UML課程教學改革探索

商鵬 劉秋香

摘要：鑒于《統一建模語言UML》課程內容復雜、理論性強的特點，為提高學生的工程實踐能力，結合工程教育模式對課程教學進行深入改革探索。本文重點介紹了改革的特色和改革內容，從教學目標、教學內容、教學方式手段、考核評價等多方面進行深入闡述。

關鍵詞：UML;工程教育模式;工程能力;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）24-0181-02

1 引言

統一建模語言（Unified Modeling Language，UML）是一種通用的、可視化的建模語言，是面向對象分析與設計的工具。《統一建模語言UML》課程隸屬于軟件工程課程體系，是計算機專業和軟件工程專業學生的選修課。本課程的改革有利于學生進一步掌握軟件工程的基本原理，進一步提升面向對象分析與設計的能力，并且無縫銜接面向對象編程，進一步提高軟件開發水平。

2課程現狀與問題分析

作為軟件工程類課程，《統一建模語言UML》具有專業理論強的特點，概念、原則、原理十分復雜，而工程性的內容，雖然具有很強的實踐性，但由于規模的龐大與復雜性，讓學生感到無從下手、難以把握[1]。因此，學生在實踐中存在個人能力強、團隊協作能力弱，實踐應用少，自主分析能力不足等問題。歸根結底是學生無法將所學理論完全與實踐應用相結合，工程實踐能力差的問題。作為一門理論與實踐相結合的課程，怎樣提高課程的工程化程度，提高學生工程應用能力，培養學生工程價值觀，更好地達到工程化教育的目標，是本課程面臨的重要課題。

3課程改革特色

針對存在的問題，本課程進行了一系列的教學改革。從傳統的理論教學過渡到案例式教學，再到現在的融入工程教育模式。將工程教育模式應用于《統一建模語言UML》課程教學，重視課程實踐，重視培養學生的工程能力。知識講授采用案例式教學的方式，由案例導入建模任務，在案例建模中理解各種模型，通過項目串聯知識點，化零散知識點為建模知識線，改變以往知識點多、不知如何聯系的難題，知識學習的同時培養學生的能力和素質。

課程實踐重視“構思—設計—實現—運作”過程，采用“小項目+大項目”的方式，在小項目練習中加深對知識的理解，在大項目實踐中體驗團隊合作，體會系統分析中的UML建模[2]。通過接觸盡量多的實踐項目，鍛煉學生的實踐應用能力，改變原有的學習了知識不知如何應用的問題。教學方式采用“線上+線下”的形式，將理論知識基礎轉移到線上平臺，線下著力解決知識應用問題。考核方式側重對學生能力和素質的檢測，通過項目實踐、成果文檔、討論評議等方式幫助學生尋找建模中出現的問題，更好地提高分析建模水平。課程教學始終緊扣“構思—設計—實現—運作”的模式，讓學生參與問題的分析、設計、模型化、實現和實踐應用過程，形成知識、能力、素質齊頭并進的培養思路，培養學生的學習習慣和工程價值觀，提高學習的主動性和創新性。

4課程改革內容

4.1 教學目標

知識目標：掌握UML的語言體系，理解各模型的作用和應用范疇，合理應用各種模型于軟件系統開發，理解團隊的角色分工和架構師的工作意義，能夠勝任基本的系統分析和設計階段的建模工作。

能力目標：靈活應用建模語言對系統進行分析、建模和設計;對模型的合理性和系統的解決方案有充分的理解;建立規范的、標準化的、符合軟件開發過程的且具有溝通能力的系統模型，并考慮系統模型的可持續性;找準團隊中的定位，學習從架構師的角度對系統進行分析和建模。

素質目標：培養抽象思維和模型化思維能力，具備基本的架構師能力、技術和素養，具備應用于工程實踐的能力和素質，能夠在工作中展現熟練系統分析和建模的能力。

4.2 教學內容

《統一建模語言UML》課程著力于培養學生的軟件抽象與建模能力，主要涉及軟件需求分析模型、設計模型和構建集成模型，內容包括各種模型圖的構成和建模方法，以及系統的綜合分析建模。以此為依據，對課程教學內容進行一定改進：

