UML在面向?qū)ο笳n程體系實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

郭艷燕，楊 軍，畢遠(yuǎn)偉，婁蘭芳

（1.煙臺(tái)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院，山東 煙臺(tái)264005；2. 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 教務(wù)部，山東 煙臺(tái) 264005 ）

0 引言

1 搭建面向?qū)ο笳n程體系教學(xué)框架

為了培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟮能浖こ虒?shí)踐能力，以面向?qū)ο笏枷霝轵?qū)動(dòng)，設(shè)置軟件工程專業(yè)的面向?qū)ο笳n程體系，課程包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML、面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件工程，并配備相應(yīng)的課程實(shí)訓(xùn)或課程設(shè)計(jì)來(lái)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，按照知識(shí)層次由淺入深、專業(yè)技能由獨(dú)立到系統(tǒng)、綜合實(shí)踐能力由弱到強(qiáng)，搭建出基礎(chǔ)、深入、綜合三階段的漸進(jìn)性階梯式面向?qū)ο笳n程體系的理論和實(shí)踐教學(xué)框架，如圖1所示。

圖1 面向?qū)ο笳n程體系的理論和實(shí)踐教學(xué)框架

基礎(chǔ)階段，通過(guò)學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程，學(xué)生掌握一門(mén)面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力；通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象、分析、組織和處理能力；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的能力。深入階段，學(xué)生通過(guò)統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML課程的學(xué)習(xí)，掌握軟件可視化建模的方法和技術(shù)，直觀感受和理解面向?qū)ο笏枷耄煌ㄟ^(guò)面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)課程的學(xué)習(xí)，深入全面地掌握面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)的方法和技術(shù)。綜合階段，學(xué)生通過(guò)軟件體系結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)，理解軟件構(gòu)架的設(shè)計(jì)理論，掌握設(shè)計(jì)模式和架構(gòu)模式，加深對(duì)面向?qū)ο蟮恼J(rèn)識(shí)，提升構(gòu)建可復(fù)用性、靈活性、可擴(kuò)展性的高質(zhì)量軟件的能力；通過(guò)軟件工程課程的學(xué)習(xí)，能夠系統(tǒng)地掌握軟件開(kāi)發(fā)各階段的目標(biāo)和任務(wù)[3]，通過(guò)真實(shí)的軟件工程實(shí)踐案例，感受面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，提高面向?qū)ο蟮母呒?jí)應(yīng)用能力和綜合實(shí)踐能力。課程體系的實(shí)踐環(huán)節(jié)，還包括通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參與課外的“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目、教師科研課題、科技創(chuàng)新及學(xué)科競(jìng)賽等，有效提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力[4]。

2 使用UML貫穿面向?qū)ο笳n程體系

2.1 UML在課程體系中的地位和作用

UML是一種基于面向?qū)ο蟮目梢暬ＵZ(yǔ)言，是面向?qū)ο笏枷氲挠辛Ρ磉_(dá)，是面向?qū)ο蠓椒ㄕ撧D(zhuǎn)化為實(shí)踐的重要工具，在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)周期都發(fā)揮著重要作用。用例需求分析、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)模式、架構(gòu)模式、面向?qū)ο筌浖?shí)現(xiàn)與測(cè)試都與UML建模緊密相關(guān)。UML軟件建模不僅有利于理解、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，而且是制作高質(zhì)量軟件開(kāi)發(fā)文檔的高效手段。

UML的知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括5種視圖和13種圖，不同種類的UML圖反映系統(tǒng)的不同方面，具有不同的抽象層次，在軟件開(kāi)發(fā)不同階段的重要性也各不相同。由于UML圖直觀易于理解的特點(diǎn)，在課程體系的實(shí)踐教學(xué)中，將知識(shí)點(diǎn)與相關(guān)的UML圖進(jìn)行配合講解，建立UML模型與軟件分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)之間的映射關(guān)系，有利于幫助學(xué)生理解抽象的課程內(nèi)容，感受面向?qū)ο笏枷?。面向?qū)ο笳n程體系涉及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的多門(mén)課程，將UML作為實(shí)踐教學(xué)的輔助工具，作為貫穿融通課程體系知識(shí)的主線，是教學(xué)改革中的創(chuàng)新思路，如圖3所示。

