評助理工程師論文助理工程師論文范例：案例分析在本科軟件工程教育中的應(yīng)用研究

1、 評助理工程師論文助理工程師論文范例:案例分析在本科軟件工程教育中的應(yīng)用研究摘要:近年來,案例教學(xué)被廣泛應(yīng)用于軟件工程教育中?，F(xiàn)階段軟件工程教育工作遇到了前所未有的困難和問題,將案例教學(xué)方法引入到軟件工程教育中,可有效解決這些問題。提出應(yīng)將案例分析教學(xué)方法應(yīng)用于高中、大學(xué)甚至繼續(xù)教育等階段的各種軟件開發(fā)項(xiàng)目、軟件模塊設(shè)計(jì),以及軟件課程教學(xué)中。關(guān)鍵詞:軟件工程;案例分析;軟件工程教育;缺陷清單0引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懭找鎻V泛深入,設(shè)計(jì)開發(fā)新的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)并且快速地將其應(yīng)用到實(shí)際工作中已成為計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的重中之重。近20年來,計(jì)算機(jī)軟件工程師充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、計(jì)

2、算機(jī)工程技術(shù)、數(shù)學(xué)分析等知識來設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試以及優(yōu)化各種各樣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件以滿足人們的實(shí)際需要、隨著軟件行業(yè)的技術(shù)變革,以及企業(yè)對軟件工程師要求的變化,軟件工程師的工作任務(wù)也在不斷地變化。因此,培養(yǎng)能夠適應(yīng)軟件行業(yè)發(fā)展的軟件工程師一直是軟件工程教育追求的目標(biāo)1-3。1軟件工程教育所面臨的問題軟件工程作為一個新興的學(xué)科,目前還不成熟,甚至有人質(zhì)疑它是否為工程類學(xué)科,這在某種程度上反映出軟件工程教學(xué)中可使用的材料極為匱乏。ACM/IEEECS在軟件工程教育中的指導(dǎo)方針不僅有力地支持和改進(jìn)了軟件工程教育工作,而且對軟件工程教學(xué)輔助材 料,如教科書和網(wǎng)絡(luò)資源等的發(fā)展也起到了一定的推動作用。軟件工程

3、作為一個專業(yè)性領(lǐng)域,其學(xué)生不僅需要更多的理論基礎(chǔ)知識,而且需要進(jìn)行更多的實(shí)踐。文獻(xiàn)8為軟件工程課程教學(xué)給出的指導(dǎo)方針之一是“所有的課程必須要有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)”,另一個指導(dǎo)方針是“SE的概念、原理,以及解決方法應(yīng)該貫穿于整個教學(xué)活動中以幫助學(xué)生建立起一個軟件工程心態(tài)”。問題就在于如何很好地提供一個基于以上兩個指導(dǎo)方針的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)境,以幫助學(xué)生建立起一個“軟件工程心態(tài)”。不幸的是,有關(guān)案例分析在軟件教學(xué)的研究非常有限,例如通過一些非常準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)的例子來說明計(jì)劃、需求、設(shè)計(jì)、以及構(gòu)建等問題,但一般缺少以下幾個部分:(1現(xiàn)實(shí)性異常(通常情況下,空間不能滿足全部的要求和設(shè)計(jì)文檔。(2完整性(僅僅涵蓋了軟件生命周

4、期的一部分。(3將教材和實(shí)際應(yīng)用分開的能力。(4案例整體融入教學(xué)活動的方法。(5案例的風(fēng)格。經(jīng)典的風(fēng)格可以激勵學(xué)生專注于問題的分析解決。(6如何指導(dǎo)教師使用案例分析法進(jìn)行教學(xué)。迄今為止,案例分析法已在計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的兩個領(lǐng)域得到了合理有效的應(yīng)用。一是在計(jì)算機(jī)倫理教學(xué)中?，F(xiàn)在有大量的關(guān)于計(jì) 算倫理教學(xué)的文章、書籍,并在網(wǎng)頁中使用到案例分析,Epstein所使用的機(jī)器人殺手的例子可以說是案例分析的經(jīng)典使用9。二是MBCS大學(xué)預(yù)修的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程考試項(xiàng)目10。MBCS使用了一種非常有吸引力的“案例訓(xùn)練”風(fēng)格,對各種情況作出了更加真實(shí)完善的假設(shè),主要目的是為了進(jìn)行AP計(jì)算機(jī)課程的教學(xué),從而為AP計(jì)

