軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)課程融合初探

鄭大鵬+王琳+路良剛

摘 要：基于建構(gòu)主義認(rèn)知學(xué)說(shuō)，分析課程融合問(wèn)題及其研究方法，提出課程融合的綜合方案，具體闡述在軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)中穿插軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理、軟件測(cè)試實(shí)踐、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、Web軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)等理論課程的實(shí)施過(guò)程，并說(shuō)明教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；軟件工程；綜合實(shí)訓(xùn)；課程融合

文章編號(hào)：1672-5913（2017）07-0135-05

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

0 引 言

為了改善應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，文獻(xiàn)[1]提出一種創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式，這種模式主張?jiān)诮虒W(xué)計(jì)劃中引入長(zhǎng)周期的軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)。在實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生以小組為單位完成一個(gè)較具規(guī)模的項(xiàng)目，并同步學(xué)習(xí)多門(mén)軟件工程課程。文獻(xiàn)[2]對(duì)這種綜合實(shí)訓(xùn)的過(guò)程和內(nèi)容進(jìn)行探討，指出這種綜合性實(shí)訓(xùn)應(yīng)采用迭代的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程并將20周的實(shí)踐分為6次迭代，整個(gè)過(guò)程中學(xué)生開(kāi)展10個(gè)領(lǐng)域共30項(xiàng)活動(dòng)，教師講授軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理、軟件測(cè)試實(shí)踐、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、Web軟件實(shí)現(xiàn)（編程）技術(shù)等課程的內(nèi)容。將如此多的課程組合在一起進(jìn)行教學(xué)，究竟教學(xué)效果如何，教師又該如何選取各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容并將其合理組織到實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，這些是我們要探討的問(wèn)題。

1 課程融合問(wèn)題及研究方法

按照傳統(tǒng)的課程建設(shè)和教學(xué)方法，軟件工程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)被組織在多門(mén)課程中。各門(mén)課程獨(dú)立施教，教學(xué)內(nèi)容由課程負(fù)責(zé)人根據(jù)課程目標(biāo)確定，且各門(mén)課程所采用的教學(xué)案例也相互獨(dú)立，因此學(xué)生學(xué)習(xí)一門(mén)課程時(shí)，難以與其他課程的內(nèi)容對(duì)照和結(jié)合。從建構(gòu)主義認(rèn)知理論和實(shí)際教學(xué)的效果看，采用這種方式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有困難，學(xué)習(xí)興趣降低，教學(xué)效果不理想。將軟件工程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容融合在一個(gè)大型綜合性實(shí)訓(xùn)中，可以克服上述弊端。學(xué)生在綜合實(shí)訓(xùn)中可以邊做項(xiàng)目邊學(xué)習(xí)，所學(xué)知識(shí)可以馬上應(yīng)用于項(xiàng)目中，有利于學(xué)生將所學(xué)各類(lèi)知識(shí)重新構(gòu)建，形成自己對(duì)軟件工程的認(rèn)知。在文獻(xiàn)[1—2]所建議的綜合性實(shí)訓(xùn)中，需要融合的內(nèi)容按照其內(nèi)聚性可組織為軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理、軟件測(cè)試實(shí)踐、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、Web軟件實(shí)現(xiàn)（編程）技術(shù)5個(gè)模塊。這些模塊所要培養(yǎng)的學(xué)生能力見(jiàn)表1。

上述模塊內(nèi)容與綜合實(shí)訓(xùn)之間的關(guān)聯(lián)和在時(shí)間順序上的穿插，即本文所指的課程融合問(wèn)題。模塊內(nèi)容如何選取和安排是該大型綜合性實(shí)訓(xùn)能否成功的關(guān)鍵，我們也將重點(diǎn)探討上述課程融合的方案及其合理性和有效性。

