游戲模擬法在軟件工程課程設計中的應用分析

陳利平 彭彩紅

摘 要：軟件工程課程設計是計算機科學與軟件工程專業的一門獨立實踐課程，以培養學生軟件開發綜合能力為目標。而軟件工程課程設計的實踐環境與軟件實際開發環境存在著一定差距。國外常采用模擬教學法來縮短這一差距，而且這一方法也受到越來越多的關注。該文分析了軟件工程課程設計存在的主要問題，闡述了游戲模擬法在軟件工程課程設計的組織與實施形式，同時探討軟件工程課程設計對軟件工程課程教學的一些啟示。

關鍵詞：軟件工程 課程設計 游戲模擬

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0130-02

軟件工程作為計算機科學及軟件工程等相關專業的必修課，是一門理論與實踐并重的課程，實踐教學環節的教學是課程的重要組成部分，關系到學生掌握知識與應用知識的能力。軟件工程課程設計是軟件工程教學的一個重要實踐環節，使學生掌握軟件工程方法、過程與工具的基礎上提高實踐動手能力和綜合應用能力，學會撰寫軟件開發過程中各階段的規范文檔，提高學生的溝通能力和團隊協作能力，為將來從事軟件開發與管理工作奠定基礎。

然而，軟件工程課程設計存在實踐教學環節與現實開發的軟件環境不一致，不能適應實際的軟件開發特別是大型軟件的開發，很難解決實際軟件工程項目若干典型問題和實踐技能。學生能開發一些簡單的軟件，但由于受時間以及實踐項目各種條件限制，課程設計很難在廣度和深度上反映軟件工程課程設計的復雜性和內在本質。為了解決軟件工程課程設計的復雜性和實踐問題，該文分析了軟件工程課程設計存在的問題，描述了游戲模擬教學法[1-2]，并對該方法在軟件工程課程設計的應用進行了探討。

1 軟件工程課程設計現狀

傳統的軟件工程課程設計雖然也有設計的要求，學生參與一定的實踐練習，但一般停留在組織學生編寫軟件開發過程中各階段的文檔上，忽略了軟件項目的實際要求，缺乏對教學方法和內容的更新。軟件工程課程設計教學中普遍存在的問題如下?[3]。

（1）內容陳舊，與實際脫節。很多從事軟件工程課程設計教學的教師從學校畢業后直接從事教學工作，沒有軟件項目開發的親身經驗，課程設計的內容一般來自一些參考書籍，給學生創造了抄襲的機會，達不到課程設計的要求；有些課題比較陳舊，與現實脫軌，導致很多學生對課程設計的內容不感感興趣，因此扼殺學生學習的主動性和動手的積極性。

（2）項目組劃分不合理。項目組劃分是否合理，直接關系到項目的成敗。項目組的劃分一般是按學號，或學生自由組合，前者失去了團隊協作能力的融合，后者導致工作量不平衡，好的學生包攬了課程設計的所有任務，而差的學生做得很少，更甚的少數學生沒有人組合而只能孤軍作戰。

（3）成績評價單一。課程設計的評分一般是指導老師根據學生提交的報告和設計結果來評分，沒有對學生溝通能力、表達能力、組織能力、團隊協調能力進行評價。

2 游戲模擬法

所謂游戲模擬法，就是結合專業背景與行業特色，給學生創設直觀的、模擬仿真的工作場景，按實際的工作內容設計好課題，讓學生獨立或合作參與到軟件工程過程中。

游戲模擬法[4-5]能提供大量的經驗和技術演示軟件過程，能提供軟件工程知識引導學生完成模擬軟件的設計與開發。在游戲模擬中，玩家們為了滿足虛擬環境中的某些特定的目標（有時是相互矛盾的目標），不得不改變當初的決策。在經歷多次決策后，玩家也間接地經歷了類似軟件過程，特別是游戲模擬解決了軟件工程課程設計中軟件過程教學中存在的以下問題。

（1）非線性。很多情況要求玩家同時關注模擬的隨機因素造成的每一個運行的唯一性，解決了軟件過程的非線性。

（2）多個相互沖突的目標。軟件過程中許多目標有時互相干擾，必須對目標進行優化，于是導致有些目標能實現而其它目標只能部分實現。

（3）允許改變決策。如果玩家判斷錯誤，可以退出游戲，回到前面保存的游戲狀態，然后探索不同的選擇。

（4）多個利益相關者。在多用戶游戲中不同的玩家可以嘗試優化自己的結果。在單一用戶游戲中，游戲通常提供了利益相關者。

學生通過游戲模擬軟件參與到軟件開發的全過程或子過程中，并將大量的軟件工程方法和技術融入到軟件開發過程中。在游戲模擬器的虛擬環境中，玩家可以作為軟件開發項目的經理，管理一個開發團隊，并為虛擬團隊成員分配任務，協調團隊成員的活動。游戲模擬器中最突出的特點是能針對軟件開發中突發事件做出決策，如客戶變更需求、某一成員離職等。同時，項目經理還可以通過加薪或獎金提高項目組成員的積極性。如果玩家開發出來的軟件產品功能越完善、開發周期越短、軟件錯誤率越低，經費未超預算，則獲得的分數就越高；反之，如果玩家沒有按時交付項目，或經費超出項目預算，均視為失敗。

游戲模擬法有助于學生掌握軟件工程理論知識和指導學生的軟件工程課程設計，有效地引導學生經歷真實軟件項目的軟件過程。對于即將畢業的學生也受益，他們獲得寶貴的軟件工程知識和實踐經驗，更好地實現了學校與企業的接軌，找準自己在行業中的位置。游戲模擬法在國外已應用很多年，取得了好的教學效果，國內的哈爾濱工業大學也提出了生存游戲模型，玩家都有機會成為虛擬公司的員工或管理者，對培養學生的軟件工程知識和實踐經驗產生積極影響，并為軟件工程過程的教學和實踐提供了新的思路。

3 結語

游戲模擬法是軟件工程課程設計中一種較為新型的實踐方式，鼓勵學生參與，幫助教師模擬真實環境，提高學生的技能和激發個人和團隊實踐經驗，達到傳播軟件工程知識和提供技術資源。游戲模擬法擴展了軟件工程課程設計實踐空間和時間尺度，它以虛擬現實的游戲方式，更能迎合當前大學生的學習方式，一定程度上提高學生的學習興趣。深入研究游戲模擬法，對改進軟件工程課程設計教學有非常重要的意義。

參考文獻

[1] 李廣原，馬楠.國外軟件工程教學法初探[J].計算機教育，2011（1）：86-90.

[2] 李廣原，胡秦斌.軟件工程課程模擬教學法初探[J].計算機教育，2011（13）：92-95.

[3] 韋宇煒，聶篤憲.軟件工程課程設計教學模式探討[J].考試周刊，2010（11）：159-160.

[4] 孟繁鋒.結合模擬項目組的軟件工程教學[J].計算機教育，2014（22）：54-56.

[5] Baker，A.Navarro，E.O.A.van der Hoek，A.Problems and Programmers： an educational software engineering card game[C]//In Proceedings 25th International Conference on Software Engineering，IEEE Computer Society Press.2003.