《軟件工程》課程教學(xué)大綱

《軟件工程》課程教學(xué)大綱一、課程概述課程名稱軟件工程英文名稱SoftwareEngineering課程性質(zhì)專業(yè)必修課課程代碼22124020總學(xué)時56學(xué)時理論40學(xué)時+實驗16學(xué)時學(xué)分3.0開課學(xué)期第五學(xué)期先修課程程序設(shè)計基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、計算機導(dǎo)論適用專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)開課單位計算機與電氣工程學(xué)院二、課程簡介本課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，本課程融軟件工程技術(shù)、程序設(shè)計技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、軟件工程管理、軟件職業(yè)素質(zhì)、團隊合作交流等知識教學(xué)為一體，強調(diào)軟件工程過程與軟件開發(fā)技術(shù)的融合。學(xué)生通過一個具有一定規(guī)模的軟件項目開發(fā)全過程，能夠從工程學(xué)角度認識軟件在中小型系統(tǒng)中的設(shè)計和應(yīng)用，本課程在程序設(shè)計基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計和掌握扎實的軟件工程基礎(chǔ)知識，具備應(yīng)用所學(xué)技術(shù)解決真實問題的能力。包括獲取和分析用戶需求、選擇和設(shè)計適當應(yīng)用解決方案以及使用規(guī)范化的軟件工程方法和工具設(shè)計、實現(xiàn)和測試軟件系統(tǒng)，并在過程管理、團隊協(xié)作、談判與溝通等方面使學(xué)生獲得良好的工程化訓(xùn)練。三、課程目標課程目標1能闡述軟件工程的基本概念、基本原理和基本方法，描述軟件開發(fā)各典型階段目標和主要任務(wù)，從工程學(xué)角度認識軟件開發(fā)活動。（支撐畢業(yè)要求指標點11.1）課程目標2能綜合運用軟件開發(fā)過程的方法和技術(shù)，對中小型軟件項目進行需求分析和總體設(shè)計，并綜合考慮各種制約因數(shù)，從而提供一個合適的軟件項目解決方案。（支撐畢業(yè)要求指標點3.2）課程目標3能遵循軟件生命周期的標準、流程和管理規(guī)范，對一個或多個應(yīng)用領(lǐng)域提供進行規(guī)范化軟件開發(fā)和管理，設(shè)計并編寫各類技術(shù)文檔，在軟件開發(fā)活動中扮演一定角色協(xié)作完成一定規(guī)模軟件開發(fā)。（支撐畢業(yè)要求指標點11.2）在課程中引入課程思政理念，培養(yǎng)學(xué)生的社會責任感。四、課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐表4-1課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標1233設(shè)計/開發(fā)解決方案3.2歸納描述用戶需求，掌握計算機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)全周期和全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，分析影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。H11項目管理11.1掌握計算機工程項目管理和經(jīng)濟決策的方法，具有工程意識。M11項目管理11.2針對計算機及應(yīng)用領(lǐng)域的工程及系統(tǒng)開發(fā)，能理解計算機工程的任務(wù)協(xié)調(diào)、資源調(diào)度、進度控制、人力配備、質(zhì)量及風險等工程管理等問題。M注：分別用“H、M、L”對應(yīng)表示“高、中、低”支撐。