我們采用的研究方法是首先根據(jù)理論給出融合的原則和具體方案，然后按照方案實(shí)際執(zhí)行，最后通過(guò)對(duì)比未執(zhí)行課程融合的綜合實(shí)訓(xùn)調(diào)查結(jié)果與執(zhí)行了課程融合的綜合實(shí)訓(xùn)調(diào)查結(jié)果，分析方案的實(shí)際應(yīng)用效果及合理性。

2 課程融合原則

根據(jù)對(duì)建構(gòu)主義認(rèn)知學(xué)說(shuō)的理解，基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在考慮軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)中的課程融合時(shí)，我們主要遵循以下幾項(xiàng)原則。

（1）為了提高學(xué)習(xí)效率，達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果，知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用應(yīng)該同步，即所學(xué)知識(shí)應(yīng)盡可能立即應(yīng)用到項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中。這樣做不僅有利于學(xué)生準(zhǔn)確理解知識(shí)，還可以讓他們?cè)趯?shí)踐中加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，從而做到牢固掌握。因此，軟件工程有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容應(yīng)該按照項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)組織，做到所學(xué)即所用，急用先學(xué)，學(xué)完即用。

（2）教學(xué)內(nèi)容的選取應(yīng)以項(xiàng)目開(kāi)發(fā)需要為依據(jù)，即項(xiàng)目中需要用到哪些知識(shí)和技能，就在課程中加入相應(yīng)的內(nèi)容；項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中不會(huì)用到的知識(shí)和技能，就排除在課程內(nèi)容之外。綜合實(shí)訓(xùn)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容一般不屬于基礎(chǔ)知識(shí)，不存在既定的知識(shí)體系或完備性要求。如果脫離項(xiàng)目實(shí)際需要，而按照選擇的教材照本宣科，效果往往不好。

（3）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)案例選取以承載必要的教學(xué)內(nèi)容為宗旨。為了增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的效果，課程內(nèi)容以項(xiàng)目需求為剪裁原則。為了滿足國(guó)家軟件工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的要求，參考國(guó)際有關(guān)工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該具有一定的目標(biāo)或最低要求，并且這些目標(biāo)和要求只能通過(guò)選取合適的教學(xué)案例和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)任務(wù)予以實(shí)現(xiàn)；如果隨意選擇案例或開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，有可能造成實(shí)踐內(nèi)容或理論內(nèi)容的重要缺失，導(dǎo)致最終不能符合相關(guān)組織對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)的定義及要求。

（4）區(qū)分適合用理論課傳授的顯性知識(shí)和只能在工作中感悟和學(xué)習(xí)的隱性知識(shí)。顯性知識(shí)作為理論課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行安排；隱性知識(shí)則通過(guò)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中的要求、紀(jì)律或者指南來(lái)體現(xiàn)。例如，如何獲取和識(shí)別系統(tǒng)需求、如何文檔化需求等，可以作為系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)課的內(nèi)容；如何領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目小組、如何在項(xiàng)目小組中協(xié)作等，則比較適合作為項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中的要求和指南提出，讓學(xué)生自己在實(shí)踐中摸索和體會(huì)。

（5）對(duì)于比較復(fù)雜深?yuàn)W的學(xué)習(xí)內(nèi)容，不應(yīng)采用一次性灌輸?shù)姆绞?，即一開(kāi)始就將全部?jī)?nèi)容和要求傾注給學(xué)生；相反，可以通過(guò)多次迭代，逐步向?qū)W生解說(shuō)有關(guān)知識(shí)和奧秘，在重復(fù)中加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，便于他們充分理解和牢固掌握。

