軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的研究與實踐

摘要：本文深入分析了計算機實踐性教學(xué)的內(nèi)涵，探討了軟件設(shè)計類課程實踐環(huán)節(jié)的組織模式，研究了這一方案的可行性。

關(guān)鍵詞：實踐性教學(xué)；軟件設(shè)計；課程改革；計算機專業(yè)；項目實訓(xùn)

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913(2008)02-0082-04

0引言

從1956年哈爾濱工業(yè)大學(xué)率先開辦“計算裝置與儀器”專業(yè)算起，到現(xiàn)在普遍采用的“計算機科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，計算機專業(yè)教育在中國的大學(xué)里已經(jīng)走過了50年的歷程。70%以上的本科學(xué)校開設(shè)了計算機專業(yè)，在校學(xué)生近30萬[1]，其規(guī)模居所有本科專業(yè)的首位。加上專科、高職、中職在內(nèi)，其數(shù)量還要大得多。計算機專業(yè)人才在信息化建設(shè)過程起著舉足輕重的作用。然而，企業(yè)面對十里挑一的大好形勢，卻經(jīng)常會找不到合適的人才，造成這種局面的主要原因是學(xué)校培養(yǎng)與單位需要存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為重理論輕實踐，動手能力差，因而改革實踐環(huán)節(jié)提高學(xué)生的操作技能成為高校計算機類專業(yè)的必經(jīng)之路。

1軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的內(nèi)涵

實踐性教學(xué)是指為配合理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加強專業(yè)訓(xùn)練和鍛煉學(xué)生實踐能力而設(shè)置的教學(xué)環(huán)節(jié)，通常有兩種落實途徑：一是隨堂實踐，即課程作業(yè)、實驗、上機操作等；二是集中實踐，即社會調(diào)查、各類實習(xí)及見習(xí)、課程設(shè)計以及畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計。教學(xué)計劃中規(guī)定的作業(yè)、實驗、實習(xí)等環(huán)節(jié)和集中實踐環(huán)節(jié)是學(xué)生必修的內(nèi)容，在課程和專業(yè)學(xué)習(xí)中具有突出的地位。不同專業(yè)的實踐性教學(xué)方式，教學(xué)管理和考核辦法也不相同，但都是以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)作為前提。對于計算機(包括軟件工程)專業(yè)的軟件設(shè)計類課程，其教學(xué)目的就是培養(yǎng)合格的軟件工程師，適應(yīng)軟件設(shè)計和項目管理崗位的需要。

1.1軟件工程師崗位需求

任何一個軟件企業(yè)，開發(fā)團隊都需要這樣三類人才：一是既懂技術(shù)又懂管理的軟件人才即系統(tǒng)分析師(高級)，二是軟件工程師(中級)，三是程序員(初級)，這三類人員在軟件企業(yè)的正常比例應(yīng)該是呈金字塔結(jié)構(gòu)，根據(jù)國際經(jīng)驗，高、中、初級軟件專業(yè)人才的比例應(yīng)基本維持在1：4：8。通常系統(tǒng)分析師由研究生承擔(dān)，軟件工程師由本科生承擔(dān)，程序員則由大專生以及專門培訓(xùn)機構(gòu)的學(xué)員完成。如圖1所示。

從圖1可以看出，計算機專業(yè)的本科生對應(yīng)軟件工程師崗位，在軟件開發(fā)團隊中處于中間層，優(yōu)秀者可以上升到系統(tǒng)分析員層次。同時，軟件工程師也要兼任程序員角色，因為不少軟件企業(yè)規(guī)模較小，難以按照軟件工程的規(guī)范細(xì)化分工，需要能做分析、能寫代碼、能做實施甚至用戶培訓(xùn)的“多面手”。作為高校，必須充分考慮這種情況，以培養(yǎng)軟件工程師為主線，也要提高系統(tǒng)分析能力，同時還應(yīng)該加強代碼編寫的訓(xùn)練。

1.2軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的內(nèi)涵

軟件設(shè)計類課程主要包括計算機語言類、開發(fā)類、設(shè)計類、制作類和工程類課程，共同的特點都是經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，既能夠按照規(guī)范獨立設(shè)計小型軟件，組成團隊后又能夠設(shè)計出具有實用價值的中大型軟件。

軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)標(biāo)目的是培養(yǎng)學(xué)生兩個方面的能力：即獨立編程能力和項目合作開發(fā)能力。一方面，能夠利用所學(xué)語言和平臺設(shè)計小型軟件，同時能夠按照項目分工，在項目經(jīng)理(負(fù)責(zé)人)的統(tǒng)一安排下，在技術(shù)上服從既定的設(shè)計方案完成模塊的開發(fā)，并做好相應(yīng)的文檔。良好的責(zé)任心、解決問題的獨立編程能力和分工合作制的團結(jié)協(xié)作精神是必須重點培養(yǎng)的內(nèi)容。軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的內(nèi)涵如圖2所示：

2軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的組織

按照軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)的內(nèi)涵，一般應(yīng)包括3個環(huán)節(jié)：課堂實驗實訓(xùn)、課程設(shè)計、項目實踐，分階段實施。其具體安排如圖3所示：

2.1課堂實驗實訓(xùn)環(huán)節(jié)

如果一門課程的教學(xué)任務(wù)規(guī)定在一個學(xué)期內(nèi)完成，課堂實驗實訓(xùn)環(huán)節(jié)應(yīng)該安排在學(xué)期的前半部分進行，以講授語法、數(shù)據(jù)類型、常用類庫、開發(fā)平臺為主。學(xué)生所學(xué)知識和編程技術(shù)有限，難以形成完整的程序思路，實踐環(huán)節(jié)只能是練習(xí)基本功單獨完成，以每一次堂或者每一個章節(jié)為單位安排學(xué)生進行相關(guān)的訓(xùn)練，以熟練掌握語法的基本用法，為后一階段的課程設(shè)計做準(zhǔn)備。老師指導(dǎo)時，要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣，包括標(biāo)識符的規(guī)范化命名、注釋語句的廣泛運用、編程語句的縮進格式、幫助文檔的使用方法，逐漸形成編程思想。

為了配合實踐性教學(xué)，教材的選擇也十分關(guān)鍵，最好是采用基于案例教學(xué)法或者項目驅(qū)動教學(xué)法的教材，這種教材往往會通過一些典型的實例或企業(yè)項目組織內(nèi)容，大部分章節(jié)的主題相對集中，圍繞項目展開講述，特別適合于實踐性教學(xué)。如果采用實踐性較弱的教材，老師需要自行補充一些實習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容讓學(xué)生當(dāng)場消化吸收。

2.2課程設(shè)計環(huán)節(jié)

這一階段十分關(guān)鍵，完全模擬軟件企業(yè)的開發(fā)流程組成小組共同完成一個中小型項目的設(shè)計，一般安排在后半學(xué)期進行。這時要求學(xué)生停止其它課程的學(xué)習(xí)，每天八小時工作制，甚至晚上可以加班加點，專心設(shè)計項目，其最終成果包括軟件和文檔以及用戶操作手冊。以每班30人為例，可以考慮分為5個小組，每組6人，每個小組安排組長(項目負(fù)責(zé)人或稱項目經(jīng)理)一人，組長的職責(zé)是：組織成員實地項目調(diào)研、模塊劃分與任務(wù)分工、接口的確定、進度的監(jiān)督與協(xié)調(diào)、集成測試等，組長直接接受指導(dǎo)老師的安排。鑒于組長在在項目設(shè)計過程所處的重要地位，老師在確定組長時，至少考慮三個方面：一是組織能力，二是專業(yè)技能的基本功，三是責(zé)任心。

這一過程通常安排兩周到三周集中在校內(nèi)機房(實訓(xùn)中心)進行，老師每天針對總體要求及當(dāng)天的任務(wù)進行講解，然后分小組實施。選擇課題時，不宜太復(fù)雜，應(yīng)盡可能讓大多數(shù)課題組可以在規(guī)定的時間內(nèi)做完。一般選取學(xué)生們比較熟悉的內(nèi)容，如學(xué)生成績管理系統(tǒng)、班級管理系統(tǒng)、教材管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、工資管理系統(tǒng)、就業(yè)反饋跟蹤系統(tǒng)、水電費管理系統(tǒng)等，這些課題的要求大家都比較清楚，在校內(nèi)即可進行客戶調(diào)研和需求分析，同時也具有較強的推廣價值，為將來的職業(yè)奠定基礎(chǔ)。這時每個人同學(xué)都應(yīng)該至少準(zhǔn)備一本項目開發(fā)類指導(dǎo)書作為參考，因為涉及到數(shù)據(jù)庫、界面、網(wǎng)絡(luò)通信、硬件編程等方面的知識，僅僅靠教材還不夠。

2.3項目實踐環(huán)節(jié)

項目實踐環(huán)節(jié)是學(xué)生到軟件研發(fā)企業(yè)(校外實訓(xùn)基地)全程參與項目開發(fā)的過程，一般應(yīng)安排在學(xué)期的最后一到兩周或者利用假期頂崗實習(xí)，因為經(jīng)過了課程設(shè)計，學(xué)生基本掌握了軟件企業(yè)的開發(fā)流程和一般方法，進入軟件公司后就能夠較快地進入程序員角色，而不至于膽怯，也不會無所適從。完成本部分實踐內(nèi)容要做好以下三個方面的工作：

