專題教學(xué)方法在軟件工程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用案例

1、專題教學(xué)方法在軟件工程理論教學(xué)中的應(yīng)用案例引 言隨著計算機(jī)技術(shù)在各專業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，軟件工程成為軟件分析、設(shè)計、測試、維護(hù)和管理等的核心課程。該課程的學(xué)科穿插性、工程性及領(lǐng)域相關(guān)性等帶來的復(fù)雜性使得其教學(xué)需采取循序漸進(jìn)、多層次的形式。本科層次主要培養(yǎng)軟件工程的根底知識和根本理論才能；研究生層次主要培養(yǎng)軟件工程理論根底、技術(shù)和方法1，其中學(xué)術(shù)型碩士專注于理論創(chuàng)新的培養(yǎng)，工程型碩士專注于技術(shù)和方法應(yīng)用的培養(yǎng)。對于工程應(yīng)用型的計算機(jī)專業(yè)碩士而言，軟件工程課程的培養(yǎng)目的是在本科層次教育的根底上，一方面從軟件開發(fā)方法和技術(shù)上著重于學(xué)生軟件分析、設(shè)計、構(gòu)造、施行及維護(hù)等才能的培養(yǎng)和提升，另一方面從軟件工

2、程組織和管理上著重于學(xué)生工程才能的培養(yǎng)和提升。因此，在加深理論教學(xué)的同時，加強(qiáng)理論教學(xué)是計算機(jī)專業(yè)碩士軟件工程課程教學(xué)的核心內(nèi)容。1 計算機(jī)專業(yè)碩士軟件工程理論教學(xué)現(xiàn)狀當(dāng)前計算機(jī)專業(yè)碩士軟件工程理論教學(xué)主要存在以下問題。1理論教學(xué)體系偏向粗放型2。理論教學(xué)主要采取基于工程的分組理論形式，即課堂授課完畢后，學(xué)生自由組隊形成工程組，選擇一個軟件工程來完成后提交給教師檢查，這種形式缺乏針對軟件生命周期各階段的理論訓(xùn)練，未能實(shí)現(xiàn)分析、設(shè)計、構(gòu)造、施行及維護(hù)等軟件工程各階段的精細(xì)鍛煉和培養(yǎng)。2教學(xué)形式不能滿足學(xué)生個性需求。隨著專業(yè)學(xué)位碩士的擴(kuò)招，來自不同本科院校的計算機(jī)專業(yè)碩士生軟件工程理論才能程度參差

3、不齊，有的學(xué)生已經(jīng)承受過較多的軟件工程理論訓(xùn)練，具備較好的理論根底，而有的較少或幾乎沒有參與過軟件工程理論，理論根底薄弱。目前的理論教學(xué)形式未能針對各種層次學(xué)生的實(shí)際情況，因材施教，使每個學(xué)生能在自己原有的理論根底上有更大的進(jìn)步。3理論教學(xué)過程管理及考核形式不完善。當(dāng)前理論教學(xué)過程教師參與度較低，未能對理論過程進(jìn)展合理的跟蹤和引導(dǎo)，理論過程經(jīng)常變成由工程組核心的一兩個成員完成整個工程，而其他成員參與較少。教學(xué)考核形式未能針對學(xué)生的方法、技術(shù)、理論才能及工程組織和管理才能對學(xué)生進(jìn)展精準(zhǔn)的評定。2 基于專題的軟件工程理論教學(xué)專題教學(xué)2-3是根據(jù)教學(xué)目的和重點(diǎn)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容歸納成假設(shè)干個專題，然后

4、圍繞每個專題展開深化分析和講解的一種教學(xué)方式，適宜內(nèi)容繁雜、知識點(diǎn)多的文科類課程及已經(jīng)具備本科專業(yè)根底的研究生的課程教學(xué)。與傳統(tǒng)按章節(jié)體系順序教學(xué)的扁平形式相比，專題教學(xué)以教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容為核心，圍繞核心內(nèi)容深化透徹地展開，屬于精講、集約型2的縱深形式教學(xué)。結(jié)合軟件工程知識體4SWEBOK及計算機(jī)專業(yè)碩士培養(yǎng)目的，軟件工程理論教學(xué)劃分為7個專題：軟件需求分析理論、軟件設(shè)計理論、軟件測試?yán)碚?、軟件過程理論、軟件質(zhì)量理論、軟件管理理論、軟件綜合理論。在教學(xué)學(xué)時較充分的情況下，將教學(xué)內(nèi)容較多的專題進(jìn)一步劃分為子專題，盡量進(jìn)步教學(xué)的精細(xì)度。專題教學(xué)形式要求每個專題的教學(xué)目的明確，教學(xué)詳細(xì)內(nèi)容和安排設(shè)計準(zhǔn)確

