平行實(shí)驗(yàn)在《軟件工程》教學(xué)中的運(yùn)用

王妍++高仲合++倪建成

摘要：《軟件工程》是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科。目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多問題，本文總結(jié)了多年來《軟件工程》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了章節(jié)實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，并在教學(xué)中合理運(yùn)用，取得了有效地成果。

關(guān)鍵詞：軟件工程；課程設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號：TN925+.3

文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)驗(yàn)在《軟件工程》教學(xué)中的運(yùn)用[J]軟件，2015，36（12）：35-37

0 引言

隨著Web程序設(shè)計(jì)及云與大數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域中的廣泛使用，工程化的開發(fā)人員越來越被需要，然而在現(xiàn)有高校的《軟件工程》教學(xué)中，不太注重對學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)及運(yùn)行維護(hù)能力的培養(yǎng)，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(xué)中最大限度地激發(fā)學(xué)生的實(shí)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(fā)方法，歸根結(jié)底屬于文檔驅(qū)動型的開發(fā)方法，如何引導(dǎo)學(xué)生書寫規(guī)范化的軟件開發(fā)文檔也是我們教學(xué)過程中應(yīng)該注重的一部分。鑒于此，我們提出了章節(jié)實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)的啟發(fā)式軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐開發(fā)能力。

1 目前軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 理論教學(xué)缺乏新意，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

《軟件工程》課堂教學(xué)內(nèi)容基本為理論講授，按照軟件的全生命周期過程，分別給學(xué)生介紹了問題定義、可行性研究、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼測試與維護(hù)的相關(guān)理論知識。通過課堂教學(xué)，大部分學(xué)生只掌握了基本概念、開發(fā)原理，開發(fā)方法。課堂授課枯燥無味加上內(nèi)容較抽象，嚴(yán)重影響了實(shí)際教學(xué)效果。

實(shí)際上，隨著軟件開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及對軟件質(zhì)量要求的提高，軟件工程課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式更應(yīng)該注重理論與時間的結(jié)合。既要注重軟件設(shè)計(jì)的基本原理與方法，還要注重軟件開發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)運(yùn)用。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不具體，學(xué)生無從下手

目前的《軟件工程》實(shí)驗(yàn)，一般只有一個課程設(shè)計(jì)，題目白選，類型自選。這樣的實(shí)驗(yàn)要求缺乏具體性，使得學(xué)生無從下手。另外《軟件工程》的整個教學(xué)過程是基于軟件生命周期的過程，在每個相關(guān)階段都有具體的實(shí)施技巧與實(shí)施方法，可以將具體的的技術(shù)方法以小實(shí)驗(yàn)的形式命題。比如在講到需求分析的工具數(shù)據(jù)流圖時，可以給出一個小型系統(tǒng)功能的問題描述，然后讓學(xué)生利用MicrosoftVisio畫出描述該業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)流圖，這樣既可以將理論應(yīng)用于實(shí)踐，又體現(xiàn)了文檔驅(qū)動型的開發(fā)理念。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏有效的檢測機(jī)制

目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師一般是把課程設(shè)計(jì)布置下去，然后讓學(xué)生獨(dú)立完成。但是對于沒有任何開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，根本無從下手，所以80%的學(xué)生最后放棄了實(shí)驗(yàn)。只有部分學(xué)生開展了課程設(shè)計(jì)，但中途遇到困難也就放棄了。因此規(guī)定好課程設(shè)計(jì)的題目，進(jìn)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(xué)生完成設(shè)計(jì)。另外，在整個課程設(shè)計(jì)過程中，教師的輔導(dǎo)時必不可少的。

2 章節(jié)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的平行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

隨著理論教學(xué)的推進(jìn)，在適當(dāng)?shù)闹R點(diǎn)完成后，安排小實(shí)驗(yàn)，以鞏固所學(xué)知識。另外，大實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)即課程設(shè)計(jì)貫穿整個學(xué)期，通過大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)使學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)全過程。這樣大小實(shí)驗(yàn)穿插進(jìn)行，相輔相成，相得益彰。

