信息環(huán)境下非計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件工程課程教學(xué)與實(shí)踐探索

摘要：結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐，對(duì)信息環(huán)境下如何在非計(jì)算機(jī)專業(yè)中實(shí)施軟件工程課程教學(xué)進(jìn)行了探索。根據(jù)課程在教學(xué)體系中的定位，提出了為滿足不同專業(yè)應(yīng)用的需求，通過合理設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案，創(chuàng)新教學(xué)模式，建立多維實(shí)踐環(huán)境等手段改革教學(xué)方法的建議。并通過分析不同專業(yè)學(xué)生的調(diào)查問卷，給出了今后的改進(jìn)方向。關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)模式；教學(xué)改革；多維實(shí)踐環(huán)境

中圖分類號(hào)：G642．0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-8228(2011)12-40-03

0引言

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，軟件工程已逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。如南京郵電大學(xué)這樣一所以工學(xué)為主體，以信息學(xué)科為特色的高校，除了在通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息安全等計(jì)算學(xué)科相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中開設(shè)此課程外，還專門設(shè)有軟件工程專業(yè)。同時(shí)，基于軟件工程在信息行業(yè)占有非常重要的位置，很多非計(jì)算機(jī)專業(yè)為了本學(xué)科實(shí)際應(yīng)用的需求，也開設(shè)了此課程，例如我校教育技術(shù)學(xué)和數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)在培養(yǎng)計(jì)劃中把軟件工程作為專業(yè)課，地理信息系統(tǒng)專業(yè)也專門開設(shè)了GIS軟件工程課程。

軟件工程課程由于其很強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，歷來是教學(xué)的難點(diǎn)。對(duì)軟件工程專業(yè)來說，由于專業(yè)的特殊性，設(shè)置有一系列軟件工程相關(guān)課程，在第一學(xué)期就開設(shè)了軟件工程導(dǎo)論課。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)來說，課時(shí)安排和先修課相對(duì)較少，在這種情況下，如何取得良好的教學(xué)效果，既完成相應(yīng)的理論講解和教學(xué)，更促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)較高，應(yīng)用能力較強(qiáng)的學(xué)生，是值得深入探討的問題。

在本文中，以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的軟件工程教學(xué)為例，討論了如何緊扣專業(yè)應(yīng)用需求，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及本校資源，通過合理安排培養(yǎng)方案，創(chuàng)新教學(xué)模式，建立多維實(shí)踐環(huán)境等手段改革教學(xué)方法，幫助學(xué)生更好地掌握軟件工程課程內(nèi)容，進(jìn)而為后期學(xué)習(xí)以及實(shí)際工作中的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

1 改革課程設(shè)置，完善培養(yǎng)計(jì)劃

培養(yǎng)計(jì)劃是高等學(xué)校人才培養(yǎng)工作的總體設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，是全面提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。我校教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的主攻方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)教育和知識(shí)工程，目標(biāo)是培養(yǎng)出擁有扎實(shí)的理學(xué)和教育學(xué)基礎(chǔ)及寬廣的專業(yè)知識(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，能駕馭計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)，從事多媒體教學(xué)軟件和網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)用、管理和評(píng)估的教育技術(shù)學(xué)科的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

為了滿足專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用要求，從2002年開始，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)與各任課教師多次探討，對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了不斷的調(diào)整和完善。軟件工程課程作為高年級(jí)的專業(yè)課，需要綜合運(yùn)用多門先修課程，涉及領(lǐng)域較廣，所以在開課學(xué)期、學(xué)時(shí)安排、實(shí)踐性環(huán)節(jié)的銜接等方面更要精心安排。我校的教育技術(shù)學(xué)專業(yè)，軟件工程課程的開設(shè)時(shí)間由最初的大三第一學(xué)期調(diào)整為第二學(xué)期，因?yàn)榇藭r(shí)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課基本開設(shè)完畢，能更好地將以前所學(xué)課程結(jié)合起來。學(xué)時(shí)數(shù)在以往教學(xué)中為理論授課32學(xué)時(shí)，軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐性環(huán)節(jié)40學(xué)時(shí)。在最新版的培養(yǎng)計(jì)劃中，為了突出課程的重要地位，理論和實(shí)踐性環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)比重均有增加。實(shí)踐性環(huán)節(jié)的設(shè)置除了認(rèn)知性導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)(上機(jī))，還安排了軟件設(shè)計(jì)Ⅰ，另有專門針對(duì)本課程，完整實(shí)踐軟件工程理論的軟件設(shè)計(jì)Ⅱ。這三門實(shí)踐性環(huán)節(jié)分別在第三、四、六學(xué)期開設(shè)，學(xué)時(shí)分別為32、16、32。這種模塊化的實(shí)施，可以讓學(xué)生有充足的時(shí)間，更好地掌握專業(yè)知識(shí)和強(qiáng)化實(shí)踐能力。具體理論課相關(guān)信息參見表1。