5、算機(jī)科學(xué)的課程考試作準(zhǔn)備。本文所描述的案例分析法在特點(diǎn)和風(fēng)格上同MBCS非常相似。2案例分析案例分析自1871年首次在哈佛法學(xué)院使用后,逐漸成為教育教學(xué)效率研究中的一個主要方面2-6,并且在諸如商業(yè)、法律、醫(yī)藥等專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐教學(xué)中成為一種公認(rèn)的普遍的教學(xué)方法。“案例分析”作為一術(shù)語被廣泛地使用,但它最樸素最原始的表現(xiàn)形式僅僅是一個用來說明概念或者一種技術(shù)的實(shí)例,如果進(jìn)一步對其解釋,那就是個人或者團(tuán)隊(duì)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活的情況,運(yùn)用所學(xué)的知識和技能對所遇到的問題分析解決。案例分析通常以敘事的形式對現(xiàn)實(shí)世界的活動,甚至環(huán)境進(jìn)行描述,當(dāng)然,這種描述通常需要用背景(場景,人物,事件的發(fā)生次序,以及問題和沖突

6、等、假設(shè)、以及數(shù)據(jù)等與所描述的環(huán)境有關(guān)的一系列因素來詮釋。案例分析提倡參與、討論和理解,雖然它既可以用于以教師為中心的教學(xué)方法中,也可以用于以學(xué)生為中心的教學(xué)方法中,但在通常 情況下,它更多地用于以學(xué)生為中心的教學(xué)方法中。此時,教師僅僅是一名輔助者。此外,基于問題的學(xué)習(xí)主要專注于解決問題,自我引導(dǎo),以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力7。因此,案例分析在這方面也有著特殊的研究應(yīng)用價值和意義。本文所給出的案例分析的主要作用是模擬職場環(huán)境,以及激勵學(xué)生去適應(yīng)紛繁復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界。2.1方案分析本文的案例分析方案主要是將單一軟件產(chǎn)品的研發(fā)分割為數(shù)個案例模塊,每一個案例模塊都應(yīng)該與產(chǎn)品研發(fā)的每一步驟相對應(yīng)。此外,案例模塊

7、也是通過敘事的風(fēng)格來描述的,其中包括人物、事件等,這些事件甚至可以是實(shí)際軟件開發(fā)項(xiàng)目的一部分。例如,開發(fā)團(tuán)隊(duì)的形成;與管理人員、消費(fèi)者或者來訪用戶的交談;產(chǎn)品的調(diào)研;經(jīng)典界面的設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)雛形的制定;系統(tǒng)的測試等,雖然說一個案例的分析僅僅是針對某一特定的領(lǐng)域,但是它們可以作為參照來設(shè)計(jì)其它相似的案例,案例模塊可以說是“微型案例分析”。案例分析應(yīng)該涵蓋軟件產(chǎn)品的整個生命周期,包括項(xiàng)目管理、需求分析、產(chǎn)品的規(guī)范、設(shè)計(jì)、實(shí)施、測試以及維護(hù)等,在案例分析的初始階段就應(yīng)該充分考慮,為以后的研究案例分析、識別案例分析問題、構(gòu)建敘述框架、描述軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì),以及制定軟件開發(fā)計(jì)劃、分割相關(guān)案例模塊等整個案例分析流

