基于應用型人才培養的《軟件工程》教革模式研究

劉丹 張銳銳

摘 要：《軟件工程》課程作為培養學生軟件工程能力的一門核心課程，通過構建先進的課程體系、工程化案例，將抽象的軟件工程方法具體化、實例化，使學生更好地理解軟件工程基本原理和方法；通過個人實踐項目和團隊合作項目開發，全面激發學生的學習樂趣，使學生增加實踐經驗，提高動手能力和團隊協作能力，體驗軟件項目開發中的崗位角色；通過這些方式方法，更深入的促進《軟件工程》教學改革。

關鍵字：軟件工程 教學改革 驅動式教學

軟件工程是綜合運用計算機理論和技術以及工程管理的原則和方法，按照用戶需求及設定的預算和進度，實現特定功能的軟件產品的定義、設計、開發、測試、發布和維護的工程或以之為研究對象的學科。由此可見，學科特點決定了軟件人才的培養需要兼顧系統的理論知識掌握和綜合的工程實踐鍛煉。然而，軟件工程人才培養普遍存在重理論、輕實踐，理論學習不系統、實踐鍛煉不完整，以及考核標準不科學等問題，難以達到社會對軟件開發人才的需求標準。軟件工程課程的改革思路和建設效果對學生工程實踐能力和創新意識具有重要的影響作用，為了達到對軟件人才培養的較高要求，需要對該課程的教學內容、實踐流程、指導方法和考核方式進行了全方位的改革。

一、構建完整課程體系

IEEE 發布的軟件工程知識體系包括10 個知識領域：軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試、軟件維護、軟件配置管理、軟件工程工具和方法、軟件工程過程和軟件質量。參考這10個領域知識，根據教學目標，結合基礎知識、先進技術和工程實踐等方面組織整個課程內容，建立基于知識、應用、實踐和綜合型軟件項目開發四維一體的課程教學體系結構。應用體系包括用例圖、類圖、狀態圖、順序圖、Rational Rose、能力成熟度模型、軟件重用和軟件構件。實踐體系包括三個具體的小規模軟件的設計和開發。綜合型軟件2組開發體系包括兩個具體的中等規模軟件的設計與開發。

二、實施項目驅動式教學

軟件工程的理論和方法是從眾多軟件開發實踐中總結出來的，但是對于缺乏軟件開發實際經驗的本科生來說，單純地講授理論知識往往使學生感到枯燥無味且難以理解。

1.對于知識內容，引入一些經典案例進行教學。諸如愛國者導彈、網絡病毒攻擊、ARIANE 5 火箭等，從這些經典案例出發，了解軟件危機產生的原因，逐漸了解到軟件危機的產生不僅僅只是程序代碼的錯誤，更多的是設計上的缺陷，認識到軟件工程的重要性，也了解到軟件工程要解決的主要問題，即以軟件工程的原理和方法為指導，嚴格遵循軟件過程規范和步驟。在這個過程中，案例的選擇非常重要。案例選得過于簡單，不能突出軟件工程的重要性，案例選得過于復雜，又不能提高學生的學習興趣。所以，應選擇一些有代表性的，突出反映軟件工程某一方面且又帶有一定趣味性的案例。

在軟件項目管理方面，引入項目管理的思想，通過諸如微軟公司和 IBM 公司等的人員組織與項目管理，使學生了解到成本、人員、進度、質量、風險等因素在軟件開發過程中的重要性，弄清項目管理中人員、產品、過程和項目之間的關系，特別強調在后期的團隊協作和項目溝通中這些因素的重要性。

2.在軟件工程的應用方面，設計針對性的案例。重點介紹 UML 知識，并結合 Rational Rose 講解其具體應用，還應介紹 CMM 軟件的重用技術、軟件構件等知識，引導學生自學新知識、新技能。

3.對于軟件工程的實踐教學，對于每一個具體軟件過程階段，應設計具體的應用案例。如： 銀行計算機存儲系統；機票預訂系統；患者監護系統等。這些具體的應用案例，雖說不是一個完整的軟件工程開發，但是通過這些具體的應用案例，學生能夠更好的理解和掌握軟件開發每一個階段的具體任務和方法，也對軟件項目管理有一定的認識。

4. 綜合型軟件項目開發是對軟件工程知識的綜合應用，結合成績管理系統、圖書管理系統、問卷調查系統、視頻游戲軟件等教學案例，論述各個系統在需求分析、體系結構設計、用戶界面設計、詳細設計、軟件測試和軟件維護等等方面所做的具體工作和設計的技術問題。

三、構建合理開發團隊

實踐教學是本課程中一個重要的組成部分，一般在指導老師的帶領下以團隊的方式進行，要求一個團隊通常由3-5人組成，開發一個實際的具有一定規模的軟件系統，包括實驗準備、分析設計、編程測試和軟件交付等環節，最終要提交軟件、開發文檔和進行答辯。通過實踐環節，側重培養學生發現問題、獨立分析問題和解決問題的能力以及團隊合作精神，使學生初步體會到一個軟件開發項目全過程。同時，在實踐過程中，也要注重將小組協作、過程管理、成本因素與參與興趣相結合，使學生在一個規范可控的過程中完成實驗項目的開發。

對于軟件工程課程實踐環節來說，僅僅提供一個軟件開發項目是遠遠不夠的，學生還需要一個適合協作式項目開發的軟件工程環境。這個環境應提供軟件開發所需要的相關硬件和軟件。營造一個適合軟件工程課程實踐項目的軟件工程環境是軟件工程實踐教學取得良好效果的關鍵。因此，應專門編寫軟件工程的實驗指導書，包括開發過程模型、系列文檔模板、軟件編碼規范、階段評審標準等，使實驗和實踐環節規范有序； 同時將常用的軟件工程工具引入到課程實驗項目中，使用配置管理工具將所產生的各種制品控制在有序管理之下，使用建模工具和測試工具進行軟件的分析、設計和測試。

四、設置多元化考評方式

傳統考評方式越發不能體現學生軟件開發等實際操作能力，而且和多元教學模式也越發不配套，為此采取多元化考評方式才是科學有效的，考評環節應當包括筆試、設計課程、角色扮演與項目總結等諸多方面。為此，評分比例可考慮按如下幾方面安排與改進： 一是筆試可規劃占據整體成績 50% 的比例，主要針對學生理論知識掌握與學習效果進行考核；二是課后的角色扮演占據整體成績 25% 左右的比例。教師按照學生角色扮演表現給予評分，按如下三部分取得平均值：即整體項目成績、自主完成文檔成績、小組其它成員完成文檔平均成績；三是項目總結與心得體會比例也大約占據 25% 左右。按照學生軟件研發時撰寫收獲教訓或經驗成長報告，小組成員構建開發日志情況互相評分，以此作為整體考核成績的第三部分。

五、結束語

伴隨著軟件開發行業的迅速發展，《軟件工程》的教學改革也勢在必行，創新教學理念，構建先進的課程體系；創新教學方法，推動案例化探索式教學；創新教學模式，全面激發學生的學習樂趣， 通過多種方式全方面促進《軟件工程》教學改革發展。

參考文獻

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