圖2 UML知識(shí)結(jié)構(gòu)框架

圖3 以UML貫穿主線的面向?qū)ο笳n程體系

2.2 課程體系實(shí)踐教學(xué)中常用的UML圖

1）UML類圖。

類圖給出了系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)視圖和靜態(tài)進(jìn)程視圖。類圖不僅內(nèi)涵表達(dá)豐富，而且與其他UML圖有著緊密的聯(lián)系，在UML模型圖中占據(jù)重要地位，是進(jìn)行軟件分析和設(shè)計(jì)最主要的圖，是連接設(shè)計(jì)人員和軟件實(shí)現(xiàn)人員之間的橋梁，在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中有著特殊的意義，涉及軟件開(kāi)發(fā)的多個(gè)領(lǐng)域和方面。因此在實(shí)踐教學(xué)中，類圖成為最常用的圖。

2）UML順序圖。

實(shí)際上關(guān)于小組合作教學(xué)形式早就有所研究，但是不同的研究學(xué)者保持著不同的觀點(diǎn).例如美國(guó)的約翰·斯萊文教師就曾經(jīng)研究過(guò)合作學(xué)習(xí)這種形式，他認(rèn)為其本質(zhì)上就是能夠讓學(xué)生在小組中自主的學(xué)習(xí).但是我國(guó)的研究學(xué)者卻有著稍微有所差別的看法，小組合作學(xué)習(xí)形式是一種讓學(xué)生共同進(jìn)步的一種教學(xué)方式.

順序圖專注于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖，是在靜態(tài)視圖基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)行為描述的有利補(bǔ)充，關(guān)注在時(shí)間軸上多個(gè)對(duì)象的消息交互。順序圖是UML交互圖中最重要、最常用的圖，尤其是帶有組合交互片段的順序圖，對(duì)復(fù)雜交互情景的描述能力比通信圖強(qiáng)很多，并且是交互縱覽圖的基本組成部分。因此在實(shí)踐教學(xué)中，涉及描述系統(tǒng)交互的實(shí)例可以使用UML順序圖。

3）UML狀態(tài)機(jī)圖。

狀態(tài)機(jī)圖給出了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖，描述對(duì)象具有的各種狀態(tài)、狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程以及觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的各種事件和條件。狀態(tài)機(jī)圖關(guān)注一個(gè)實(shí)體基于事件反應(yīng)的動(dòng)態(tài)行為，對(duì)于描述類、接口、子系統(tǒng)的復(fù)雜行為尤為重要，非常有助于對(duì)反應(yīng)式系統(tǒng)的建模。因此在實(shí)踐教學(xué)中，涉及依賴于對(duì)象狀態(tài)的行為描述可以使用UML狀態(tài)機(jī)圖。

4）UML活動(dòng)圖。

活動(dòng)圖給出了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖，關(guān)注對(duì)象之間控制流的轉(zhuǎn)換和同步機(jī)制，通常用于描述一個(gè)操作或用例實(shí)現(xiàn)過(guò)程中各項(xiàng)活動(dòng)的執(zhí)行流程，是描述算法設(shè)計(jì)的有利工具，對(duì)系統(tǒng)的功能建模和業(yè)務(wù)流程建模特別重要。因此在實(shí)踐教學(xué)中，涉及算法、方法實(shí)現(xiàn)、并行處理的描述可以使用UML活動(dòng)圖。

3 在面向?qū)ο笳n程體系實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用UML

3.1 UML在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是學(xué)生接觸面向?qū)ο笏枷氲牡谝婚T(mén)課程，學(xué)習(xí)使用C++編程語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，通過(guò)C++的具體語(yǔ)法體系初步感受面向?qū)ο笏枷?。例如，在講解C++“類的繼承”知識(shí)點(diǎn)時(shí)，使用C++代碼定義基類和派生類來(lái)建立繼承關(guān)系，如圖4的代碼所示，派生類定義時(shí)不需要包含基類中已有的成員，只需要添加派生類中自己新增的成員，從代碼上體現(xiàn)派生類對(duì)基類的復(fù)用。但僅僅使用代碼的方式體現(xiàn)類的繼承關(guān)系，將會(huì)使學(xué)生把關(guān)注點(diǎn)放在繼承的C++語(yǔ)法結(jié)構(gòu)上，而忽略代碼在深層次上所體現(xiàn)的面向?qū)ο笏枷搿?/p>

