“軟件過程改進”課程教學模式的探索

摘要：本文論述了軟件過程改進課程開設的必然性和課程的總體安排，總結了教學過程中的體會，并在教材選擇方面提出了自己的觀點。

關鍵詞：軟件過程改進；教學模式；教學改革

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913(2008)06-0041-03

1軟件過程改進體系簡介

為了使學生了解、掌握軟件過程改進的相關問題，尤其是CMM、PSP和TSP的核心問題與實際運用方法，使學生成為軟件行業的合格從業人員，我校為計算機科學與技術專業軟件工程方向的學生開設了“軟件過程改進”這門課。軟件過程改進強調軟件開發過程的規范化、標準化、可視化、文檔化，進而軟件過程的高效化。軟件過程改進的整體框架主要包含以下四方面的內容。

(1) 軟件過程改進架構：為支持過程必須具有兩種類型的架構，分別是組織及管理方面的架構和技術方面的架構。

(2) 軟件過程改進規劃圖：它指定一個所采用的軟件過程模型，并且規劃出實現高效軟件過程的行動步驟。

(3) 軟件過程評估方法：它指出對組織當前軟件過程、活動以及架構進行評估所采用的方法及技術。

(4) 軟件過程改進計劃：為進行軟件過程改進，根據評估所發現的問題，有針對性地制定出相應的改進方案。這四部分的相互關系如圖1所示。

圖1 軟件過程改進的框架

按照軟件過程改進的實施范圍的不同軟件過程改進又分為個人軟件過程改進(PSP)、團隊軟件過程改進(TSP)和組織軟件過程改進，組織軟件過程改進的代表為CMM。三者之間的關系如圖2所示。

圖2 PSP、TSP和CMM之間的關系

2“軟件過程改進”課程的教學模式

2.1課程的總體安排

按照軟件過程改進的體系框架，結合計算機科學與技術專業特點和培養計劃的總體安排，該課程設為計算機科學與技術專業軟件工程方向的專業課，課程性質定為必修，總學時48，其中理論學時32，實驗環節學時16。通過本課程的學習使學生了解軟件過程改進的必要性和可行性，學生應掌握軟件過程改進的相關概念、原理和方法，并能在軟件開發過程中運用軟件過程改進的方法，尤其是個人軟件過程改進方法，以改善和提高軟件的質量，同時提高學生開發高質量軟件的能力和從業素質。

2.2教材的準備

由于軟件過程改進的提出與形成也就是十年的時間，而把它作為課程在大學中進行講授的時間就更晚了，在國內大學的本科生中開設該課程也就是近幾年。目前國內出版關于軟件過程改進尤其是介紹CMM的書較多，但是可作為教材的卻較少。原因在于這些書有些是從培訓的角度介紹軟件過程改進的相關內容；有些就是專門介紹CMM，相當于CMM的手冊；有些比較泛泛地介紹軟件過程改進的相關理論；有些專門針對個人軟件過程或團隊軟件過程進行介紹等等。

按照教學大綱的要求，我們選擇了幾本典型相關書籍，把所需要的相關內容進行了改造和融合，再參考網上的資料，編寫了一本內部講義作為教材。

2.3理論課的安排與實施

按照教學大綱的要求和對理論課學時的規定，我院對理論課教學內容和學時做了較合理的安排。理論課教學安排了五大部分的內容。

第一部分：軟件工程回顧。主要內容包括軟件工程概念、需求分析、分析建模、軟件設計、軟件編碼、軟件測試和軟件維護。重點強調軟件開發過程中的文檔，因為文檔體現的是開發過程的可視化，只有可視化才能發現缺陷，進而修復缺陷。這部分主要是復習，特別強調了文檔的重要性和編寫，分配了6個學時。

第二部分：軟件過程改進與管理簡介。主要內容包括四部分：過程思想和軟件過程改進框架的軟件過程架構、軟件過程改進規劃圖、軟件過程評估，以及軟件過程改進的行動計劃。本部分重點強調過程的思想和有效的過程以及軟件過程改進框架的構成，使學生了解軟件過程改進的著手點。這部分內容較少，分配了4個學時。

第三部分：個體軟件過程簡介。主要介紹個體軟件過程概述、個體度量過程、個體規劃過程和個體質量管理過程。本部分重點強調個體度量的方法、個體規劃的方法和個體質量管理的方法，通過個體軟件過程改進如何提高個人技能，從而提高個人開發軟件的質量。這部分與培養學生的個人技能關系密切且實用性強，還有相關的實驗，分配了8個學時。

第四部分：團體軟件過程簡介。主要內容包括TSP小組的建立過程、操作過程、工作流程，TSP的結構，TSP的啟動和TSP的質量管理。本部分重點強調TSP小組建立的原則、方法和工作流程，以及TSP的啟動和質量管理。旨在使學生了解TSP的小組的重要性，使學生懂得團隊的重要性和自己在團隊中的角色與作用，從而提高團隊的工作效率和工作質量。這部分內容較少，但目前軟件企業進行項目開發時都是以團隊為單位進行的，應重點關注，因此分配了6個學時。

第五部分：軟件能力成熟度模型簡介。主要介紹CMM中成熟度的五個級別、各級別的特征和過程能力，CMM的內部結構，CMM的使用，基于CMM的過程評估，以及SEI成熟度問卷、SEI輔助評估過程和SEI的軟件能力評價。這部分主要強調關鍵過程域和CMM的使用，旨在使學生了解如何用CMM指導軟件開發、提高軟件質量、符合國際規范，如何用CMM進行評估和評價軟件企業。這部分內容較多，企業中應用廣泛，因此分配了8個學時。