根據(jù)這份培養(yǎng)計(jì)劃，我們?cè)谡n程建設(shè)時(shí)，以課程群為目標(biāo)，以此實(shí)現(xiàn)多課程之間的協(xié)作和有機(jī)聯(lián)系，便于學(xué)生從整體上綜合掌握知識(shí)。

2 加強(qiáng)課程開發(fā)，更新教學(xué)內(nèi)容

為滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，課程內(nèi)容的選擇應(yīng)具有實(shí)用性。相應(yīng)地，教材也應(yīng)以學(xué)用結(jié)合為著眼點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用，同時(shí)反映軟件開發(fā)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的方向，使教材的選擇緊跟時(shí)代步伐。我們的教材基本三年更新一次，先后使用過的教材有清華大學(xué)出版社的“軟件工程與軟件開發(fā)工具”，高教出版社史濟(jì)民主編的“軟件工程～原理、方法與應(yīng)用”等，目前采用的是軟件工程領(lǐng)域的經(jīng)典教材，張海藩編寫的“軟件工程導(dǎo)論(第五版)”。這本入門教材從實(shí)用角度講述軟件工程的基本原理、概念和方法，符合“穩(wěn)定性和先進(jìn)性相協(xié)調(diào)”的原則，很適合作為基礎(chǔ)性教學(xué)的教材。國(guó)外引進(jìn)的教材一般更多強(qiáng)調(diào)軟件工程的實(shí)踐性，可以作為補(bǔ)充，我們把鄭人杰翻譯的“軟件工程(實(shí)踐者的研究方法)”和“軟件工程一理論與實(shí)踐(影印版)”這兩本經(jīng)典書籍作為教學(xué)參考書。

3 創(chuàng)新教學(xué)模式，改進(jìn)教學(xué)方法

根據(jù)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外在軟件工程課程的教學(xué)和實(shí)踐中，較常采用的有面向?qū)嵺`教學(xué)法和模擬教學(xué)法。面向?qū)嵺`教學(xué)法包括與行業(yè)人員合作的教學(xué)法、基于項(xiàng)目維護(hù)的教學(xué)法、強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)法、以及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法等。模擬教學(xué)法使學(xué)生能在一個(gè)較大規(guī)模層次上以快捷方式在學(xué)術(shù)環(huán)境里參與實(shí)踐的軟件工程實(shí)踐，這種教學(xué)法可以使課堂教學(xué)以一種更貼近現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)環(huán)境的方式來進(jìn)行，讓學(xué)生得到應(yīng)有的軟件工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。但是該方法需要購(gòu)買模擬器，目前在在國(guó)外教學(xué)中使用較多。我們的教學(xué)將實(shí)踐教學(xué)法的幾種方式進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，合理運(yùn)用。

3．1 構(gòu)建學(xué)生團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法以“案例導(dǎo)向、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”為指導(dǎo)思想，進(jìn)行開發(fā)實(shí)踐。軟件工程的課堂教學(xué)中案例的選擇非常重要，很大程度上決定了課堂教學(xué)效果。課程教材會(huì)配套一些實(shí)例，例如張海藩的教材附錄中，分別針對(duì)結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法和面向?qū)ο蠓椒ǎo出了完整的開發(fā)過程的描述。除了教材的這些實(shí)例，我們從歷屆學(xué)生的軟件作品，以及教師自己的科研項(xiàng)目中，選擇了一些合適的課題，作為案例的補(bǔ)充。給學(xué)生展示往屆同學(xué)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，可以給他們一些信心，覺得自己有能力通過課程學(xué)習(xí)，最終具備開發(fā)完整系統(tǒng)的能力；而教師選擇自己的科研課題，因?yàn)槭潜救耸煜さ念I(lǐng)域，講解時(shí)更加具體生動(dòng)，有助于學(xué)生理解和掌握項(xiàng)目開發(fā)過程。

在教授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)讓學(xué)生有足夠的合作學(xué)習(xí)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)會(huì)與人交流協(xié)作的技巧。學(xué)習(xí)該課程之前，絕大多數(shù)同學(xué)沒有開發(fā)完整軟件項(xiàng)目的經(jīng)歷，雖然有了課堂上的案例示范，但要做到在掌握理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融會(huì)貫通，需要學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)力以及興趣方向，模擬公司的項(xiàng)目組織方式建立團(tuán)隊(duì)，選擇題目，開展實(shí)踐。在授課過程中，設(shè)置了一些階段檢查點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)定期提交作業(yè)，前期主要是文檔的形式(此時(shí)因?yàn)閷W(xué)生開發(fā)經(jīng)驗(yàn)所限，教師會(huì)提供文檔大綱和樣例)，并且分組在課堂上對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行匯報(bào)，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)。在實(shí)踐性環(huán)節(jié)的軟件設(shè)計(jì)階段，要求學(xué)生將項(xiàng)目形成可運(yùn)行的軟件，并完善所有的文檔，最后演示和答辯。