五、教學(xué)內(nèi)容及實施手段表5-1教學(xué)內(nèi)容與進度要求教學(xué)章節(jié)小節(jié)內(nèi)容要求具體要求學(xué)生成果課程目標學(xué)時一、概論(1)軟件工程基礎(chǔ)認知軟件的組成，軟件開發(fā)的主要活動，軟件工程的定義、特性、知識域、軟件開發(fā)活動、角色分工會描述軟件及軟件工程的特征課程目標11學(xué)時(2)軟件工程的發(fā)展認知1950s~2010s基礎(chǔ)環(huán)境、主要現(xiàn)實問題、軟件開發(fā)方法與技術(shù)、軟件開發(fā)過程和重要思想會描述軟件工程的演化過程課程目標11學(xué)時二、項目啟動(1)示例項目描述認知項目的背景和功能方面的需求，項目實踐過程會描述示例項目背景、會按照項目實踐過程進行軟件開發(fā)課程目標1、31學(xué)時(2)項目管理基礎(chǔ)認知項目管理，團結(jié)建設(shè)，軟件質(zhì)量保障，配置管理組建軟件項目團隊課程目標1、31學(xué)時三、需求開發(fā)階段(1)軟件需求基礎(chǔ)理解軟件需求的來源、層次、類別和作用會獲取需求課程目標1、21學(xué)時(2)需求分析方法運用結(jié)構(gòu)化分析方法，面向?qū)ο蠓治龇椒〞妹嫦驅(qū)ο蠓治龇椒ㄟM行分析需求課程目標26學(xué)時(3)需求文檔化與驗證理解軟件需求規(guī)格說明文檔模板的格式，考慮需求文檔化要點，需求文檔驗證方法會撰寫軟件需求規(guī)格書且進行驗證課程目標31學(xué)時四、軟件設(shè)計(1)軟件設(shè)計基礎(chǔ)認知軟件設(shè)計的核心思想、主要活動、層次性和決策性會描述軟件設(shè)計課程目標11學(xué)時(2)軟件體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)運用部件、連接件和配置，常見的體系結(jié)構(gòu)風格會分析項目的部件、連接件和配置，為項目制定合適的軟件體系風格課程目標21學(xué)時(3)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)建綜合軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計過程、原型構(gòu)建、集成與測試、文檔描述和評審會編寫軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔，會開發(fā)相應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)原型，會開發(fā)樁和驅(qū)動，會設(shè)計測試用例課程目標2、34學(xué)時(4)人機交互設(shè)計運用常見人機交互設(shè)計原則，考慮設(shè)計因素的影響能夠設(shè)計出人性化的人機交互界面課程目標22學(xué)時(5)詳細設(shè)計的基礎(chǔ)認識面向?qū)ο笤敿氃O(shè)計過程，靜態(tài)模型與動態(tài)模型的建立，詳細設(shè)計文檔描述會建立詳細設(shè)計模型，會撰寫詳細設(shè)計文檔課程目標22學(xué)時(6)詳細設(shè)計中面向?qū)ο蠓椒ㄏ碌哪K化理解類及類之間的聯(lián)系，面向?qū)ο蟮鸟詈吓c內(nèi)聚類型，降低耦合和增加內(nèi)聚的方法在編碼中提高類的內(nèi)聚，遵守低耦合原則課程目標12學(xué)時(7)詳細設(shè)計中面向?qū)ο蠓椒ㄏ碌男畔㈦[藏理解信息隱藏設(shè)計原則：封裝，DIP，OCP在編碼中，會遵守信息隱藏設(shè)計原則課程目標22學(xué)時(8)詳細設(shè)計的設(shè)計模式運用策略、抽象工廠、單件、迭代器等設(shè)計模式會運用設(shè)計模式改進設(shè)計方案課程目標24學(xué)時、五、軟件構(gòu)造、測試、交付和維護(1)軟件構(gòu)造認知軟件構(gòu)造的定義、主要活動和實踐方法會在軟件構(gòu)造階段合理分工協(xié)作課程目標21學(xué)時(2)代碼設(shè)計運用代碼設(shè)計的常用方法，代碼的復(fù)雜度的度量方法，常見問題代碼會按照一定格式規(guī)范進行編碼課程目標21學(xué)時(3)軟件測試運用軟件測試的基本知識、常用技術(shù)和主要活動會編寫軟件測試用例，使用工具進行軟件測試課程目標12學(xué)時(4)軟件交付運用軟件安裝部署，用戶手冊描述會安裝部署軟件，會編寫用戶手冊課程目標1、31學(xué)時(5)軟件維護與演化認識軟件維護的概念、特點、過程，軟件的可維護性會程序缺陷修改課程目標1、31學(xué)時六、軟件過程模型與職業(yè)基礎(chǔ)(1)軟件開發(fā)過程模型認知軟件開發(fā)的典型階段，常見軟件生命周