在實(shí)踐教學(xué)中，將C++的類繼承代碼與對(duì)應(yīng)UML類圖來(lái)聯(lián)合展示，能更好地讓學(xué)生直觀地感受面向?qū)ο笏枷?。UML使用矩形框?qū)?shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的方法進(jìn)行封裝，體現(xiàn)面向?qū)ο蟮摹胺庋b性”。通過(guò)UML類圖中的泛化關(guān)系來(lái)展示類之間的繼承關(guān)系，基類和派生類具有一般類和特殊類之間的關(guān)系，體現(xiàn)面向?qū)ο蟮摹袄^承性”；通過(guò)在派生類中添加與基類成員同名的新成員來(lái)實(shí)現(xiàn)覆蓋機(jī)制，為實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮摹岸鄳B(tài)性”奠定基礎(chǔ)。通過(guò)該教學(xué)實(shí)例，讓學(xué)生系統(tǒng)地感受到“封裝”是“繼承”的前提和基礎(chǔ)，而“繼承”是為了實(shí)現(xiàn)復(fù)用，最終達(dá)到“多態(tài)”的目的。

圖4 UML類圖與類繼承的C++代碼

3.2 UML圖在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法是軟件工程專業(yè)一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，介紹常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作實(shí)現(xiàn)。將面向?qū)ο笏枷胍朐撜n程，一方面是將C++作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言；一方面采用抽象數(shù)據(jù)類型，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的邏輯結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)運(yùn)算進(jìn)行封裝，隱藏存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，達(dá)到以一致的方式調(diào)用底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的；另一方面C++中的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)STL是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在更高層次上的抽象。

實(shí)踐教學(xué)實(shí)例1：按照物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，棧分為順序棧和鏈?zhǔn)綏?。以鏈?zhǔn)綏５闹v解為例，為了使鏈表?xiàng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)更具通用性，采用C++的類模板機(jī)制來(lái)定義節(jié)點(diǎn)與鏈?zhǔn)綏?，代碼如圖5所示。在教學(xué)過(guò)程中，鏈?zhǔn)綏＝Y(jié)構(gòu)可以借助對(duì)應(yīng)的UML帶參數(shù)的類圖進(jìn)行可視化展示，鏈?zhǔn)綏Ｖ泄?jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的鏈接關(guān)系使用UML中單向自反關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行展示，體現(xiàn)出面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)中的“實(shí)例連接關(guān)系”，鏈?zhǔn)綏Ｅc節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系使用UML中組合關(guān)系進(jìn)行展示，體現(xiàn)出面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)中的“復(fù)雜事物由簡(jiǎn)單事物組成”。

實(shí)踐教學(xué)實(shí)例2：對(duì)算法的描述不僅可以使用偽代碼，而且可以使用能代替流程圖的UML活動(dòng)圖。學(xué)生通過(guò)UML活動(dòng)圖很容易直觀地理解算法的執(zhí)行流程和步驟，圖6使用UML活動(dòng)圖對(duì)冒泡排序算法進(jìn)行可視化描述。

圖5 UML帶參數(shù)的類圖與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表?xiàng)５腃++描述

圖6 UML活動(dòng)圖與冒泡排序算法偽代碼

3.3 UML在數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用是軟件工程專業(yè)的核心課程，是專業(yè)理論及實(shí)踐教育的重要基礎(chǔ)，主要介紹關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法，學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠熟練掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用技術(shù)。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)建模是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)輔助設(shè)計(jì)工具可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)建模，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念模型和物理模型[5]。使用UML建模工具可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)建模。