確定好項目指導(dǎo)老師：企業(yè)開發(fā)與在學(xué)校進行課程設(shè)計并不盡相同，軟件公司具有自己的風(fēng)格，往往更加愿意采用自己熟悉的開發(fā)工具，以達到客戶的需求作為目標(biāo)，并不一定會使用最新技術(shù)，這點與教學(xué)理念不同。理想的方案是由任課老師帶隊進入軟件企業(yè)(校外實訓(xùn)基地)，并選擇目前正在開發(fā)的項目經(jīng)理擔(dān)任總負(fù)責(zé)人(校外實踐指導(dǎo)老師)，任課老師也參與項目實踐并組織學(xué)生實施，因為一個優(yōu)秀的項目經(jīng)理不一定是優(yōu)秀的老師，能做軟件不見得會上課，項目負(fù)責(zé)人與任課老師共同配合更能發(fā)揮各自的優(yōu)勢，便于學(xué)生理解項目思想和相互溝通。經(jīng)過簡短的培訓(xùn)后，由模塊責(zé)任人指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計或者由學(xué)生獨立完成，一切按照企業(yè)的開發(fā)規(guī)范進行。考慮到軟件企業(yè)一次難以容納過多實習(xí)生的特點，也可考慮將項目拿到學(xué)校來做，或者將項目經(jīng)理請到學(xué)?，F(xiàn)場指導(dǎo)，以節(jié)省時間和費用。

確定項目指導(dǎo)方法：開發(fā)應(yīng)用項目沒有現(xiàn)成的教材，需求分析、概要設(shè)計說明書、詳細(xì)設(shè)計說明書、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)字典就是設(shè)計的依據(jù)，老師必須嚴(yán)格按照這些文檔指導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)計，定期檢查學(xué)生的進度及過程，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，及時糾正，將錯誤消滅在萌芽狀態(tài)。

及時組織項目總結(jié)：每天規(guī)定一個時間，將同組學(xué)生集中起來，針對當(dāng)天完成的任務(wù)進行總結(jié)，交流自己的想法，提出存在的問題，集體討論，這樣就能夠做到日日有收獲，天天有提高，從而鍛煉自己的實戰(zhàn)水平和組織經(jīng)驗。

3軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)效果的考核

軟件設(shè)計類課程實踐性教學(xué)效果的考核也是一個較難把握的環(huán)節(jié)，既要考核學(xué)生的獨立編程能力，也要考查其團隊協(xié)作精神，同時還要考慮其組織能力、表達能力、文檔編寫能力、紀(jì)律性等內(nèi)容。為了客觀科學(xué)地評價學(xué)生的實際效果，最好是分階段考核，各部分按照一定的比例綜合得到總成績，可以等級表示，也可以用分?jǐn)?shù)反映。

在課堂實驗實訓(xùn)階段，可以由任課老師根據(jù)每一次操作任務(wù)的完成情況進行登記評分，重點考察其規(guī)范程度，對于具有創(chuàng)新性的作品，可以適當(dāng)加分，并在全班展示，讓設(shè)計者講解思路，為其它同學(xué)提供啟示。

課程設(shè)計階段的考核由指導(dǎo)老師和項目組長組織學(xué)生共同進行，首先由組長匯報課題的設(shè)計思想、主要技術(shù)、任務(wù)分工等情況，并演示軟件，大家可以相互提問。老師根據(jù)項目完成效果確定這個組的等級，然后由各位成員介紹自己所設(shè)計的模塊，老師重點檢查此模塊的功能、難易程度、技術(shù)含量、界面美觀等因素，再確定其成績或者等級，這時還要充分考慮組長對成員在設(shè)計階段各方面的綜合表現(xiàn)。

項目實踐階段的考核由校外指導(dǎo)老師和校內(nèi)老師組成考核小組，利用項目匯報加平時表現(xiàn)的形式評定，既要考察項目的完成情況，也要考察各位學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間的領(lǐng)悟能力、工作主動性、團隊合作情況、算法的復(fù)雜性、程序的規(guī)范性等方面，其主要依據(jù)是提交的軟件(包括源代碼)以及各種文檔。

實際上，對于實踐性教學(xué)的考核可以采用靈活的方式進行，不拘一格，比如聘請行業(yè)專家、現(xiàn)場答辯、隨機抽題、項目論文等形式，只要能夠檢查學(xué)生的真實技能即可。