期模型會根據(jù)實際需求使用軟件生命周期模型課程目標1、32學(xué)時(2)軟件工程職業(yè)基礎(chǔ)認知軟件工程職業(yè)的基礎(chǔ)知識儲備會描述已具備的知識課程目標1、32學(xué)時表5-2實驗/上機部分教學(xué)內(nèi)容與進度要求序號實驗/上機項目實驗內(nèi)容與方法實驗類型學(xué)時必做/選做課程目標1項目啟動組建項目團隊，運用需求獲取的方法，理清本團隊欲解決的現(xiàn)實問題綜合性2必做1、32項目需求分析（一）運用需求分析的方法與流程，會利用UML工具進行需求分析建模設(shè)計性2必做22項目需求分析（二）完成對選定軟件系統(tǒng)需求規(guī)格說明書的編寫，包含完整的需求說明規(guī)格書內(nèi)容，且編寫標準規(guī)范綜合性2必做33軟件設(shè)計（一）根據(jù)需求設(shè)計軟件，形成設(shè)計方案設(shè)計性2必做24軟件設(shè)計（二）建立軟件設(shè)計模型，如架構(gòu)、用戶界面、用例、子系統(tǒng)、類、數(shù)據(jù)、測試用例等方面的設(shè)計，撰寫和評審軟件設(shè)計規(guī)格說明書綜合性2必做2、36軟件實現(xiàn)與測試（一）編寫程序代碼，并進行測試設(shè)計性2必做2、37軟件實現(xiàn)與測試（二）編寫程序代碼，并進行測試綜合性2必做2、38項目匯報編寫程序代碼，并進行測試綜合性2必做2、3表5-3課程實施手段序號采用手段具體目標1以課堂教學(xué)為主，理論教學(xué)、小組討論與課后作業(yè)相結(jié)合強化學(xué)生工程觀點的建立和工程分析能力的培養(yǎng)2課堂教學(xué)采用多媒體課件、電子教案、傳統(tǒng)教學(xué)方法和線上教學(xué)輔助結(jié)合提高效率，增強教學(xué)的直觀性和課堂教學(xué)的信息量3小組討論采用啟發(fā)式教學(xué)，通過學(xué)生協(xié)作、自主學(xué)習的答辯模式進行讓學(xué)生自主分工、查閱資料、研究分析與制作匯報報告，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力六、課程思政表6-1課程思政內(nèi)容課程思政教學(xué)內(nèi)容=1\*GB3①誠信：認真付出，努力做事，堅持科學(xué)觀和實事求是精神。=2\*GB3②友善：保持平和、寬容的心去對人做事，團結(jié)協(xié)作，尊長愛幼。=3\*GB3③愛崗：富有不斷學(xué)習和探索進取的工作態(tài)度，熱愛本專業(yè)。=4\*GB3④敬業(yè)：做事可以吃苦耐勞，工作能夠精益求精。=5\*GB3⑤其它：科學(xué)發(fā)展觀及積極向上的人生觀。表6-2課程思政具體案例序號所屬章節(jié)/案例名稱案例教學(xué)目標思政元素1第1章第1講軟件工程基礎(chǔ)能夠收集軟件產(chǎn)品造成社會危害的案例資料，結(jié)合軟件產(chǎn)品的特性，說明軟件產(chǎn)品對個人和公眾的安全的重要影響。誠信、和諧：布置學(xué)習任務(wù)，要求學(xué)生誠實守信完成；在進行軟件開發(fā)的時候要考慮對公眾安全的影響。2第2章第2講軟件工程的發(fā)展能夠結(jié)合軟件工程發(fā)展歷史和發(fā)展脈絡(luò)，建立一個軟件工程知識的立體框架，我國卓越人才的呼喚。友善、愛崗：學(xué)習軟件工程的發(fā)展歷史是，首先介紹國內(nèi)外軟件工程的發(fā)展現(xiàn)狀，然后利用實時新聞，如哈工大等被禁止使用MATLAB，說明我國在基礎(chǔ)軟件開發(fā)方面的缺失，接著引用習近平在全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會議上的講話，加強學(xué)生對軟件工程發(fā)展對國家發(fā)展影響的理解，提升學(xué)生的社會責任感，鼓勵學(xué)生在該領(lǐng)域探索進取，熱愛本專業(yè)。3第22章第1講軟件開發(fā)過程模型在介紹軟件過程章節(jié)內(nèi)容時，在介紹軟件過程特征的基礎(chǔ)上，還應(yīng)引用適合的案例提高學(xué)生對于各種過程特征的理解水平，同時進行有效的思政教育。愛國、敬業(yè)：學(xué)習敏捷過程時，首先介紹敏捷過程的特征，然后引用“健康碼：數(shù)字技術(shù)助力戰(zhàn)疫”案例，在案例中融入思政教育，接著請同學(xué)們實際操作并討論，最后總結(jié)提升，加強同學(xué)們對于敏捷過程特征的理解，并提升同學(xué)們的民族自豪感和愛國情操。