5、，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，采取多元化教學(xué)形式，到達(dá)精益求精的效果。3 基于專題的軟件工程理論教學(xué)案例設(shè)計3.1 教學(xué)目的軟件需求分析理論教學(xué)專題原型法需求分析理論子專題的教學(xué)目的：學(xué)生既可以掌握該方法的原理及運(yùn)用，又可以熟悉需求分析的全過程；學(xué)生可以領(lǐng)會該方法與其他需求分析方法的異同點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用該方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及本卷須知；學(xué)生在專題理論中鍛煉以下工程理論才能：用戶溝通和引導(dǎo)才能，團(tuán)隊協(xié)作才能，人際溝通、交流才能，產(chǎn)品業(yè)務(wù)分析才能、需求文檔撰寫才能，經(jīng)歷交流分享才能，問題質(zhì)疑和解決才能，產(chǎn)品觀察發(fā)現(xiàn)及開發(fā)才能，智能思維和創(chuàng)新才能等。3.2 內(nèi)容和安排基于原型法的需求分析方法理論教學(xué)方案總體

6、設(shè)計思路如圖1所示，包括組隊、選題、原型法需求調(diào)研、撰寫需求規(guī)格說明書、總結(jié)及評價6個理論環(huán)節(jié)，其中原型法需求調(diào)研又包含快速用戶調(diào)研、構(gòu)造試用原型界面系統(tǒng)及運(yùn)行修改原型界面系統(tǒng)3個子環(huán)節(jié)。3.2.1 組隊學(xué)生根據(jù)興趣、愛好等自由組隊，35人組成一隊共同完成一個選題，每組推選1個組長全面負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)各項(xiàng)活動開展，小組設(shè)定工程經(jīng)理、需求分析師、業(yè)務(wù)評審員等角色，并在工程推進(jìn)過程中進(jìn)展角色輪換，使每個學(xué)生都盡量嘗試不同角色，獲得相應(yīng)鍛煉和體驗(yàn)。通過團(tuán)隊合作，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作才能、交流和溝通等工程才能。為了使需求分析理論可以正確、順利、有效地開展，指導(dǎo)教師選定1個小組，對該組的各項(xiàng)理論活動進(jìn)展示范和指導(dǎo)。

7、教師未參與的其他小組的組長需先參與到教師示范小組中進(jìn)展觀摩。示范小組的各項(xiàng)理論活動都比其他小組先開展，其他小組的相應(yīng)活動在組長觀摩完畢后開展，示范小組在各項(xiàng)理論活動中產(chǎn)生的文檔及原型界面系統(tǒng)作為各小組的示范模版。3.2.2 選題選題由學(xué)生自主進(jìn)展。教師在該環(huán)節(jié)的任務(wù)是進(jìn)展選題引導(dǎo)和質(zhì)量審核，這樣有利于滿足學(xué)生的興趣、愛好等自身需求以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也為學(xué)生后續(xù)階段的研究和創(chuàng)新活動準(zhǔn)備一些根底題目，教師僅需對選題進(jìn)展質(zhì)量把控。選題內(nèi)容原那么上要和學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活相關(guān)，這樣不僅可以減少學(xué)生在理解專業(yè)領(lǐng)域知識上所花費(fèi)的時間，還可以培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品挖掘才能、智能思維才能及創(chuàng)新才能等。教師通過設(shè)置在你的學(xué)習(xí)