在實(shí)踐教學(xué)中，一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?yàn)閁ML模型提供一套優(yōu)秀的實(shí)現(xiàn)。例如，在系統(tǒng)分析階段，將E-R圖所描述的實(shí)體關(guān)系使用具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的UML實(shí)體類圖展示，從而構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，依據(jù)UML實(shí)體類關(guān)系圖實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模型。UML實(shí)體類圖與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)如圖7所示，將具有“1對(duì)多”關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體類映射為兩張關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表，實(shí)體類名映射成表名，實(shí)體類中的屬性作為表中的字段出現(xiàn)，并將多重性為“1”的表主鍵放在多重性為“多”的表中作為外鍵，來(lái)完成實(shí)體類分析到數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)。

3.4 UML在面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)是提高學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐能力的重要專業(yè)課，深入、系統(tǒng)、完整地講解面向?qū)ο蟮能浖治觥⒃O(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及重構(gòu)方法。該課程雖然強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐為主，卻以較強(qiáng)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)[6]，因此只有對(duì)抽象理論理解透徹，才能加以正確地實(shí)踐。

實(shí)踐教學(xué)實(shí)例1：“單一職責(zé)原則（SRP，Single Responsibility Principle）”是七大面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則之一，是為了確保軟件設(shè)計(jì)具有高內(nèi)聚的特性，具體陳述為“就一個(gè)類而言，應(yīng)該僅有一個(gè)引起它變化的原因”。由于設(shè)計(jì)原則本身的文字描述過(guò)于抽象不易理解，因此在講解時(shí)需要配合對(duì)應(yīng)的UML類圖進(jìn)行思想展示。在教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)一個(gè)違反SRP的UML圖實(shí)例，如圖8左圖所示，將矩形的計(jì)算功能與矩形的繪制功能封裝在一個(gè)Rectangle類中，并與兩個(gè)使用該類的應(yīng)用程序建立使用依賴關(guān)系。在此設(shè)計(jì)下，如果GUI圖形庫(kù)發(fā)生變化，不僅會(huì)導(dǎo)致與矩形繪制功能相關(guān)的繪圖程序發(fā)生變化，而且會(huì)導(dǎo)致與圖形繪制功能不相關(guān)的數(shù)學(xué)應(yīng)用程序也發(fā)生變化，從而違反了SRP。圖8右圖所示為修改后的符合SRP的設(shè)計(jì)，將矩形的兩個(gè)不同類型的功能分別封裝在不同的類中，與各自使用對(duì)應(yīng)功能的應(yīng)用程序建立依賴關(guān)系。通過(guò)UML圖的實(shí)例展示，能夠讓學(xué)生清晰地理解單一職責(zé)原則，并感受該原則帶來(lái)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。

圖7 UML實(shí)體類圖與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)

圖8 違反SRP的設(shè)計(jì)實(shí)例與遵循SRP的設(shè)計(jì)實(shí)例

實(shí)踐教學(xué)實(shí)例2：體現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)性的UML圖如圖9所示，構(gòu)建具有泛化關(guān)系的UML類圖來(lái)展示抽象父類和具體子類之間的繼承關(guān)系，構(gòu)建多個(gè)UML順序圖來(lái)展示不同子類對(duì)父類抽象方法實(shí)現(xiàn)時(shí)的交互細(xì)節(jié)，通過(guò)將UML的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖與動(dòng)態(tài)行為圖結(jié)合，能夠直觀地體現(xiàn)面向?qū)ο笾械摹斑\(yùn)行時(shí)多態(tài)”特性，有利于學(xué)生對(duì)面向?qū)ο筇匦缘纳钊肜斫夂蛯?shí)踐應(yīng)用。

圖9 體現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)性的UML圖

3.5 UML在軟件體系結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

軟件體系結(jié)構(gòu)是一門(mén)軟件工程專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的高年級(jí)專業(yè)課，主要介紹軟件體系結(jié)構(gòu)的基本原理、方法和實(shí)踐[7]。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度分析現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)，針對(duì)特定問(wèn)題選擇準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)模式，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)高效地設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。設(shè)計(jì)模式是該課程教學(xué)的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)模式離不開(kāi)面向?qū)ο螅ㄟ^(guò)UML類圖可以對(duì)各種設(shè)計(jì)模式思想進(jìn)行表達(dá)，使用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言可以對(duì)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)模式，可以深化對(duì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則的理解，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原則的具體應(yīng)用。