3 課程融合方案

為了達(dá)到實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，我們?cè)诰C合實(shí)訓(xùn)中選用的教學(xué)案例是一個(gè)網(wǎng)上送花電子商務(wù)系統(tǒng)，包含了電子商務(wù)網(wǎng)站的基本功能，如商品選購(gòu)、購(gòu)物車(chē)維護(hù)、訂單確認(rèn)、網(wǎng)上支付、訂單查詢(xún)、個(gè)人信息修改維護(hù)等。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上支付功能，教師預(yù)先實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模擬支付網(wǎng)站。支付功能的實(shí)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)方面，需要用到事務(wù)處理；在Web編程方面，為了實(shí)現(xiàn)電商網(wǎng)站與支付網(wǎng)站的對(duì)賬，需要使用Web Services、Windows Services等技術(shù)；在分析設(shè)計(jì)方面，為了適應(yīng)不同的支付方式，需要考慮使用設(shè)計(jì)模式。這個(gè)案例可以使各門(mén)課程的內(nèi)容達(dá)到期望的深度和廣度。本實(shí)訓(xùn)中需要融合各門(mén)課程的具體內(nèi)容如下。

（1）軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程：小組軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)，包括每日晨會(huì)、周例會(huì)和項(xiàng)目專(zhuān)題會(huì)；開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，包括小組角色分工和角色轉(zhuǎn)換；每日集成、配置管理、迭代計(jì)劃等。

（2）系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)：業(yè)務(wù)建模、需求、領(lǐng)域建模、軟件邏輯架構(gòu)、用例實(shí)現(xiàn)（軟件設(shè)計(jì)）、設(shè)計(jì)模式、架構(gòu)文檔等。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理：數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建、管理、安全控制、編程等。

（4）軟件測(cè)試實(shí)踐：測(cè)試環(huán)境搭建、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例編寫(xiě)、自動(dòng)化測(cè)試、性能測(cè)試等。

（5）Web軟件實(shí)現(xiàn)（編程）技術(shù)：客戶端編程技術(shù)，如HTML、CSS、JavaScript、JQuery、Ajax等；ASP.NET、Web服務(wù)、Windows服務(wù)、.NET框架編程，如加密/解密、反射、屬性等。

為了讓學(xué)生實(shí)踐迭代開(kāi)發(fā)，我們根據(jù)學(xué)期實(shí)際歷時(shí)共19周的現(xiàn)狀，將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目劃分成幾次迭代過(guò)程，見(jiàn)表2。

對(duì)應(yīng)以上迭代，按照各次迭代目標(biāo)和各理論課知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在邏輯，將各門(mén)課程的知識(shí)點(diǎn)交叉編排，見(jiàn)表3。此課程融合方案具有以下特點(diǎn)。

（1）軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程課程貫穿始終，但開(kāi)始以介紹軟件過(guò)程為主。課堂上主要學(xué)習(xí)顯性過(guò)程管理知識(shí)，如配置管理、計(jì)劃、溝通等；而有關(guān)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、角色劃分和角色職責(zé)方面的問(wèn)題，讓學(xué)生參考有關(guān)資料主要是《小組軟件過(guò)程》來(lái)體會(huì)和學(xué)習(xí)。

（2）系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)課是實(shí)訓(xùn)課的主軸，從項(xiàng)目開(kāi)始到結(jié)束，在需要的時(shí)候適時(shí)講授相關(guān)知識(shí)。有些知識(shí)需要分步多次介紹，逐步深入，如關(guān)于軟件架構(gòu)的內(nèi)容。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理及軟件測(cè)試實(shí)踐課出現(xiàn)在特定的時(shí)間段。前者偏向項(xiàng)目前期，當(dāng)需要建立數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)編程時(shí)介紹有關(guān)內(nèi)容；后者偏向項(xiàng)目后期，當(dāng)程序設(shè)計(jì)有一定成果時(shí)，適時(shí)開(kāi)始測(cè)試工作。

（4）有關(guān)程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容按照開(kāi)發(fā)順序和由淺入深的認(rèn)知順序推進(jìn)，通過(guò)代碼重構(gòu)，逐步、反復(fù)提升各專(zhuān)題編程知識(shí)。