七、考核及成績評定（1）考核方法本課程考核采用平時成績+實驗成績+期末考試的綜合考核方式，即：總成績=平時成績*20%+實驗成績*30%+期末考試成績*50%平時成績分為三部分：課堂測試（10%）、課后作業(yè)（5%）和小組討論（5%）。各考核環(huán)節(jié)及權(quán)重如表7-1所示。表7-1各考核方式及權(quán)重占比分配表考核方式權(quán)重課程目標考核方式及成績占比Sik(%)分課程目標權(quán)重Pi（%）實驗成績（1）期末考試（2）課堂測試（3）課后作業(yè)（4）小組討論（5）課程目標1310102025課程目標2122500340課程目標3151503235考核方式成績比例合計（%）30501055100（2）考核內(nèi)容及評價標準 =1\*GB3①實驗成績：占總成績的30%?？疾閷W(xué)生綜合運用軟件工程的基本原理、基本方法和工具，系統(tǒng)地、較全面地參與完成一個軟件項目開發(fā)過程的能力。實驗中，學(xué)生自由組建項目團隊，每組人數(shù)3~5人，選擇一個具體的軟件應(yīng)用，開展完整的軟件工程實踐，包括：需求定義和建模、軟件設(shè)計與建模、程序編程與實現(xiàn)、軟件測試和質(zhì)量保證，安裝部署等，分為八次實驗，包括一次項目問題定義描述實驗（占實驗成績10%）、兩次項目需求分析實驗（占實驗成績30%）、兩次軟件設(shè)計實驗（占實驗成績30%）、三次軟件實現(xiàn)與測試實驗（各占實驗成績30%）；每次評分施行百分制，評分內(nèi)容包括到課、課堂表現(xiàn)、實際操作和實驗報告，評分標準如表7-2所示。表7-2實驗考核方案及評價標準課程目標考核內(nèi)容評價標準優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（60分以下）課程目標2/3創(chuàng)意需求階段工作全部完成，文檔資料齊全，文檔完整、清晰、準確反映用戶需求，并考慮了設(shè)計約束和安全等問題；軟件設(shè)計能為后續(xù)開發(fā)提供指導(dǎo)，功能模塊劃分清晰，且滿足非功能模塊和約束；能根據(jù)需求文檔撰寫測試用例文檔，覆蓋所有需求，完成所有測試并生成測試報告。能主動承擔項目中的重要角色，很好地完成本職工作，且和團隊其他人員溝通交流，共同協(xié)作優(yōu)秀完成項目設(shè)計與開發(fā)需求階段工作大部分完成，文檔資料大部分齊全，文檔較完整、清晰準確反映用戶需求，并考慮了設(shè)計約束和安全等問題；軟件設(shè)計較好地為后續(xù)開發(fā)提供指導(dǎo)，功能模塊劃分清晰，且滿足非功能模塊和約束；能根據(jù)需求文檔撰寫測試用例文檔，覆蓋所有需求，完成所有測試并生成測試報告。能主動承擔項目中的重要角色，較好地完成本職工作，且和團隊其他人員溝通交流，共同協(xié)作較好完成項目設(shè)計與開發(fā)需求階段工作基本完成，文檔資料基本齊全，文檔完整、清晰、準確基本反映用戶需求，并考慮了設(shè)計約束和安全等問題；軟件設(shè)計功能模塊劃分基本清晰，基本滿足非功能模塊和約束；能根據(jù)需求文檔撰寫測試用例文檔，覆蓋部分需求，基本完成測試并生成測試報告。能承擔項目中的角色，在其他同學(xué)或老師的幫助下完成本職工作，且和團隊其他人員溝通交流，共同協(xié)作完成項目設(shè)計與開發(fā)需求階段工作部分完成，文檔資料不夠齊全，文檔沒能反映用戶需求，設(shè)計約束和安全等問題考慮存在偏差；軟件設(shè)計功能模塊劃分不夠清晰，非功能模塊和約束沒有滿足；能根據(jù)需求文檔撰寫測試用例文檔，覆蓋少部分需求，測試不夠全面。能承擔項目中的角色，配合其他同學(xué)完成部分工作不參與設(shè)計或方案分析不到位、不能得到有效結(jié)論。需求和設(shè)計UML模型分析和設(shè)計文檔程序代碼部署、運行和演示項目匯報=2\*GB3②期末考試：占總成績50%。主要對學(xué)生學(xué)習情況的全面檢查，其內(nèi)容覆蓋各章知識點，主要考核學(xué)生應(yīng)用軟件工程思想和工具解決實際問題的能力，考試題型包括理論知識題和綜合應(yīng)用題。期末考核評價依據(jù)主要是期末考試試卷，采用閉卷形式,考試時間120分鐘，成績采用百分制，卷面成績總分100分。具體考試時間安排在期末考試周由教務(wù)處統(tǒng)一通知。