3．2 多課程協(xié)作，建立實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)

為了取得更好的教學(xué)效果，我們?cè)诮虒W(xué)過程，特別是實(shí)踐性環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)了課程體系整體設(shè)計(jì)、層層遞進(jìn)，從而增強(qiáng)了學(xué)生的適應(yīng)性。實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)的課程不是各自為戰(zhàn)，一開始就要聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，為此建立了一個(gè)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)，協(xié)調(diào)合作。這是一個(gè)貫穿四年的長(zhǎng)期任務(wù)。例如最早的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是程序設(shè)計(jì)(上機(jī))，本環(huán)節(jié)要求學(xué)生充分發(fā)揮已有的編程能力，選擇審題、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；軟件設(shè)計(jì)I的實(shí)踐內(nèi)容是綜合性的，包括高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)及C++，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A，可視化編程等相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)。在這兩個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)實(shí)施過程中，可以讓學(xué)生初步了解工程化軟件設(shè)計(jì)的基本方法，逐步將軟件工程的原理、方法、工具應(yīng)用于自己的設(shè)計(jì)中，使學(xué)生初步體會(huì)軟件工程方法與各種軟件開發(fā)的關(guān)系。

軟件設(shè)計(jì)Ⅱ要求學(xué)生對(duì)三年來所學(xué)的軟件類課程的知識(shí)融會(huì)貫通，進(jìn)行一套需求分析，做一套完整的軟件設(shè)計(jì)，編碼完成一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)，進(jìn)行一次完整的軟件測(cè)試，實(shí)施一次系統(tǒng)運(yùn)行和軟件后期制作。在結(jié)束一個(gè)完整的軟件開發(fā)周期后，學(xué)生可以從中發(fā)現(xiàn)和彌補(bǔ)其知識(shí)體系中的不足，了解與本專業(yè)有關(guān)的業(yè)務(wù)與技能，提高了解決實(shí)際問題的能力。這是最關(guān)鍵的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，對(duì)該環(huán)節(jié)的實(shí)施過程，我們還須逐步探索，不斷完善。例如在指導(dǎo)方式上，由原先的單個(gè)教師指導(dǎo)改為團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)中的老師有各自的研究方向，可以給學(xué)生全面的輔導(dǎo)。在這個(gè)階段，學(xué)生可以稍微調(diào)整課堂項(xiàng)目中的組合方式，可以讓選修了Web技術(shù)的同學(xué)與其他同學(xué)合作，以開發(fā)出質(zhì)量更高的系統(tǒng)。

與此同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生利用各種機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐，除了課堂同步的實(shí)驗(yàn)任務(wù)上述的三個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)以外，讓同學(xué)們積極參加科技創(chuàng)新項(xiàng)目以及其他競(jìng)賽項(xiàng)目。這些項(xiàng)目一般從大二開始，我們采用跨年級(jí)組隊(duì)的方式。這種組合方式使得低年級(jí)的同學(xué)可以盡早積累項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，有利于以后的課程教學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)也可以繼續(xù)早期的軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目，開發(fā)出—個(gè)功能更完善的系統(tǒng)，以保持教學(xué)的延續(xù)性。

為了提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)的素質(zhì)，鼓勵(lì)教師積極將科研心得、科研成果引進(jìn)課堂教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中。通過吸收本科生參與教師科研、為學(xué)生科研創(chuàng)新配備指導(dǎo)教師、將教師科研基地同時(shí)作為學(xué)生創(chuàng)新基地等措施的良性互動(dòng)機(jī)制，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，有效地提升了教學(xué)質(zhì)量。

3．3 改革傳統(tǒng)考試方式，建立合理的評(píng)價(jià)機(jī)制

在課程教學(xué)中，學(xué)生以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)組成團(tuán)隊(duì)進(jìn)行軟件工程全過程的實(shí)踐。傳統(tǒng)的考試模式很難反映學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和在實(shí)際工程中運(yùn)用項(xiàng)目的能力，因此必須建立一套更合理的評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考核。一個(gè)好的評(píng)價(jià)機(jī)制，一方面能夠促發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)工作效率，同時(shí)，出于教學(xué)方面的原因，教師應(yīng)該要求所有學(xué)生必須參與到項(xiàng)目工作中。在我們的考核中，筆試考核學(xué)生對(duì)課程的基本理論、基本知識(shí)和技能的掌握情況，同時(shí)也考核項(xiàng)目開發(fā)全過程，這一部分成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的比例占到50％或以上。項(xiàng)目評(píng)分采用“團(tuán)隊(duì)分為主、個(gè)人分為輔”的方式。要求每個(gè)團(tuán)隊(duì)提交作業(yè)文檔時(shí)有個(gè)自我考核部分，說明每人所做的貢獻(xiàn)。教師先以團(tuán)隊(duì)為單位，對(duì)項(xiàng)目作業(yè)劃分出初步的等級(jí)，然后根據(jù)各人在項(xiàng)目中的分工進(jìn)行調(diào)整。這種評(píng)價(jià)機(jī)制既可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，又可以發(fā)揮學(xué)生個(gè)人專長(zhǎng)。