8、程打下一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.2問題識別為了很好地提出案例分析問題,項(xiàng)目組需要分析研究大量可能的 軟件系統(tǒng),如一款電腦游戲、空中交通管理軟件、學(xué)術(shù)策劃系統(tǒng)、數(shù)學(xué)教育應(yīng)用系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)仿真軟件、天氣預(yù)報系統(tǒng)以及“智能屋”軟件系統(tǒng)等。通過咨詢從事軟件工程教學(xué)的老師,以及同本科階段的學(xué)生進(jìn)行交流,決定選用“智能屋”作為案例分析的研究對象。為了更好地進(jìn)行案例分析,將智能屋定義為一個家庭管理系統(tǒng),這一系統(tǒng)集成安全措施、環(huán)境調(diào)節(jié)(溫度、濕度、亮度,娛樂交流于一體,為居住者提供了極大的方便。智能屋主要是由各種家用設(shè)備(空調(diào)、音箱、灑水器等、傳感器、設(shè)備控制器、通信設(shè)備以及所有設(shè)備的管理者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成的。數(shù)字

9、家庭需要安裝各種各樣的環(huán)境傳感器(溫度傳感器、亮度傳感器、濕度傳感器、功率傳感器、觸發(fā)傳感器,以及水流傳感器等,通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取各個傳感器的數(shù)值,并存儲在數(shù)據(jù)庫中。DH系統(tǒng)由可編程器件(恒溫控制器、濕度控制器、小家電控制器以及亮度控制器組成,這樣居住者在不論任何地方,都可以通過網(wǎng)絡(luò)隨心所欲地對家庭的環(huán)境特征進(jìn)行管理控制。居住者可以通過DH控制器直接設(shè)置整個系統(tǒng)的參數(shù)(溫度、濕度、亮度以及各個家電的狀態(tài),并且可以分時間段對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。2.3教學(xué)評估評估對于課程設(shè)計(jì)者來說,向來是比較棘手的事情,對于有著更多學(xué)習(xí)目標(biāo)以形成更高認(rèn)知能力的軟件工程來說,評估將會更加麻 煩。其難點(diǎn)在于如何構(gòu)建一種適應(yīng)于

10、學(xué)習(xí)科學(xué)的評估體制。一個健全 的評估體制應(yīng)該與學(xué)習(xí)目標(biāo)相適應(yīng)，對指令進(jìn)行整合，這樣不僅不會 給教師和學(xué)生帶來負(fù)擔(dān)，而且能夠很好地提供反饋信息，增加學(xué)生們 的學(xué)習(xí)機(jī)會11 。軟件工程的評估體制更應(yīng)該注重學(xué)生的能力，而 不是成績 1-7 因?yàn)閷τ谲浖こ處熯@一職業(yè)來說， ， 能力更加重要。 由于評估和學(xué)習(xí)目標(biāo)的同步性， 使得軟件工程教育中對學(xué)習(xí)目標(biāo) 的考察變得十分重要。一般情況下，軟件工程教育事業(yè)有著復(fù)雜的教 育目標(biāo)， 諸如一般常識、 理解性知識 （事實(shí)、 概念、 程序、 元認(rèn)知等） 、 相關(guān)的技能，以及這些知識和技能的應(yīng)用和解決問題，人際交流和團(tuán) 隊(duì)建設(shè)的能力等都應(yīng)該包括在內(nèi)。 這里需要強(qiáng)調(diào)的是