2.4實驗課的安排與實施

軟件過程改進是一門實驗性很強的課程，無論是CMM還是TSP或PSP都可進行相應的實驗。但是對于大學本科生來說，進行CMM試驗難度較大，原因是環境和條件的限制，因而這部分實驗可操作性不強，不考慮在教學計劃內。TSP是以團隊為單位進行軟件項目開發，這部分的實驗應與實踐環節中的IT項目實踐結合進行。因為與PSP相關的內容的實驗規模小、可操作性強，因此與理論課同時進行的實驗課的主要內容就是與PSP相關的內容。實驗課主要分四部分內容進行。

第一部分：軟件工程實踐。按軟件工程的理論和方法，開發一個小的軟件，重在熟悉軟件開發過程和撰寫相關文檔。

第二部分：個體度量實驗。在開發軟件過程中進行軟件度量，主要進行時間和缺陷度量，按PSP0過程中的相應腳本進行，主要是填寫完整的時間日志和缺陷日志。

第三部分：個體規劃實驗。根據第一部分實驗的結果，利用PROBE估算方法進行時間和規模估算，根據估算的結果制定開發計劃。

第四部分：個體質量管理實驗。在開發軟件過程中進行設計評審和代碼評審，具體操作方法是按代碼評審腳本進行代碼評審并填寫代碼評審檢查單，按設計評審腳本進行設計評審并填寫設計評審檢查單。

本課程實驗可以單獨進行，可以同其他軟件課程(如數據庫課程、操作系統課程、編譯原理課程等)的實驗結合進行，把本課程的實驗思想和方法融合到其他課程的實驗中。

2.5考試方式與成績評定

由于本課程的理論部分重在介紹軟件過程改進的思想、目的、要求、原理、方法和操作步驟，重點是使學生了解并掌握軟件過程改進方法和改進步驟，學會使用它們，而沒有必要去強行記住，因此如果單獨出卷進行閉卷考試意義不大，故理論課程部分的考核重在理解，所以可要求學生根據對這門課的理解、體會和使用的情況寫總結報告。按所寫報告、實驗情況、平時表現等方面綜合進行成績評定，成績分為優秀、良好、中等、及格和不及格五個等級。

3幾點思考

(1) 教師隊伍。開設這門課的教師，最好由從事過軟件過程改進工作的人員承擔，但目前有這方面經驗的人員絕大部分是從事軟件開發與管理的人員，而這部分人員比較缺乏教學經驗，即使是有一定的教學經驗，由于本身工作很忙，把他們請到學校授課也很困難。目前的解決方法可以是送有教學經驗又有一定軟件開發經驗的教師進行培訓，培訓方式可以是到軟件過程改進工作做得好的軟件企業中進行實際訓練積累實際經驗，還可以參加相應的培訓班，但最好是兩者結合。

(2) 學生素質。一定程度上來說，教學效果是由學生決定的，本課程更是如此，尤其是實驗課。本課程理論枯燥、實驗綜合性強，要求學生有較高的自律性、綜合處理問題的能力、較強的忍耐力。

(3) 前導課。對這門課很重要的前導課是軟件工程和程序設計，如果這兩門課程講授的內容不到位，導致學生理論基礎差、實驗缺乏，那么必將使本課程的教學效果差。

(4) 教材。本課程的教材應該既具有理論性又具有實踐性，理論通俗、易懂、簡明、重點突出，實踐可操作性強。

(5) 實驗。實驗是本門課的重要組成部分，目的是使學生理解軟件過程改進的原理，掌握改進的方法和步驟，從而達到會應用的目的。這就要求實驗環境的選擇要合理，實驗內容的選擇要恰當，實驗步驟設計的可操作性要強。

參考文獻

[1] 呂曉輝. 基于CMM/PSP/TSP的軟件過程改進[J]. 計算機工程，2003，29(4):11-13.

[2] 張為. 現代軟件開發的過程管理方法研究[J]. 計算機工程與科學，2003，25(4):99-103.

[3] Sami Zahran著. 陳新，羅勁楓等譯. 軟件過程改進[M]. 北京:機械工業出版社，2002.

[4] 龔波主編. 軟件開發過程管理[M]. 北京:中國水利水電出版社，2003.

[5] Kim Caputo著. 于宏光，王家鋒等譯. 軟件開發過程改進[M]. 北京:機械工業出版社，2002.

[6] 張海潘編著. 軟件工程導論[M]. 北京:清華大學出版社，2002.

[7] Watts S. Humphrey著. 吳超英等譯. PSP軟件工程師的自我改進過程[M]. 北京:人民郵電出版社，2006.

[8] Watts S. Humphrey著. Introduction to the Personal Software Process[M]. 北京:人民郵電出版社，2001.

[9] Watts S. Humphrey著. Introduction to the Team Software Process [M]. 北京:清華大學出版社，2002.

[10] Kim Caputo著. 于宏光，王家鋒等譯. CMM實施與軟件過程改進[M]. 北京:機械工業出版社，2003.

[11] 周亦敏，陸偉成，汪河清. 計算機工程實驗教學體系的構成與改革[J]. 實驗室研究與探索，2005，25(5):66-68.