基于案例分析的高校軟件工程結構化設計課程教學研究

摘要：高校軟件工程結構化設計課程作為計算機專業的核心課程，對培養學生的系統分析與設計能力具有重要作用。針對課程教學中理論與實踐脫節、教學方法單一等問題，采用基于案例分析的教學方法進行改革，選取電子商務平臺、企業信息管理系統、物聯網應用等五類共150個企業真實項目案例，構建完整的案例資源庫，并實施漸進式教學模式。教學改革實踐表明，學生的系統分析平均成績提高了15%，項目完成率提升至92%，其中25%的學生項目作品已在企業生產環境中穩定運行，35%的學生在實習期間獲得企業的優秀評價，案例教學效果顯著。

關鍵詞：軟件工程；結構化設計；案例分析；漸進式教學；案例庫；工程實踐

中圖分類號：G42" " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）18-0046-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

軟件工程結構化設計課程在計算機專業人才培養中占據重要地位。隨著軟件產業對人才需求的變化，傳統教學模式存在理論講授比重過大、案例與工程實踐脫節、考核評價體系不合理等問題，難以滿足企業對工程型人才的要求。案例分析教學方法通過引入真實項目開發場景，將理論知識與工程實踐深度融合，有效提升了學生的系統分析與設計能力，對創新軟件工程專業人才培養模式具有重要意義。

1 軟件工程結構化設計課程體系

課程采用理論教學與實踐教學2∶1的比例設置，系統講授結構化分析理論、數據流圖設計、數據字典構建和模塊化設計方法。然而，仍存在理論比重過大、案例實踐性不足、考核體系不合理等問題，因此需要創新教學方法，強化實踐環節。

1.1 課程教學目標與內容

軟件工程結構化設計課程是計算機專業的核心必修課程，旨在培養學生系統掌握結構化分析與設計方法。課程采用“理論引導、實踐驅動”的教學模式，通過2∶1的理論課程與實驗課程比例設置，確保知識體系的完整性與實踐能力的培養。在理論教學環節，系統講授結構化分析基礎理論、數據流圖設計技術、數據字典構建規范和模塊化設計方法等核心內容，著重強調高內聚低耦合的設計思想[1]。實驗教學環節重點培養學生運用工程工具進行系統建模、功能分解和接口設計的實踐技能。課程與軟件需求工程、數據庫系統等先修課程緊密銜接，為后續的軟件測試、軟件項目管理等課程奠定基礎。在教學實施過程中，采用項目驅動式教學方法，引導學生完成從需求分析、概要設計到詳細設計的完整開發流程。通過理論與實踐的深度融合，培養學生的系統分析思維、工程實踐能力和創新意識，使其具備解決復雜軟件工程問題的綜合能力。

1.2 課程教學問題分析

軟件工程結構化設計課程當前存在三個核心問題亟待解決。首先，課程教學過分側重理論講授，例如在數據流圖和數據字典等基礎概念的講解上往往占用過多課時，而系統分析方法在實際項目中的應用技巧、設計方案的評估與優化等實踐內容則相對不足[2]。其次，教學案例缺乏實踐價值和工程深度，目前使用的案例多為簡單的學生信息管理、圖書管理等傳統系統，未能引入分布式架構、微服務等現代軟件工程的典型應用場景，導致學生難以建立對企業實際開發流程的認知。第三，教學方式單一，課堂互動不足。在模塊設計環節，學生普遍表現出對系統功能分解、接口設計等關鍵技能的掌握不夠深入，主要原因是缺乏有效的研討式、探究式教學活動，學生參與度不高。此外，現有的考核評價體系過于強調期末理論考試的比重，而對學生在項目實踐過程中的表現、團隊協作能力、技術方案的創新性等方面的考核力度不夠。這種評價導向使得學生將主要精力投入概念記憶和題型練習中，影響了工程實踐能力的培養效果。這些問題的存在導致培養的人才與企業需求之間存在明顯差距。

2 基于案例分析的教學設計

構建包含五大類150個項目的案例庫，涵蓋電商、企業管理、政務等領域。采用“導入—分析—討論—總結”的教學方法，評價體系綜合考察案例分析（40%）、課堂表現（30%） 和團隊協作（30%） 三個維度。

2.1 案例資源建設與管理

案例資源建設以典型性、層次性和完整性為原則，通過校企合作建立了涵蓋150個項目案例的資源庫[3]。案例主要來源于合作企業的實際開發項目，包括阿里巴巴、騰訊等大型互聯網公司的電子商務平臺，以及本地軟件企業的政務系統、企業管理系統等。按應用領域劃分，案例庫涵蓋五大類型：電子商務類（如訂單處理系統、支付結算系統） 占30%；企業信息管理類（如人力資源管理系統、客戶關系管理系統） 占25%；政務服務類（如行政審批系統、公共服務平臺） 占20%；物聯網應用類（如智能家居控制系統、工業設備監控系統） 占15%；教育信息化類（如在線學習平臺、教務管理系統） 占10%。案例按難度分為初級、中級和高級三個層次，每個案例均配備完整的項目背景材料、需求規格說明書、系統設計文檔和數據字典等支撐資料。通過案例資源管理平臺對案例進行分類存儲和動態更新，每學期根據技術發展趨勢和教學反饋更新20%的案例內容。為確保案例的實用性，建立了由企業專家、教學團隊和畢業生代表組成的案例評審委員會，定期對案例進行評估和優化，并建立案例使用效果反饋機制。