1）在原有模型的基礎上，增大建模實踐的比例，增加與軟件開發密切聯系的工程化問題的解決;

2）加強與前導、后續課程的聯系，在課程學習中緊密結合軟件開發過程，與軟件工程理論相呼應、為軟件開發提供支持。

4.3 教學方式與教學手段

1）教學方案擬設計為“線上+線下”“理論基礎+項目訓練”的形式。線上完成課程理論基礎的講授和簡單訓練，線下進行實例項目分析、項目研討、主題討論等。

2）教學過程設計為“線上課程+線下探討+作業訓練”的教學模式。理論知識在線上結合案例教授，體現本課程理論與實踐并重，理論聯系實際的特點。線上訓練內容以基礎知識考察和學徒式基礎案例為主，保障學生對學習的知識有較好的理解和基本應用能力。線下探討主要以案例分析、主題探討、問題解決等形式進行，理論指導項目，通過面對面的交流提高學生對知識的掌握程度和應用能力。線下作業以項目分析訓練為主，鍛煉學生的建模能力。通過貫穿式的項目，讓學生體會不同模型作業之間的關聯性，體驗產品開發的連續性，通過實踐向學生傳輸可持久化的工程理念。在項目實踐中，穿插討論交流，讓學生通過互相交流評議，對項目過程有更深入的認識。

3）實踐教學設計為“基礎實踐小項目+綜合實踐大項目”的形式。基礎實踐采用小問題、小項目的形式，著重為理論知識應用提供實踐支撐，幫助學生理解各種模型在系統分析中的作用。綜合實踐采用團隊項目開發的模式，項目小組分工合作，團隊完成系統模型。按照軟件工程思想展開分析建模過程，采用啟發式教學，學生自選項目或教師指定項目，給學生充分的自主空間，自主學習、自主分析、自主建模，團隊合作。綜合實踐旨在鍛煉學生自主實踐、團隊合作、自主分析建模的能力。

整個教學過程形成知識、能力、素質統一的培養思路，將項目分析、系統建模、系統設計、能力培養、自主學習、團隊協作等元素融入課程體系，重點培養學生的實踐經驗和綜合工程應用能力。

4.4 考核方式

考核評價可由過程評價、項目實踐、期末考核評測、獎勵性成績等構成，主張全面地從教學過程的各個環節反饋學生的學習情況。過程評價考查學生對知識點的掌握情況，由課堂訓練、課外作業和學生討論等情況綜合評定;綜合實踐、項目報告、互評等形式主要用于考查學生綜合應用UML 知識進行系統分析并建立建模的能力，評定為項目實踐成績;期末考核評測不以考核而以進一步提高能力為目的，反饋學生對課程整體的掌握情況。獎勵性成績用于表揚和激勵在課程中積極參與、主動思考、自主學習、用于實踐的同學。

5小結

將工程教育的模式和理念應用于《統一建模語言UML》課程進行教學改革探索，將理論性強的軟件工程建模類課程更好地與實踐訓練、工程教育相結合，幫助學生更好的理解統一建模語言的作用，分析、設計、建模等方法，深入認識軟件工程在實踐工程中的應用，將專業理論知識轉化為專業技能、實踐能力和工程能力，全方位的鍛煉學生的思考和動手能力，培養學生的自主學習意識、創新意識、團隊合作意識和工程實踐能力。

參考文獻：

[1] 付丹丹，王健，蔡朝暉，馬英瑞.基于CDIO的統一建模語言課程教學改革研究與實踐[J].福建電腦，2014（4）：53.

[2] 商鵬，蘇晶.CDIO在統一建模語言課程教學中的應用探討[J].科技視界，2018（30）：2095.

【通聯編輯：王力】