盒測試、黑盒測試等；在面向對象的開發方法中又會介紹到UML的各種模型圖。對于這些知識點，我們都設置了小實驗以鞏固學生的理論知識。其實驗設計如表1所示：

小實驗的內容貫穿整個實驗教學過程，通過十個小實驗的練習，將課本上90%的知識點覆蓋，學生即通過實驗鞏固了理論知識，又學會了如何將理論知識應用于實踐，還掌握了一些文檔編寫需要的工具。

2.2 課程設計實驗的設計

課程設計以應用型軟件系統研發為主，教師給出部分的設計實施題目，也可以學生自選設計題目，但教師要最后把關。根據實際需求，靈活選定軟件項目，在規定的周期界定范圍內，學生完成相關的階段性任務，以規范性的文檔形式提交任課教師審閱。批準后，以此為據，展開下一階段任務。整個的分析、設計和研發過程，是以規范性的文檔形式為審閱結果及實踐提交成果。課程設計的實驗內容如表2所示：

課程設計以軟件生命周期為依據，序列化螺旋式展開，每一階段都以相應的文檔性資料為依據，通過審核后方可進入下一階段的任務，最后提交軟件系統，整理代碼結構，以及相關的后期工作任務總結資料。

2.3 兩種實驗內容相輔相成

所謂平行實驗室指在以種教學實驗任務中，以兩條不同的主線開展實施，兩個中心的實驗分別針對不同的知識點和鍛煉方向。表l和表2是兩個不同中心的實驗內容，表l旨在鍛煉學生的基礎理論知識的實踐運用，表2旨在鍛煉學生的實踐綜合運用能力。兩個實驗方向平行進展，同時開始，分別進行。從不同角度和方向促進了學生的實踐能力的培養。

3 平行實驗教學模式的具體實施方案

3.1 平行實驗開展過程及方法

對于小實驗，我們以章節為單位，當學習到相關的理論知識時，開展適應的小實驗內容。學生獨立完成小實驗，并提交實驗報告。

對于課程設計，我們以小組為單位完成，每小組大概10人左右，設定隊長，有效劃分工作任務。在規定的時間內，由小團隊獨立完成。在任務的展開過程中，出現問題，由教師與學生一起共同解決，并且主要采取引導的方式啟發學生獨立分析和解決問題。

3.2 平行實驗模式的教學收效

本實驗課程在3屆軟件工程相關專業的教學中實施，通過該課程的學習，學生鞏固和加深了軟件的工程化和系統化知識，了解了整個學科、專業和課程的發展前沿和實施背景，進一步加強了學生個體綜合設計及創新能力的培養，同時良性引導和培養了學生實事求是、嚴肅認真的科學作風和良好的學習和實踐習慣，為今后的就業和深造打下扎實的基礎。

4 結論

《軟件工程》實驗在學院實驗室以及部分合作實施單位的開發梯隊中展開，收到了良好的效果。我們實時記錄學生的項目執行過程，做好日志的量化登記，為此指定了學生的校外實踐指導教師參與，以后將利用校企合作這個廣闊平臺，更加深入的進行工程化的實踐練習。