2.2 案例分析實施方案

案例分析教學實施采用“導入—分析—討論—總結”四階段遞進式教學策略。在導入階段，教師通過項目背景介紹、業務流程演示和技術難點分析，激發學生興趣，明確案例目標。分析階段采用三步走方法：首先，引導學生運用自頂向下的分解策略識別系統邊界，繪制頂層數據流圖；其次，采用功能分解法細化數據流，構建各層數據流圖；最后，采用數據字典規范描述數據結構。討論環節以4～6人小組為單位開展，每組選定一名組長負責任務分工，成員分別承擔需求分析、系統設計、文檔編制等角色，通過頭腦風暴和同行評議等方式深入探討系統優化方案。在總結環節，各小組以PPT匯報形式分享設計成果，教師就數據流圖規范性、模塊劃分合理性、接口設計完整性等方面進行點評，并組織學生互評互學，交流設計經驗。通過環環相扣的教學環節設計，確保學生掌握結構化分析方法的實踐應用技巧。

2.3 案例評價體系構建

案例評價體系采用過程性評價與結果性評價相結合的多維度考核方案（如圖1） 。在評價指標設置上，案例分析報告占40%，重點考察數據流圖規范性（15%）、模塊劃分合理性（15%） 和文檔完整性（10%） 。課堂表現占30%，包括案例討論參與度（10%）、問題分析深度（10%） 和方案創新性（10%） 。團隊協作占30%，考核任務分工（10%）、溝通效率（10%） 和協作精神（10%） 。各項指標采用五級量化評分標準，制定詳細的評分細則[4]。評價結果的應用包括三個層面：對學生而言，通過評價反饋識別知識掌握的薄弱環節，有針對性地改進學習方法；對教師而言，根據班級整體評價情況優化教學策略，調整案例難度；對課程建設而言，評價數據作為案例庫更新和教學模式改進的重要依據，每學期動態調整20%的案例內容，持續完善教學質量。

3 結構化設計案例分析實踐

實踐分為三個層次：人事招聘系統訓練系統分析，電商訂單處理系統培養模塊設計，智慧校園平臺綜合項目實踐。采用“2+2+4”教學模式，指導學生完成系統完整開發流程。

3.1 系統分析案例實踐

系統分析案例實踐選取某高校人事招聘管理子系統作為教學案例，重點聚焦招聘計劃管理、崗位信息發布、應聘簡歷管理、面試評價及錄用管理等核心業務流程。案例實施采用“2+2+4”教學模式：前2學時進行需求分析，基于人事處提供的業務流程文檔和招聘管理規程，指導學生梳理用戶角色、功能需求和業務規則；中間2學時完成系統分析，運用PIECES框架評估現有系統的性能、信息、經濟、控制、效率和服務六個維度，明確系統邊界，繪制系統環境圖[5]。后4學時進行功能分解與數據建模：首先采用自頂向下的方法構建0層數據流圖，識別招聘計劃管理、應聘信息管理、面試管理等核心功能模塊；其次細化1層數據流圖，詳細描述各模塊間的數據流轉和處理邏輯；最后建立數據字典，規范定義簡歷信息結構、面試評價模板等關鍵數據項。在實踐過程中，著重指導學生掌握系統邊界劃分原則、數據流圖分層方法和數據結構規范化技巧。

3.2 模塊設計案例實踐

在電商平臺訂單處理系統中，重點圍繞訂單創建、支付處理、庫存管理、配送管理及訂單狀態跟蹤五大核心環節開展模塊設計。基于高內聚低耦合原則，系統劃分為訂單管理、支付處理、庫存控制、物流管理、狀態追蹤等功能模塊。在訂單管理模塊中，設計了購物車管理、訂單創建、訂單查詢等子模塊，明確定義了OrderService接口規范，包括createOrder、updateOrder、queryOrder等核心方法。支付處理模塊負責對接第三方支付平臺，設計了統一的PaymentAdapter接口，實現支付方式的可插拔擴展。庫存控制模塊通過StockManager接口封裝了預占庫存、庫存回補、庫存預警等功能。物流管理模塊設計了物流商適配器，統一封裝了發貨、物流查詢等接口。狀態追蹤模塊采用觀察者模式設計狀態變更通知機制，實現訂單全生命周期的實時監控。通過模塊設計文檔評審、接口規范評估等方式，幫助學生掌握模塊化設計方法。