3．4 充分利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息化教育

我校非常重視網(wǎng)上教學(xué)資源的建設(shè)，于2006年購(gòu)買了國(guó)際高校通用的Blackboard網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)。利用該平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、教學(xué)錄像、實(shí)踐教學(xué)、課程習(xí)題、電子教案等教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)共享；在線教學(xué)與學(xué)習(xí)、在線實(shí)時(shí)交互討論等功能的利用，豐富了教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

在軟件工程課程的教學(xué)實(shí)施過程中，該平臺(tái)還可以幫助教師在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)管理。教師發(fā)布項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生進(jìn)行選題與分組等都通過該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)項(xiàng)目根據(jù)軟件開發(fā)進(jìn)程劃分為若干子階段，每一個(gè)子階段都設(shè)置了提交成果的截止日期，超時(shí)者無法提交所完成的作品，這保證了教學(xué)過程的嚴(yán)謹(jǐn)、有序。同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)及時(shí)反饋，進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，極大地提高了教師工作效率。

以上這些都體現(xiàn)了信息化教育的特點(diǎn)：教材多媒化、教學(xué)個(gè)性化、活動(dòng)合作化、管理自動(dòng)化以及系統(tǒng)開放化。

4 不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件課程效果調(diào)研

為了進(jìn)一步了解軟件工程課程教學(xué)中存在的問題，參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)[5]，我們?cè)O(shè)計(jì)了一份問卷，選擇了一些不同專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行調(diào)研。研究對(duì)象包括最近兩屆計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)班的同學(xué)，以及一些已走上工作崗位的同學(xué)，結(jié)果如表2所示。篇幅所限，在此沒有列出所有問題的具體選項(xiàng)，僅把它簡(jiǎn)單劃分為五個(gè)等級(jí)。針對(duì)不同的題目，這五個(gè)等級(jí)分別表示少到多，或者差到好的漸變程度。例如第一題：你在大學(xué)獲得多少關(guān)于軟件工程的知識(shí)?五個(gè)等級(jí)分別代表什么都沒學(xué)到、學(xué)到基礎(chǔ)、學(xué)得比較多、學(xué)得很深入、達(dá)到專業(yè)水準(zhǔn)五個(gè)選項(xiàng)。為了讓讀者對(duì)研究結(jié)果有更直觀的認(rèn)識(shí)，在表中我們并沒有給出每個(gè)選項(xiàng)的選擇人數(shù)在總?cè)藬?shù)中的具體比重，只是標(biāo)注出被學(xué)生選擇最多的一個(gè)選項(xiàng)。每個(gè)問題之后的第一行和第二行結(jié)果分別代表計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)同學(xué)的選擇。第九個(gè)問題因?yàn)閷?duì)后繼教學(xué)改革有較大影響，所以標(biāo)注出選擇人數(shù)相對(duì)較多的幾項(xiàng)。

對(duì)比兩者不難發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的同學(xué)認(rèn)為在教學(xué)中學(xué)到了較多的知識(shí)，且項(xiàng)目完成的滿意度也較高。由于這些同學(xué)的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)就是軟件行業(yè)的從業(yè)者，所以對(duì)軟件工程的知識(shí)相對(duì)掌握得更熟練。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生而言，先修課的教學(xué)還得進(jìn)一步增強(qiáng)。先修課的不足容易導(dǎo)致開發(fā)進(jìn)程的不順利，學(xué)生無法把理論上的知識(shí)很好地運(yùn)用到實(shí)踐中去。在調(diào)查中，所有的同學(xué)都認(rèn)為實(shí)踐性環(huán)節(jié)的實(shí)施還需要繼續(xù)改進(jìn)，這一點(diǎn)在以后教學(xué)改革中需要更加關(guān)注和完善。

5 結(jié)束語

信息化環(huán)境下，為了在非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生中有效實(shí)施軟件工程課程的教學(xué)，推進(jìn)信息學(xué)科與其他學(xué)科的交叉，我們依據(jù)學(xué)科特色，因?qū)I(yè)施教，借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)平臺(tái)，全面優(yōu)化了教學(xué)過程，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革。實(shí)踐表明，效果良好，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。