8、、研究和生活中可以分為學(xué)校以內(nèi)和學(xué)校以外你發(fā)現(xiàn)哪個方面還不夠便利，需要做一個軟件來幫助進(jìn)步效率？在你目前常用的軟件中你發(fā)現(xiàn)哪個軟件做得不夠好，需要做一個更好的？在你的興趣愛好里，有沒有可能做一個軟件使其相關(guān)處理變得更便捷或完美？等相關(guān)問題引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生選題。學(xué)生初步選題后，為了保證選題質(zhì)量，要寫一個簡單的選題報告，說明選題目的、意義和主要功能并提交給指導(dǎo)教師。教師根據(jù)選題報告確定選題是否通過，對過于復(fù)雜或簡單、意義欠缺等不合理的選題，教師和學(xué)生討論后進(jìn)展修改或更換題目。選定的題目稱為工程，用戶主要為學(xué)校某個部門的管理人員、教師、同學(xué)等。3.2.3 需求調(diào)研基于原型的需求調(diào)研與瀑布模型不同，調(diào)研

9、結(jié)果不是一次形成，而是漸進(jìn)、增量式形成。該方法首先通過快速用戶調(diào)研獲取工程根本需求，然后根據(jù)根本需求構(gòu)造具有用戶交互性能的試用原型界面系統(tǒng)，最后通過用戶運(yùn)行試用原型界面系統(tǒng)，修改和補(bǔ)充根本需求和試用原型界面系統(tǒng)，最終得到滿足用戶需求的完好的原型界面系統(tǒng)。用戶需求獲取迭代過程與敏捷開發(fā)需求獲取過程相似?；谠偷男枨笳{(diào)研理論活動，要求學(xué)生不僅要掌握該方法的施行過程，還要理解該方法與瀑布模型等其他方法的異同點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，理論完畢后教師要在總結(jié)環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生展開討論。1快速用戶調(diào)研。本階段的任務(wù)不考慮用戶次要需求，先獲取工程核心需求，目的是能盡快開始構(gòu)造原型界面系統(tǒng)。開始時要求各小組成員共同編制根本需

10、求調(diào)研方案，包括系統(tǒng)主要用戶、業(yè)務(wù)文檔搜集、核心問題調(diào)查問題表和調(diào)查方式等內(nèi)容。根本需求調(diào)研方案完成后需提交指導(dǎo)教師審查，教師對不合理之處和學(xué)生一起討論修改和完善。根本需求調(diào)研方案確定后，按方案開展調(diào)研。初始調(diào)研主要是為了獲得一個原始需求的輪廓，因此僅需針對主要用戶展開調(diào)研，選取其核心需求。初始調(diào)研的方法是先搜集用戶的紙質(zhì)資料或電子文檔資料并進(jìn)展分析，從中獲取用戶關(guān)鍵業(yè)務(wù)流及輸入和輸出數(shù)據(jù)流，然后通過與用戶交談、向用戶群體發(fā)放調(diào)查問卷等方式完成核心問題調(diào)查問題表，快速確定業(yè)務(wù)主體流程及其輸入和輸出數(shù)據(jù)流。2構(gòu)造試用系統(tǒng)原型。本階段的任務(wù)是根據(jù)用戶的根本需求盡快建立一個能運(yùn)行的交互式界面原型應(yīng)用

11、系統(tǒng)。系統(tǒng)特點(diǎn)是：具有完好的根底數(shù)據(jù)；具有可導(dǎo)航性、人機(jī)交互的動態(tài)效果 ；僅有展示系統(tǒng)根本功能的界面，不需要實(shí)現(xiàn)系q功能。構(gòu)造系統(tǒng)原型理論要求學(xué)生學(xué)會應(yīng)用建模工具Axure7來完成。本階段要求工程組可以將用戶需求轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)原型界面，可以鍛煉學(xué)生的需求建模、工程分工協(xié)作等工程才能。3運(yùn)行、修改系統(tǒng)原型。本階段的任務(wù)是將系統(tǒng)試用原型交給用戶并指導(dǎo)其試用，引導(dǎo)用戶對原型提出補(bǔ)充和修改意見。這個階段是開發(fā)人員與用戶溝通最為頻繁的階段，是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的重要階段。用戶在計算機(jī)上運(yùn)行和試用原型系統(tǒng)得到親身感受并受到啟發(fā)，通過反映和評價向開發(fā)者提供反響，細(xì)化和明確系統(tǒng)各項(xiàng)功能需求和性能需求。這個階段要求

