《軟件工程》課程的教學(xué)改革探索

金淑娟　楊滋榮

摘要：《軟件工程》是一門理論性和實踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)改革的總體思路是“理論+實踐”，將《軟件工程》理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，有助于提高《軟件工程》的教學(xué)質(zhì)量。文章探討了對《軟件工程》課程的教學(xué)加以“工程化”改造，建立工程化實踐與理論相結(jié)合的教學(xué)體系。實踐證明，這是一種有效的教學(xué)改革方法。

關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)體系；案例教學(xué)；工程化

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0110-02

一、引言

作為軟件工程專業(yè)和計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)主干課程，《軟件工程》在整個專業(yè)教學(xué)中有著相當(dāng)重要的地位。通過本課程，要求學(xué)生理解在軟件開發(fā)過程中應(yīng)用軟件工程方法的必要性和迫切性，要求學(xué)生掌握《軟件工程》的基本原理、概念與技術(shù)方法。但在實際教學(xué)中，由于《軟件工程》理論太多，教學(xué)內(nèi)容抽象、難度大，學(xué)生難以理解，覺得課程枯燥乏味；在實驗教學(xué)方面，由于傳統(tǒng)的教學(xué)方式中實驗總學(xué)時的限制，實驗教學(xué)只能指導(dǎo)學(xué)生簡單地用一些開發(fā)工具，教學(xué)效果不理想。所以需對此門課程進(jìn)行教學(xué)改革嘗試。教學(xué)改革的總體思路是“理論+實踐”，將《軟件工程》理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，對《軟件工程》課程的教學(xué)加以“工程化”改造，建立工程化實踐與理論相結(jié)合的教學(xué)體系。通過對本門課程的教學(xué)改革，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程化開發(fā)、項目管理能力，進(jìn)而形成一個融基礎(chǔ)理論、實驗教學(xué)、工程實踐為一體的整體化的培養(yǎng)教學(xué)體系，讓學(xué)生的軟件工程基礎(chǔ)知識、科學(xué)素養(yǎng)、專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、工程能力得到全面的、均衡的發(fā)展。

二、國外、國內(nèi)《軟件工程》課程教學(xué)現(xiàn)狀研究

（一）國外《軟件工程》課程教學(xué)

通過查閱相關(guān)資料，了解到國外的一些學(xué)者主要提出了下面針對《軟件工程》課程的教學(xué)方法和手段。

1.基于實踐的教學(xué)法：面向?qū)嵺`的《軟件工程》教學(xué)法旨在引進(jìn)實際軟件的開發(fā)環(huán)境中的特定元素，使傳統(tǒng)的《軟件工程》課堂實踐教學(xué)與現(xiàn)實軟件開發(fā)更相符。其教學(xué)方法有：與行業(yè)人員合作的教學(xué)法、基于項目維護(hù)的教學(xué)法、強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作的教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法等。

2.基于模擬的教學(xué)：有學(xué)者認(rèn)為，學(xué)生在校園環(huán)境里能夠接觸到與實際軟件開發(fā)環(huán)境相近的唯一可行的方法就是采用模擬的教學(xué)法，這種方法使學(xué)生能在一個較大規(guī)模的層次上以一種更快捷的方式在學(xué)術(shù)環(huán)境里參與現(xiàn)實軟件工程實踐，而這種大規(guī)模的軟件開發(fā)環(huán)境只有在現(xiàn)實軟件開發(fā)中才可能體現(xiàn)。

（二）國內(nèi)《軟件工程》課程教學(xué)

當(dāng)前，國內(nèi)多數(shù)大學(xué)對于該類課程以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，教師的主體地位突出，教學(xué)內(nèi)容偏理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)少之又少。即便有課程實驗，學(xué)生也只是編寫一些規(guī)定的文檔，導(dǎo)致開發(fā)方式和手段與《軟件工程》的要求脫離。在整個教學(xué)過程中學(xué)生感到內(nèi)容枯燥無味，往往是似懂非懂，甚至覺得本課程沒什么實用價值，從而導(dǎo)致厭學(xué)情緒的滋生。為此，許多大學(xué)對《軟件工程》課程的教學(xué)進(jìn)行變革。

清華大學(xué)改革了課程體系框架和教學(xué)內(nèi)容，探索案例教學(xué)和實踐教學(xué)模式。強(qiáng)調(diào)案例化教學(xué)和探索式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)課程實驗結(jié)合實際開發(fā)因素和參與樂趣及小組式開發(fā)的軟件工程環(huán)境，積極探索和實踐《軟件工程》的課程教學(xué)。