=3\*GB3③平時成績：占總成績20%。平時考核占貫穿整個學(xué)習期間,考核內(nèi)容包括章節(jié)知識點掌握情況,特別是涉及不易在限定時間內(nèi)完成,需要查閱相關(guān)資料,需要考慮非技術(shù)因素,需要考慮對問題的分析與建模能力的內(nèi)容。平時考核評價主要依據(jù)作業(yè)完成情況、課堂測試、小組討論等,有條件的可以依據(jù)在線慕課平臺或在線評測系統(tǒng)等進行成績評定。A、課堂測試：占總成績的10%。基本上每次課堂上在授課內(nèi)容結(jié)束之后，通過在線平臺進行針對本次授課內(nèi)容所涉及到的知識點進行測試，題型一般為單選題、多選題、判斷題和填空題等，學(xué)生通過移動端平臺上，測試的結(jié)果這不僅僅可以檢測學(xué)生學(xué)習情況，還可以進行課堂考勤。課堂測試考核方案和評價標準如表7-3所示。表7-3課堂測試考核方案和評價標準課程目標考核內(nèi)容評價標準課程目標11.軟件及軟件工程的特征；2.軟件工程的定義、發(fā)展；3.項目的特征，團隊的特征；4.軟件需求的類別；5.用例圖、類圖、順序圖、狀態(tài)圖的基本元素；6.常見軟件體系結(jié)構(gòu)模型；7.類之間的關(guān)系；8.常見的軟件設(shè)計原則的基本思想；9.常見的設(shè)計模式的典型應(yīng)用場景；10.軟件測試層次的劃分；11.各個軟件開發(fā)過程模型的特點。題目和答案都在平臺的題庫中，客觀題通過平臺自動評分，主觀題由老師在平臺根據(jù)答案的正確程度手動評分，然后在平臺上發(fā)布學(xué)生分數(shù)。B、課后作業(yè)：占總成績的5%。本門課程每章均布置作業(yè)，每次作業(yè)的占比均分，根據(jù)學(xué)生作業(yè)是否按時上交、是否獨立完成以及作業(yè)完成準確性與可讀性評分。作業(yè)具體評分標準如表7-4所示。表7-4課后作業(yè)評價標準課程目標考核內(nèi)容評價標準優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（60分以下）課程目標1/3以教材后面的習題為主考核學(xué)生按時足量提交，90%以上的概念與計算正確，方案合理，書寫清晰、規(guī)范按時足量提交，80%以上的概念與計算正確，方案較合理，書寫比較清晰、規(guī)范缺量提交，70%以上的概念與計算正確，方案基本合理，書寫基本清晰、規(guī)范補交，60%以上的概念與計算正確，方案不夠合理，書寫不夠清晰、規(guī)范不交作業(yè)或明顯抄襲C、小組討論：占總成績的5%。根據(jù)學(xué)生課堂回答問題和小組討論課上表現(xiàn)評分，每次課堂討論通過小型答辯完成；匯報小組按照學(xué)號輪流方式進行，采用組內(nèi)推薦方式確定具體匯報人。評分按查閱文獻情況、團隊協(xié)作、素材準備、問題分析、現(xiàn)場敘述交流和回答問題情況等進行評價。小組討論主題根據(jù)課后作業(yè)和實驗中所出現(xiàn)的問題，結(jié)合教學(xué)重點內(nèi)容擬定，評價方式如表7-5所示。表7-5小組討論評價方式表課程目標考核內(nèi)容評價標準考核指標比例優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（60分以下）課程目標2/3軟件生命周期模型的特點及相關(guān)問題搜集優(yōu)秀的人機交互界面，并分析其優(yōu)點素材準備15%素材準備充分、合理素材準備充分、比較合理素材準備較充分、基本合理素材準備不夠充分、欠合理素材準備不充分或沒準備、且不合理團隊協(xié)作15%團隊協(xié)作意識強、起引領(lǐng)作用團隊協(xié)作意識較強、起交要作用團隊協(xié)作意識好、起一定作用團隊協(xié)作意識一般、主動性不夠無團隊協(xié)作意識、且沒有主動性問題分析25%應(yīng)用問題分析能力強應(yīng)用問題分析能力較強應(yīng)用問題分析能力一般應(yīng)用問題分析能力不夠強應(yīng)用問題分析能力較差報告交流25%報告規(guī)范、交流順暢自如報告較規(guī)范、交流較順暢報告基本規(guī)范、交流較順暢報告不夠規(guī)范、交流欠順暢報告不規(guī)范或無報告、交流也不順暢問題回答20%問題回答正確、思路開闊問題回答較正確、思路較開闊問題回答基本正確、思路較正確問題回答不夠正確、思路不夠清晰問題回答不正確、思路較混亂6