12、分析員與用戶要建立良好的合作關(guān)系，可以鍛煉學(xué)生的人際溝通和交流才能。在理論中需要學(xué)生靈敏應(yīng)用多種調(diào)查方法，如與用戶交談、向用戶提問題、向用戶群體發(fā)調(diào)查問卷、參觀用戶的工作流程、觀察用戶的操作和聽取同行專家意見等。在用戶確實(shí)不能明確真正需求的情況下，學(xué)生還需要通過分析已經(jīng)存在的同類軟件產(chǎn)品、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)那么等，對用戶進(jìn)展有效的需求引導(dǎo)，從而提取需求修改意見。工程組根據(jù)用戶的意見對原型加以改進(jìn)和完善，通過原型構(gòu)造試用運(yùn)行評價反響分析修改的屢次循環(huán)，系統(tǒng)試用原型逐步演變?yōu)橄到y(tǒng)正式原型。3.2.4 撰寫需求規(guī)格說明書本階段的任務(wù)是根據(jù)正式原型界面系統(tǒng)撰寫需求規(guī)格說明書，作為用戶和工程組共同確認(rèn)的需求需

13、求合同。根據(jù)和用戶確定的正式原型界面系統(tǒng)，各工程組按照教師給出的模板撰寫工程需求規(guī)格說明書，經(jīng)工程組內(nèi)部審查、修改并確認(rèn)后，請用戶評審此需求規(guī)格說明報告。工程組再根據(jù)用戶評審進(jìn)一步修改和完善工程需求規(guī)格說明報告，以確保報告內(nèi)容準(zhǔn)確完好地表達(dá)用戶需求，最后形成需求規(guī)格說明書正式版。本階段主要是鍛煉學(xué)生需求規(guī)格說明書編寫才能。3.2.5 總結(jié)工程完成后開展理論活動總結(jié)有利于學(xué)生交流和分享成功經(jīng)歷，發(fā)現(xiàn)缺乏，提出改進(jìn)方法，獲得理論及理論認(rèn)識的提升?？偨Y(jié)由教師組織開展，形式可以是課堂集體或小組討論、做總結(jié)報告等。教師的主要任務(wù)是指出各環(huán)節(jié)指導(dǎo)和跟蹤所發(fā)現(xiàn)的缺乏之處，如選題意義、用戶溝通方式、小組協(xié)作、

14、用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)分析整理、建模工具Axure應(yīng)用、原型界面系統(tǒng)構(gòu)建修改迭代次數(shù)控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的缺乏，引導(dǎo)學(xué)生考慮和討論，總結(jié)并提出改進(jìn)方法。學(xué)生那么要在教師組織下，分享某個理論環(huán)節(jié)的體會和收獲，如Axure原型界面開發(fā)技巧、不同類型用戶溝通方式體會、工程小組成員合作經(jīng)歷分享等；或?qū)δ硞€問題提出疑問，如如何減少原型界面系統(tǒng)構(gòu)建迭代次數(shù)如何引導(dǎo)用戶明白自己的真正需求如何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流缺漏等，引發(fā)其他同學(xué)共同討論和分享，找出解決方案。通過教師總結(jié)和學(xué)生總結(jié)，學(xué)生進(jìn)一步加深對需求分析各項(xiàng)活動的認(rèn)識，促進(jìn)理論程度的進(jìn)步。3.2.6 考核課程考核采取綜合評定方式，從教師、用戶、工程組間及工程組內(nèi)部4個維度來評定，使成績盡可能客觀反映每個學(xué)生的真實(shí)程度。首先是指導(dǎo)教師根據(jù)工程組各成員在各理論環(huán)節(jié)的成果及表現(xiàn)進(jìn)展打分；其次是用戶給工程組各成員的工作表現(xiàn)進(jìn)展打分；然后是各工程組之間根據(jù)原型界面系統(tǒng)展示及總結(jié)討論情況給其他工程組打分；最后是各工程組內(nèi)部成員根據(jù)分工合作完成情況互相打分。經(jīng)過4個維度的評分后，指導(dǎo)教師將每個學(xué)生的4個分?jǐn)?shù)進(jìn)展加權(quán)計算，得出學(xué)生成績等級。4 結(jié) 語針對計算機(jī)專業(yè)碩士軟件工程理論教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合專題教學(xué)形式的特點(diǎn)，我們對專題形式軟件工程理論教學(xué)