實(shí)踐教學(xué)實(shí)例：狀態(tài)模式主要解決“對(duì)象如何在每一種狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的行為”，適用于控制一個(gè)對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件表達(dá)式過(guò)于復(fù)雜時(shí)的情況，把狀態(tài)的判斷邏輯轉(zhuǎn)移到表示不同狀態(tài)的一系列類當(dāng)中，將不同狀態(tài)的行為分割開(kāi)來(lái)[8]。實(shí)踐教學(xué)中，將UML狀態(tài)機(jī)圖與狀態(tài)模式結(jié)構(gòu)類圖來(lái)聯(lián)合講解，如圖10所示，狀態(tài)模式類圖中3個(gè)狀態(tài)子類與房間對(duì)象的UML狀態(tài)機(jī)圖中的3個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)，狀態(tài)模式類圖中3個(gè)子類中的方法與UML狀態(tài)機(jī)圖中觸發(fā)相應(yīng)狀態(tài)改變的事件對(duì)應(yīng)，將類對(duì)象狀態(tài)分析和對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)模式的選取充分聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)軟件分析到軟件設(shè)計(jì)的過(guò)渡。

圖10 UML狀態(tài)機(jī)圖與狀態(tài)模式結(jié)構(gòu)類圖[9]

3.6 UML在軟件工程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

軟件工程是一門(mén)融合多門(mén)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的綜合性課程，從工程學(xué)角度講解軟件工程的基本理論、技術(shù)和方法[10]。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生具備軟件工程師所需的各項(xiàng)專業(yè)技能和素質(zhì)，提高學(xué)生解決軟件開(kāi)發(fā)全局問(wèn)題的能力[11]。

軟件工程課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，突出以案例教學(xué)為導(dǎo)向；在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，突出軟件項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式[12]。UML不僅可以應(yīng)用到理論教學(xué)環(huán)節(jié)，而且可以應(yīng)用到實(shí)踐環(huán)節(jié)。為了利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解，在教學(xué)實(shí)踐中以企業(yè)化軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程為線索，結(jié)合實(shí)際工程案例，使用UML來(lái)對(duì)軟件的需求、分析、設(shè)計(jì)進(jìn)行建模，構(gòu)建軟件系統(tǒng)的靜態(tài)視圖和動(dòng)態(tài)視圖，對(duì)軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行指導(dǎo)，并作為軟件測(cè)試的依據(jù)和開(kāi)發(fā)文檔，最終實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)的軟件開(kāi)發(fā)。通過(guò)以UML模型貫穿軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的項(xiàng)目講解，讓學(xué)生充分體會(huì)到面向?qū)ο笏枷朐趯?shí)際軟件開(kāi)發(fā)中的指導(dǎo)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

面向?qū)ο笳n程體系強(qiáng)調(diào)將面向?qū)ο笏枷氤浞謶?yīng)用到軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程，將面向?qū)ο蟮脑怼⒐ぞ?、方法、?shí)踐融入一體。課程體系的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在具有面向?qū)ο缶幊棠芰Φ幕A(chǔ)上，結(jié)合UML軟件建模，加深理解面向?qū)ο蠹夹g(shù)原理的精髓和實(shí)質(zhì)，掌握面向?qū)ο筌浖治鲈O(shè)計(jì)的原則和方法，具有軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐和綜合應(yīng)用能力[13]，通過(guò)結(jié)合軟件工程應(yīng)用實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，注重軟件設(shè)計(jì)方法的培養(yǎng)和引導(dǎo)，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。由于UML提供了從不同角度觀察和展示軟件系統(tǒng)各種特征的標(biāo)準(zhǔn)方法，可以應(yīng)用到軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，因此結(jié)合課程體系中各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容，將適當(dāng)?shù)腢ML圖應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)實(shí)例中，不僅有助于教學(xué)內(nèi)容的理解，而且有利于體現(xiàn)課程體系知識(shí)的連貫性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性，更好地達(dá)到課程體系的教學(xué)目標(biāo)。