三、教學(xué)特點及傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的問題

《軟件工程》課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程專業(yè)的學(xué)科共同課。教學(xué)內(nèi)容主要是講授《軟件工程》的概念、原理和典型的方法學(xué)，并介紹了軟件項目的管理技術(shù)1。我校開設(shè)的《軟件工程》課程總學(xué)時為48個學(xué)時，其中理論教學(xué)38個學(xué)時，實驗教學(xué)有10個學(xué)時，并在學(xué)校實驗室進(jìn)行。

（一）課堂教學(xué)主要以教師講授為主，一直以來都是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行

1.教學(xué)方式以傳統(tǒng)課程教學(xué)為主，忽略學(xué)生的主體地位。

2.教學(xué)內(nèi)容過分強(qiáng)調(diào)理論而忽視實踐。《軟件工程》課程涉及的內(nèi)容多、范圍廣、理論多，而教學(xué)學(xué)時有限，要想在有限的時間內(nèi)完成教學(xué)，只能注重理論授課。

3.課程實驗課時不足，并在缺少軟件工程支持的環(huán)境下進(jìn)行。

4.學(xué)生感受內(nèi)容抽象枯燥，缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

（二）《軟件工程》課程的教學(xué)特點

1.課程內(nèi)容：理論的實踐性和知識的綜合性2?！盾浖こ獭肥菍⒂嬎銠C(jī)科學(xué)理論與現(xiàn)代工程方法學(xué)相結(jié)合，研究軟件開發(fā)理論、軟件設(shè)計方法、工程開發(fā)技術(shù)和工具，是指導(dǎo)軟件生產(chǎn)和管理的一門學(xué)科；它既覆蓋了構(gòu)建軟件系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)層面的問題，又包括指導(dǎo)技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊、安排開發(fā)進(jìn)度、預(yù)算等管理層面的問題，其內(nèi)容既有理論的實踐性又有知識的綜合性。

2.缺乏實際軟件項目的開發(fā)經(jīng)驗，難以將抽象理論與實際開發(fā)聯(lián)系起來。由于學(xué)生基本上是從高中直接進(jìn)入大學(xué)，學(xué)習(xí)本門課程之前沒有參與過任何項目的開發(fā)，缺乏實際開發(fā)項目的經(jīng)驗，要讓他們將《軟件工程》中的理論與實際開發(fā)聯(lián)系起來，困難較大。

3.教學(xué)條件：缺少適合本科生教學(xué)使用的實驗環(huán)境。如建模工具等的缺乏。

（三）《軟件工程》課程教學(xué)效果存在的問題

1.學(xué)生的積極性差?！盾浖こ獭氛n程內(nèi)容既包含技術(shù)又包含管理，內(nèi)容廣泛。所以，課堂教學(xué)理論講授多，教學(xué)內(nèi)容抽象、難度大，學(xué)生不易理解，從而感覺課堂教學(xué)枯燥無味。

2.《軟件工程》中的結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法和面向?qū)ο箝_發(fā)方法理論上易懂，但在實際開發(fā)過程中，學(xué)生一旦要將方法中的工具和技術(shù)方法用到實際中就會出現(xiàn)較多問題（如數(shù)據(jù)流圖、對象建模等）。

3.實驗教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。教師指導(dǎo)學(xué)生在很少的學(xué)時中要完成一個系統(tǒng)即使是簡單系統(tǒng)，實驗教學(xué)安排也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以，實驗教學(xué)只能指導(dǎo)學(xué)生使用一些簡單的工具。

四、課程改革總體目標(biāo)、思路及實施

（一）課程改革總體目標(biāo)

將《軟件工程》理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，對《軟件工程》課程的教學(xué)加以“工程化”改造，建立工程化實踐與理論相結(jié)合的教學(xué)體系，讓學(xué)生了解時下流行的大型軟件開發(fā)的技術(shù)方法和工具；了解軟件工程各領(lǐng)域的發(fā)展方向；用結(jié)構(gòu)化的方法和面向?qū)ο蟮姆椒ㄩ_發(fā)軟件項目，以及開發(fā)過程中應(yīng)遵循的流程、準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。重點培養(yǎng)學(xué)生的工程化開發(fā)、項目管理能力，進(jìn)而形成一個融基礎(chǔ)理論、實驗教學(xué)、工程實踐為一體的整體化的培養(yǎng)教學(xué)體系，讓學(xué)生的軟件工程基礎(chǔ)知識、科學(xué)素養(yǎng)、專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、工程能力得到全面均衡的發(fā)展。