11、解決問題的能力 應(yīng)該包括分析、推理以及評價之類的高級認(rèn)知能力2 。 理解和分析能力對問題研究是非常重要的，雖然復(fù)雜，但卻是必 不可缺的，因?yàn)檎n程的最終目的就是熟練地掌握知識和技能，并且能 夠靈活運(yùn)用以對復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行軟件開發(fā)。 2.4 缺陷清單 軟件質(zhì)量保證（SQA）在軟件工程教學(xué)中是非常復(fù)雜的，因?yàn)樗?涉及到 3 種主題類型，在此，我們將缺陷清單引入軟件工程本科階段 教學(xué)中，要求學(xué)生通過由內(nèi)到外進(jìn)行全面地審查來發(fā)現(xiàn)并改正缺陷。 引入缺陷清單的目的是為了縮短改正缺陷所需的時間以及精力， 提高 所交付軟件的質(zhì)量。缺陷數(shù)據(jù)的分析主要是通過 5 種推測來完成的， 通過分析各種推測的優(yōu)勢和局限性來

12、決定最終的結(jié)果。當(dāng)然，這種方 法在幫助軟件工程的該領(lǐng)域教學(xué)工作者的同時， 也有需要改進(jìn)的地方 甚至有被其它方法所替代的可能。 缺陷清單廣泛應(yīng)用在軟件工程中， 并且能夠完美地和軟件生命周 期地各個階段相結(jié)合，其中有需求清單，設(shè)計(jì)清單，實(shí)施清單以及測 試清單等，當(dāng)然有時并不包括所有清單，需要針對特殊的開發(fā)者或者 特殊的工程定制清單6 ，近來，研究者針對一些特殊的問題設(shè)計(jì)了 一些特定的清單，像軟件安全清單11和成本管理清單10 ，此 外，基于清單的 SOA 技術(shù)將隨著技術(shù)和工具的變化而變化，例如： 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)引導(dǎo)了基于清單的 SQA 驗(yàn)證技術(shù)的廣泛使用； 用例模型導(dǎo)致了新的檢查法的產(chǎn)生11

13、?，F(xiàn)今，單項(xiàng)清單正在不斷 地融合， 對清單處理器以及缺陷檢測估計(jì)器的研究也已經(jīng)成為一種趨 勢。 本文所描述的方法是非常新穎獨(dú)特的， 它允許在整個軟件過程中 使用清單，可以應(yīng)用在本科生和研究生的軟件課程教育中7，8 ， 當(dāng)然，這種方法對清單的數(shù)量，各個清單分支的數(shù)量，以及清單使用 的次數(shù)和使用清單的學(xué)生數(shù)量也需要進(jìn)行特殊說明。 3 結(jié)束語 案例分析教學(xué)法已經(jīng)有效地應(yīng)用于許多專業(yè)領(lǐng)域， 使用案例分析 教學(xué)法可以教導(dǎo)學(xué)生在處理現(xiàn)實(shí)問題時， 受實(shí)際條件限制時以及處理 人與技術(shù)的關(guān)系時，應(yīng)該如何分析問題，從而做出決定。雖然案例模 塊在軟件工程教學(xué)中的使用受到一定的限制， 但這項(xiàng)技術(shù)對于軟件工 程教學(xué)依然

14、是非常重要的， 本文所描述的案例分析方案使用案例模塊 為軟件工程的教學(xué)建立起一個框架， 通過數(shù)字家庭軟件系統(tǒng)這個簡單 而又全面的例子說明了軟件產(chǎn)品的研發(fā)流程，此外，文章還介紹了可 以用于各種軟件工程項(xiàng)目教學(xué)的案例模塊的知識。 參考文獻(xiàn)： 1 DALCHER D. ， DREVIN L.Learning from information systemsfailures by using narrative and antenarrative Methods J.Proceed-ings of SAICSIT 2003：137-142. 2GARG K.，VARMA V.A study of th

15、e effectiveness of case studyapproach in software engineering educationJ.IEEE proceedings of20th Conference on Software Engineering Education and Training （CSEET 2007） ，Dublin，July 2007. 3GOLDEN E.，BASS L.Creating meaningful assessments for pro-fessional development education in software architecture M.20thConference on Software Engineering Education&Training （CSEET'07） ，2007：283-290. 4BIFFL，S.，GROSSMANN，W.Evaluating the acc