軟件需求工程的實例驗證教學模式研究

文/凌宗虎

1 引言

《軟件需求工程》（以下簡稱“課程”）是軟件工程專業的專業核心課程，主要講授軟件工程過程中的需求開發技術和需求管理技術，是軟件工程重要內容之一，對于提高軟件可用性和成功率具有重要意義。

課程目前具有較為系統的知識體系，實踐靈活應用大量不同的方法技術，新的方法技術不斷涌現，無法做到及時統一規范。課程理論教材內容區別較大，缺乏配套的實踐教材，實踐授課內容起點較高，授課方式選擇非常困難。課程實踐領域性強，需求獲取與分析等技術與相關領域背景密切相關，需要對領域知識的深入了解，對于軟件工程專業僅僅具備計算機基礎知識和技能的學生來說，是難以彌補的短板。實際教學過程中，學生注重程序設計等基礎技術類課程，主要是編碼技術第一的認知層次，導致課程認識不足，理論理解不深入，實踐環節敷衍態度，實際課程教學效果與要求偏差較大。教學方法采用案例教學法等。

2 基于實例驗證的教學模式

針對課程教學問題，采用“理論+實例驗證”的教學模式，在課時分配比例達到1:2的情況下，精心挑選并分解實際實例，驗證理論學習效果，指導理論學習過程。教學實例與課程理論的關系如圖1所示。

目的是培養學生主動探索、積極參與、協作交流及解決問題能力，教學形式采用課堂講授、小組討論和實例驗證相結合的方法，注重學生主動參與課堂討論過程，在討論中應用所學技術解決各種問題。基礎要求掌握課程基本原理和方法，理解課程的各種工具，還需要掌握如何運用課程知識解決問題的能力。通過理解課程的實踐性，將所學理論知識真正運用到需求開發和管理過程中。

2.1 理論教學

系統講授課程的理論知識（實踐方法和技術要點），結合實踐經驗，講解比較抽象的理論問題。可以舉例實例場景，不適合論證完整的綜合性問題。

提示型教學方法。通過各種提示活動（如講解、示范等）教授課程內容，從實際經驗方面引導學生分析課程中的各種工具及其應用特征，通過師生討論來共同分析工具的應用方法，由此獲得知識技能并發展能力。

解決問題型教學方法。要求開放討論式的教學環境，教師引導問題，學生解決問題，通過師生對話與討論來共同思考、探究和分析技能，由此獲得知識技能、發展能力。例如，在需求獲取技術理論中，對于需求獲取是課程中最重要的過程的知識點，采取困難導向方法，獲取用戶需求時會遇到各種各樣的困難，只有在解決困難之后才能獲取完整的用戶需求。這種教學方法能夠發揮教師和學生這兩類群體的積極性，如表1所示。

2.2 實例教學

在課堂教學環境中，以實際實例中的場景作為基礎，從問題中引導出理論內容，然后再用理論內容解決問題，體現“問題-工具-解決方案”的閉合循環。將各種教學實例分解為應用于不同理論知識點的不同場景。

以“教學管理系統”為例，實例分解為七個部分：與用戶見面，詳細記錄用戶的需求信息；探討系統的操作流程，描述系統的業務功能；系統細節信息獲取過程，完善非功能需求信息；業務數據處理，硬數據采集與討論；需求分析與模型設計；特殊問題的處理要求，系統需求信息完整化；需求維護與需求管理。

實例的七個部分分別驗證七個知識點理論：需求獲取過程和技術，觀察、詢問等方法的使用；用例和場景技術在需求工程中的應用，如何描述需求信息的關鍵部分；原型方法在需求獲取過程中的應用，原型的含義及其意義；數據的一般處理過程，硬數據的含義以及注意事項；需求分析的技術，需求建模的技術；面談的技術，面談的注意事項；需求信息在軟件工程中的作用，需求維護的技術，需求變更的一般流程。

2.3 實踐環節

教學實踐環節以完整的項目實例為訓練素材，提高學生的知識運用以及分析和解決問題的能力，結合幾個不同的項目設置，要求按照課程所學步驟，完整實現課程的需求開發過程。

實例1：圖像斑點識別。一組數字圖像，灰塵、噪音等干擾因素較多，帶有實際應用背景，要求識別圖像中的斑點。教學目的是，弄清楚到底什么是用戶需求，用戶需求的重要性。

實例2：某電信網管數據傳輸系統。通過長達100頁的系統需求描述文檔和數據庫表的設計文檔，說明用戶需求信息的范圍、規模、雜合性，如何整理分析用戶需求文檔，以及發現問題、查閱資料、探討問題、解決問題的必備技能。

實例3：某上位機開發需求。通過一個難度較高的與計算機網絡設計有關的需求文檔，完整說明用戶的需求信息，用于訓練資料查詢、交流溝通、探討討論等手段與技巧。

表1：教學手段與教學方法

圖1：教學實例與課程理論的關系

3 結束語

實例驗證教學模式是一種將理論與實踐相結合的互動式教學方法。精心選擇和分解項目實例，以實例作為理論基礎、輔助工具、驗證工具，有助于調動學生的學習積極性，提高教學質量，改善教學效果。