4我們的實踐

我們學(xué)校十分重視實踐性教學(xué)，長期堅持強化學(xué)生的動手操作能力和實戰(zhàn)水平、力爭與企業(yè)零距離接軌的做法。為了提高程序設(shè)計類課程的實踐性教學(xué)效果，主要采取了以下措施：

4.1嚴(yán)把教師關(guān)

教師是實踐性教學(xué)效果的基本保證，學(xué)生的水平在一定程度上反映了教師的水平，既具有扎實的理論功底，也擁有豐富的項目經(jīng)驗是優(yōu)秀教師的標(biāo)準(zhǔn)。一方面，我們積極將已有教師定期送到企業(yè)實地參加項目開發(fā)實踐，積累經(jīng)驗，另一方面，不斷從軟件企業(yè)引進專業(yè)技術(shù)人才，將他們的成功案例帶回學(xué)校，同時，每年組織專業(yè)教師進行實踐性教學(xué)能力考核，通過考核者才能承擔(dān)課程設(shè)計和項目實踐的教學(xué)任務(wù)，并頻發(fā)相應(yīng)證書，作為教師晉升職稱和評先評優(yōu)的重要指標(biāo)。

4.2實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)流程化

改革原來的學(xué)期一貫制，將一個學(xué)期分為兩個階段，前一階段以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論為主，隨堂考試，在學(xué)期的最后幾個禮拜專門安排做課程設(shè)計，一般開設(shè)兩門小課，專心實踐，在項目指導(dǎo)老師的統(tǒng)一安排下，綜合運用本學(xué)期所學(xué)的程序設(shè)計工具，結(jié)合前面所學(xué)內(nèi)容，以項目小組的形式，完成一個小型軟件的設(shè)計，成績計入學(xué)生檔案，完成者才能獲得相應(yīng)的學(xué)分。暑假或者寒假以及最后一個學(xué)期，老師分批帶領(lǐng)學(xué)生前往校外實訓(xùn)基地或軟件企業(yè)從事項目開發(fā)，作為社會實踐或畢業(yè)設(shè)計的成績，并要求撰寫項目總結(jié)或論文。

4.3實驗室環(huán)境企業(yè)化

聘請軟件企業(yè)技術(shù)人員設(shè)計實驗室(實訓(xùn)中心)建設(shè)方案，將原來的布局改造成軟件研發(fā)中心或者工作室模式，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫完全仿真企業(yè)的環(huán)境，將開發(fā)流程和軟件文檔國家標(biāo)準(zhǔn)打印并懸掛在墻上，并購置專業(yè)書籍存放在實驗室，讓學(xué)生一旦進入實驗室，就能迅速感受到真實的企業(yè)氛圍，還能方便查閱相關(guān)資料。

4.4實踐項目規(guī)范化

教師和軟件企業(yè)合作開發(fā)一整套實踐教材，采用項目驅(qū)動、案例教學(xué)作為主要方法，將常用軟件項目的全部開發(fā)過程編寫到教材中，源程序存放在服務(wù)器，供學(xué)生編程參考。每次課程設(shè)計或者項目實踐后都要評比出優(yōu)秀作品，將其全部程序及文檔資料保存下來，供以后教學(xué)和低年級學(xué)生使用。

經(jīng)過近幾年學(xué)生的反饋情況，我們的改革收到了良好的效果，學(xué)生在校期間已經(jīng)具備了一定的經(jīng)驗，走入社會即可迅速融入開發(fā)團隊，勝任軟件工程師職責(zé)，深受單位的好評，不少畢業(yè)生特別是原來擔(dān)任過項目小組長的學(xué)生很快即可成為業(yè)務(wù)骨干或者項目經(jīng)理。

5結(jié)束語

高校教學(xué)與行業(yè)脫節(jié)是普遍存在的現(xiàn)象，程序設(shè)計類課程實踐性教學(xué)更是一個永恒的話題。所幸的是，學(xué)校和企業(yè)都充分意識到了這一點，各高校正在采取積極的舉措消除這一段距離，企業(yè)已變得越來越務(wù)實，不斷細(xì)化崗位職責(zé)。隨著校企合作的深入，訂單培養(yǎng)方式的持續(xù)，相信在不遠的將來，這種差距會越來越小，直到完全消失，那時學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方都能成為實實在在的受益者。

收稿日期：2007-10

參考文獻：

[1]教育部計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會. 中國計算機本科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告[OL]. www.edu.cn， 2005，05.

作者簡介：胡伏湘(1967-)，男，湖南益陽人，副教授，博士研究生，專業(yè)帶頭人。主開方向是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息工程。

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