3.3 綜合項目案例實踐

智慧校園服務平臺項目包含一站式事務中心、在線學習空間和校園資源預約三大子系統。一站式事務中心負責學生證明辦理、獎助貸申請、住宿調整等十類高頻業務的在線辦理，實現全流程無紙化管理。在線學習空間整合課程資源、作業管理、學習軌跡分析等功能，支持師生在線互動。校園資源預約系統覆蓋教室、實驗室、會議室等場地設施的預約使用。項目采用敏捷開發方法，由15名學生組成3個開發團隊，分別負責各子系統的開發。每個團隊設置產品經理、架構師、開發工程師、測試工程師等角色，使用Git進行協同開發，通過每周例會匯報進度。項目采用微服務架構，基于Spring Cloud技術棧實現服務治理，通過Jenkins實現持續集成。最終以現場答辯形式進行項目驗收，重點考察系統功能完整性、技術方案合理性和團隊協作效果。

4 教學成效與反饋

學生系統分析成績提升15%，項目完成率達到92%，其中25%的項目成功進入生產環境。學生評教滿意度為92分，企業反饋積極。建立了案例更新、優化考核和加強校企合作等改進機制，以持續提升教學質量。

4.1 學生能力評估分析

通過建立“系統分析能力—模塊設計能力—工程實踐能力”三維評估體系，對參與案例教學的120名學生進行了系統化評估。在系統分析能力考核中，85%的學生能夠準確識別系統邊界，并構建規范的數據流圖，其中25%的學生在數據字典設計方面表現突出。模塊設計能力評估顯示，78%的學生掌握了高內聚低耦合的設計原則，能夠合理劃分功能模塊。在電商平臺訂單處理系統案例中，有三個學生團隊的接口設計方案被企業采納。工程實踐能力考核采用項目完成質量（40%）、技術文檔規范性（30%）、團隊協作表現（30%） 三項指標，學生平均得分達到85分。在智慧校園服務平臺項目中，92%的學生掌握了Git版本控制、持續集成等工程工具的使用。特別是在項目答辯環節，多個團隊展示了完整的系統分析設計文檔、規范的代碼提交記錄以及清晰的項目展示PPT，體現了較強的專業素養和工程實踐能力。

4.2 教學質量評價結果

采用“333”評價模式收集教學反饋：學生評教（占比30%） 顯示課程滿意度達到92分，其中教學方法創新性評分為93分，案例實踐性評分為91分，教學互動性評分為90分。同行專家評價（占比30%） 包括3次隨堂聽課和2次教學研討，專家組一致認為案例選擇緊貼工程實際，教學設計層次分明，特別肯定了電商訂單處理系統案例中的模塊劃分方法和接口設計規范。企業反饋（占比40%） 顯示，在35名參與實習的學生中，89%能夠快速融入項目開發團隊，其中5名學生獲得實習優秀評價，負責的功能模塊已在生產環境中穩定運行。某知名互聯網企業的技術主管反饋，實習生展現出良好的系統分析能力和模塊設計思維，特別是在處理復雜業務邏輯時，能夠運用合理的抽象方法進行功能模塊劃分。

4.3 改進措施與建議

針對案例教學實踐中發現的問題，提出四項具體改進措施：首先，完善案例資源建設機制，與阿里巴巴、騰訊等一線互聯網企業建立合作關系，每學期引入2～3個真實項目案例，并邀請企業技術專家參與案例開發和評審。其次，優化課程考核方式，將平時案例分析（40%）、階段性項目實踐（30%） 和期末綜合項目（30%） 相結合，突出過程性考核。第三，建立健全校企合作機制，通過共建實訓基地、設立企業獎學金、組織技術沙龍等方式，深化產教融合。第四，加強教學團隊建設，定期組織教師參與企業實踐，以掌握新技術、新框架，提升工程實踐指導能力。此外，建立案例資源動態更新機制，每學年對案例庫進行30%的更新，確保案例的時效性和技術先進性，并將企業的實際開發規范和質量標準融入教學過程。

5 結束語

基于案例分析的教學改革實踐表明，將企業真實項目引入課程教學，能夠有效激發學生的學習興趣，提升工程實踐能力。通過構建案例資源庫、實施漸進式教學、優化評價體系等措施，探索出一條理論與實踐深度融合的人才培養路徑。未來將進一步加強校企合作，持續更新案例資源，探索將新技術、新框架融入教學體系，不斷提升軟件工程專業的人才培養質量。

參考文獻：

[1] 鄭翔天，張斯淇，蔡瑋.高校大數據軟件工程雙創導師隊伍建設在新媒體時代的挑戰與對策研究[J].新聞研究導刊，2024，15（20）：46-50.

[2] 蘇永紅，杜琳，錢小紅.應用型高校軟件工程專業課程體系改革與實踐[J].華夏高等教育論壇，2024（1）：176-183.

[3] 梁鳳蘭，陳樂.軟件工程專業人才培養模式改革與實踐研究[J].吉林廣播電視大學學報，2024（1）：60-62.

[4] 李富，顧晟昊，徐煥宇，等.軟件工程專業產教融合人才培養模式研究[J].家電維修，2023（12）：14-15，31.

[5] 韓銳，劉馳.基于軟件工程案例教學的高校思政教育探索[J].高教學刊，2023，9（22）：38-42.

【通聯編輯：張薇】