（二）課程改革思路

1.反映軟件工程學(xué)科的最新發(fā)展，構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系。在當(dāng)前軟件工程的理論和實踐的基礎(chǔ)上，把IEEE最新發(fā)布的軟件工程知識體系作為基礎(chǔ)框架，結(jié)合企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和實踐，以傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化開發(fā)過程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)為核心內(nèi)容。

2.從“可實踐”的角度開展課程教學(xué)。由于軟件工程所具有的技術(shù)性和工程性特性，學(xué)生在實際的“動手做”和“真正練”中體會和掌握軟件工程的思想和技術(shù)顯得尤為重要。本課程的教學(xué)方式改革采用“案例式”和“項目驅(qū)動式”教學(xué)法同時并舉的方式。“案例式”教學(xué)將基本原理、企業(yè)案例、關(guān)鍵技術(shù)與工具等有機(jī)結(jié)合，使抽象枯燥的內(nèi)容變得生動有趣；“項目驅(qū)動式”將學(xué)生以開發(fā)小組的形式協(xié)作完成一定規(guī)模的軟件系統(tǒng)，通過團(tuán)隊之間的商業(yè)交易游戲，引導(dǎo)學(xué)生主動重視過程和質(zhì)量。

3.加強(qiáng)實踐教學(xué)體系及環(huán)境建設(shè)。結(jié)合培養(yǎng)方案中第四學(xué)期的“軟件工程綜合實踐”課程，把《軟件工程》課程的教學(xué)與其緊密結(jié)合，實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的無縫對接。在整個教學(xué)的過程中，始終貫穿標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和支持工具，同時在教學(xué)初期即建立支持小組式開發(fā)的軟件工程環(huán)境，真正給學(xué)生創(chuàng)建一個實踐軟件工程的有效平臺。

（三）課程改革的實施

將實驗和實踐教學(xué)進(jìn)行結(jié)合。通過多年的傳統(tǒng)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在平時的教學(xué)中由于還有其他課程的學(xué)習(xí)，本門課程只能了解枯燥的理論和很少部分開發(fā)工具的使用。要想讓學(xué)生很好地掌握其精髓，則必須讓其親身感受一個軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程，體會軟件工程的實踐。為此，對2012級的軟件工程專業(yè)學(xué)生的《軟件工程》課程教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革，除了按照學(xué)校安排的教學(xué)周外，在學(xué)期末增加了由兩個部分組成的《軟件工程》實訓(xùn)實踐教學(xué)。把學(xué)生按項目進(jìn)行分組，每組或自己選定或由教師指定一個題目，題目要求聯(lián)系實際并結(jié)合教學(xué)、科研，規(guī)模大小適中。在教學(xué)周內(nèi)，包括教學(xué)周內(nèi)的實驗，主要是要求學(xué)生掌握《軟件工程》中的軟件開發(fā)和設(shè)計的理論方法和工具。而在實訓(xùn)實踐教學(xué)部分，教師帶領(lǐng)學(xué)生按照軟件工程的理念，選擇恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)方法，完成指定項目的可行性分析、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、測試調(diào)試、運(yùn)行，最終完成實訓(xùn)報告。此外，還要求構(gòu)建先進(jìn)的課程體系，進(jìn)行“案例式”和“項目驅(qū)動式”法的探索，逐步構(gòu)建基于《軟件工程》理論教學(xué)的案例庫（結(jié)構(gòu)化的開發(fā)方法實現(xiàn)的案例和面向?qū)ο箝_發(fā)方法完成的案例）及建設(shè)《軟件工程》綜合實踐項目庫。

五、結(jié)束語

我們將2012級的學(xué)生和以前傳統(tǒng)方式教學(xué)的學(xué)生進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)通過這種教學(xué)方式，2012級學(xué)生不僅學(xué)習(xí)這門課的興趣提高了，而且學(xué)生的實踐能力也得到很大的提高。在實踐教學(xué)周里，學(xué)生可以把全部精力都放在本門課程的學(xué)習(xí)上。由于有具體的項目，每個項目中各個學(xué)生分工不同，但又相互聯(lián)系，這既鍛煉了學(xué)生的實踐能力，又培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，為后面的專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計以及將來踏入社會從事軟件開發(fā)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時也證實了《軟件工程》課程的教學(xué)改革是有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張林，等.軟件工程[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]竇萬峰.軟件工程實驗教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.