2.1 章節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

《軟件工程》理論教學(xué)是按照軟件生命周期的全過程完成的，在各個開發(fā)實(shí)施的階段都會介紹到開發(fā)原理、開發(fā)工具、開發(fā)技術(shù)。比如在可行性研究階段會介紹到數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)階段會介紹到結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法、過程設(shè)計(jì)工具PAD圖、判定表、判定樹等；在實(shí)現(xiàn)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?qū)ο蟮拈_發(fā)方法中又會介紹到UML的各種模型圖。對于這些知識點(diǎn)，我們都設(shè)置了小實(shí)驗(yàn)以鞏固學(xué)生的理論知識。其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示：

小實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容貫穿整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，通過十個小實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，將課本上90%的知識點(diǎn)覆蓋，學(xué)生即通過實(shí)驗(yàn)鞏固了理論知識，又學(xué)會了如何將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，還掌握了一些文檔編寫需要的工具。

2.2 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)以應(yīng)用型軟件系統(tǒng)研發(fā)為主，教師給出部分的設(shè)計(jì)實(shí)施題目，也可以學(xué)生自選設(shè)計(jì)題目，但教師要最后把關(guān)。根據(jù)實(shí)際需求，靈活選定軟件項(xiàng)目，在規(guī)定的周期界定范圍內(nèi)，學(xué)生完成相關(guān)的階段性任務(wù)，以規(guī)范性的文檔形式提交任課教師審閱。批準(zhǔn)后，以此為據(jù)，展開下一階段任務(wù)。整個的分析、設(shè)計(jì)和研發(fā)過程，是以規(guī)范性的文檔形式為審閱結(jié)果及實(shí)踐提交成果。課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表2所示：

課程設(shè)計(jì)以軟件生命周期為依據(jù)，序列化螺旋式展開，每一階段都以相應(yīng)的文檔性資料為依據(jù)，通過審核后方可進(jìn)入下一階段的任務(wù)，最后提交軟件系統(tǒng)，整理代碼結(jié)構(gòu)，以及相關(guān)的后期工作任務(wù)總結(jié)資料。

2.3 兩種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相輔相成

所謂平行實(shí)驗(yàn)室指在以種教學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中，以兩條不同的主線開展實(shí)施，兩個中心的實(shí)驗(yàn)分別針對不同的知識點(diǎn)和鍛煉方向。表l和表2是兩個不同中心的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，表l旨在鍛煉學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識的實(shí)踐運(yùn)用，表2旨在鍛煉學(xué)生的實(shí)踐綜合運(yùn)用能力。兩個實(shí)驗(yàn)方向平行進(jìn)展，同時開始，分別進(jìn)行。從不同角度和方向促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3 平行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的具體實(shí)施方案

3.1 平行實(shí)驗(yàn)開展過程及方法

對于小實(shí)驗(yàn)，我們以章節(jié)為單位，當(dāng)學(xué)習(xí)到相關(guān)的理論知識時，開展適應(yīng)的小實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生獨(dú)立完成小實(shí)驗(yàn)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

對于課程設(shè)計(jì)，我們以小組為單位完成，每小組大概10人左右，設(shè)定隊(duì)長，有效劃分工作任務(wù)。在規(guī)定的時間內(nèi)，由小團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成。在任務(wù)的展開過程中，出現(xiàn)問題，由教師與學(xué)生一起共同解決，并且主要采取引導(dǎo)的方式啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題。

3.2 平行實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降慕虒W(xué)收效

本實(shí)驗(yàn)課程在3屆軟件工程相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中實(shí)施，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生鞏固和加深了軟件的工程化和系統(tǒng)化知識，了解了整個學(xué)科、專業(yè)和課程的發(fā)展前沿和實(shí)施背景，進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生個體綜合設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時良性引導(dǎo)和培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和良好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐習(xí)慣，為今后的就業(yè)和深造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

《軟件工程》實(shí)驗(yàn)在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室以及部分合作實(shí)施單位的開發(fā)梯隊(duì)中展開，收到了良好的效果。我們實(shí)時記錄學(xué)生的項(xiàng)目執(zhí)行過程，做好日志的量化登記，為此指定了學(xué)生的校外實(shí)踐指導(dǎo)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(jìn)行工程化的實(shí)踐練習(xí)。