4 實(shí)施效果

如文獻(xiàn)[3]所述，2014年春季學(xué)期，我們針對(duì)2011級(jí)軟件工程專(zhuān)業(yè).NET技術(shù)方向的59名學(xué)生實(shí)施了基于上述課程融合方案的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)，課后，采用與2013年針對(duì)未采用課程融合方案的軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)相同的調(diào)查問(wèn)卷對(duì)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查。在課程結(jié)束時(shí)，基于學(xué)生自愿和匿名原則，由已完成課程答辯的學(xué)生填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷。問(wèn)卷由15道學(xué)生對(duì)課程教學(xué)效果的主觀評(píng)價(jià)問(wèn)題組成，每道問(wèn)題的答案有從強(qiáng)烈贊同到強(qiáng)烈反對(duì)的5個(gè)選項(xiàng)，其中關(guān)于融合課程的學(xué)習(xí)效果主要有以下問(wèn)題（其他編號(hào)的問(wèn)題與本文討論的課程融合沒(méi)有關(guān)系，故沒(méi)有選取）：

2.本課程提高了我的文檔寫(xiě)作能力；

3.本課程提高了我的編程能力；

4.本課程提高了我的分析設(shè)計(jì)能力；

5.本課程提高了我的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力；

6.本課程提高了我的軟件開(kāi)發(fā)管理能力；

7.本課程提高了我的軟件測(cè)試技能；

8.本課程提高了我的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；

9.本課程讓我理解了團(tuán)隊(duì)中的不同角色。

以上8道問(wèn)題的調(diào)查結(jié)果如圖1—圖8所示。2013年的課程未采用課程融合方式，其數(shù)據(jù)僅作為對(duì)照。

從以上結(jié)果看出，課程融合后的綜合實(shí)訓(xùn)對(duì)學(xué)生的編程能力、軟件開(kāi)發(fā)管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及學(xué)生對(duì)團(tuán)隊(duì)中角色的認(rèn)識(shí)有顯著提高；對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用及測(cè)試方面能力只是略有提高；對(duì)學(xué)生的文檔寫(xiě)作能力亦略有提高，但是在系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力提升上，表示贊同和強(qiáng)烈贊同的學(xué)生百分比之和與未進(jìn)行融合的綜合實(shí)訓(xùn)相比略有降低，究其原因主要是大多數(shù)學(xué)生將主要精力集中在編程實(shí)現(xiàn)方面，而分析設(shè)計(jì)參考教師提供的案例，基本上不需要花太多精力即可完成。這說(shuō)明如果綜合實(shí)訓(xùn)中融合的課程太多，由于學(xué)生精力有限，即使有的課程十分重要，那么也極有可能被忽略；將系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)這門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)必修課融合在該實(shí)訓(xùn)中就有此弊端，因此開(kāi)展后續(xù)實(shí)踐時(shí)應(yīng)加以調(diào)整。

5 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)課程實(shí)際執(zhí)行效果和課后對(duì)參與課程學(xué)生的調(diào)查，我們認(rèn)為采用課程融合方法，在進(jìn)行軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中同步穿插理論課教學(xué)，可以獲得較好的教學(xué)效果，如軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、Web軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)等課程教學(xué)效果較明顯，但是穿插的理論課如果太多，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)精力有限，個(gè)別重要課程反倒可能被淡化或忽略，因此穿插的課程數(shù)量要適度。對(duì)于系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)這樣的核心專(zhuān)業(yè)課而言，還是在綜合實(shí)訓(xùn)課開(kāi)展之前單獨(dú)授課較好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭大鵬， 林國(guó)璋， 張克軍. 一種創(chuàng)新的獨(dú)立學(xué)院軟件專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2010（8）： 1-3.

[2] 鄭大鵬， 肖友清， 張曉燕， 等. 軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)軟件過(guò)程初探[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2011（8）： 107-110.

[3] 鄭大鵬， 張曉燕， 張申勇. 基于課程融合和企業(yè)環(huán)境模擬的軟件工程綜合實(shí)訓(xùn)[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2015（10）： 74-77.

（編輯：宋文婷）