整體項目模式下軟件工程專業系列課程教學研究

摘要：根據整體項目模式下軟件工程專業教學體系要求，項目應貫穿到系列專業課程之中，讓學生理解軟件開發過程的不同方面。文章將系列專業課程融于軟件開發過程中，建立軟件開發過程體系流程圖，確認系列專業課程在軟件開發過程中的位置和作用，并提出先案例后理論的教學方式。

關鍵詞：整體項目模式；項目Bus；軟件工程；教學

0 引言

文獻1論述什么是整體項目模式以及整體項目模式的優缺點，文獻2論述整體項目模式下軟件工程專業的教學體系結構，同時也提到軟件工程專業教學方面的要求，主要是針對教師的要求。在實際過程中，整體項目模式下軟件工程專業的課程教學較為復雜。首先，需要理清專業課程之間的相互關系；其次，需要明確專業課程和項目過程之間的關系；第三，需要掌握專業課程教學和實際項目之間的切入點、重點和難點；最后，學生要能切實根據自己所做的項目，從不同的側面或教學內容方面書寫項目文檔，并認識到同一項目可以從不同的角度進行分析、設計和編程。

傳統的專業課程項目教學和整體項目模式下的專業課程教學存在很大區別。傳統的專業課程項目教學主要是沒有從整體項目模式考慮教學問題，割裂了專業課程之間的相互聯系，只從該課程的教學內容方面列舉案例，學生對教學內容的認識具有片面性和局限性，不能建立起對知識體系的整體觀念。在實踐教學過程中，學生曾經提出過很多問題：軟件工程和結構化設計、面向對象設計有什么不同？它們之間有什么聯系？為什么要學習面向對象？不學習可以嗎？作為一個專業課任教師，如何進行解釋？如果學生有足夠的項目經驗，前期是否一定要有詳細的分析和設計文檔？針對最后一個問題，若是不具備豐富項目經驗的教師回答，那答案是一定要有詳細的分析和設計文檔；但是實踐經驗豐富的教師則認為這個問題的答案是不一定的。小型或者微型項目的前期不一定要有詳細的分析和設計文檔，可以直接在編程過程中進行分析和設計，那么這是否違反了軟件工程呢？當然，答案也是否定的。如教師在講授面向對象的軟件開發方法課程時，必須強調某一開發方法的優缺點，可以綜合運用其他開發方法如結構化分析方法、形式化編程，甚至弱化分析過程，強化設計和編碼過程，主要目的是明確整體項目開發過程。

1 軟件開發流程和系列課程之間的關系

1.1整體項目模式下軟件工程專業教學體系結構

任何課程的設置不能脫離教學體系結構。一個好的教學體系結構能夠幫助學生在頭腦中樹立完整的知識結構，讓學生主動獲取相關知識。在教學過程中，教師首先要明確該課程在整個教學體系結構中的位置，建立項目開發過程的全局觀。文獻2中建立的整體項目驅動模式下軟件工程專業教學體系結構如圖1所示。

從圖1中可以看出，項目Bus橫貫整個專業課程，教師和學生各自只使用同一個項目案例貫穿于系列課程中，從而從不同的角度讓教師講授、學生學習同一個項目的相關內容。

1.2軟件開發過程流程

圖2所示是筆者在軟件開發過程中總結出來的一套軟件工程專業軟件開發過程流程，包括軟件開發過程、軟件工程文檔、軟件標準規范、實際軟件開發規程等方面的內容。在每一門課程的開始和結束階段，筆者都要將該圖展示出來，讓學生明確自己已經學到了哪些內容，還存在哪些欠缺。

1.3軟件開發過程對應的專業課程設置

筆者有幸為中南民族大學軟件工程專業以及本校與美國威斯康星大學合辦的3+2軟件工程國際合作試點班的學生講授部分專業課程，包括軟件工程、軟件測試、用戶界面設計、軟件項目管理、面向對象的軟件開發方法5門課程。對于相關的其他專業課程，我們將不做說明，如CMMI、軟件過程、軟件質量保證等。

這些課程與軟件開發過程流程是一一對應的關系。軟件工程課程是專業核心課程，涉及內容廣泛，是其他專業課程的基礎，也是整個軟件開發過程流程的基礎，主要內容包括軟件需求提取、分析、設計、測試、維護變更管理以及軟件質量控制、軟件項目管理、軟件開發配置變更管理、軟件開發標準以及軟件開發方法。軟件測試貫穿軟件開發過程的始終，包括用戶需求的確認、用戶界面的確認以及單元測試、集成測試、系統測試、Alpha/Bete詛測試、評審、驗收等內容。用戶界面設計主要包括軟件界面設計理論、原則和規范，在實際軟件開發過程中，是圖2中的系統概要設計/用戶界面驅動分析部分，通過與用戶反復溝通確認需求，是測試的基礎，同時也是軟件編碼階段、評審、驗收階段的依據。軟件項目管理主要對軟件的質量、成本和進度進行管理和控制，同時考慮如何在軟件開發過程中避免不必要的風險或者降低風險的影響。面向對象的軟件開發方法著重于軟件開發過程中面向對象的需求分析和設計，包括用戶分析、界面設計、類模型、動態模型、狀態模型等一系列的分析和設計。

這5門專業課程從不同的側面講解軟件項目的開發過程和方法，各有特點。但是對于為什么要學習這幾門課程，以及它們在軟件開發過程中處于什么樣的位置，起到什么樣的作用，是教師在教學之初就應該明確的。

2 整體項目模式下系列課程的教學

根據整體項目模式原理，實踐項目應貫穿到各專業課程之中，系列課程最好使用同一項目，這樣更能加強學生理解軟件開發過程的不同方面。該項目在專業課程開始之前就必須存在，即已經完成或正在進行中的實踐項目，因此，系列課程必須是相互聯系并且能基于同一項目案例，這和傳統的項目教學方式雖然模式一致，但是效果卻有本質的不同。圖3為系列專業課程的項目案例、課程和學生實踐案例示意圖，5門課程都基于同一實際項目案例，學生根據自己所做的項目，按照不同專業課程要求的格式和內容書寫相關文檔。

2.1先案例后理論的案例驅動教學模式

軟件工程專業的特點是實踐性非常強，軟件工程的很多理論都來源于對實踐的總結和歸納。因此，教師在教學過程中采用先案例后理論的案例驅動教學模式，符合軟件工程專業的授課特點。

首先，教師要講解實際項目案例的文檔，該文檔是一套完整的、從不同側面反映軟件開發過程的實際文檔。對于每一門專業課，教師首先講解需求提取、需求分析過程、功能提取、系統功能結構框圖等，讓學生明確該系統的背景和要解決的問題，以及需要具備什么樣的功能以實現目標。

其次，教師要聯系實際項目案例，講解課本上的理論，將每個理論知識點與實際的項目案例相結合，讓學生充分理解理論。在實際講解過程中，對于新開課，新教師若碰到教學學時偏少的狀況，可以言簡意賅地講解重點知識；實踐經驗豐富的教師，碰到學時偏少的情況可以精簡案例功能，講解1～2個功能即可。

最后，教師必須強調實踐的重要性并給出標準的文檔規范，要求學生按照自己的實際項目書寫標準的文檔。在每一門課程講解完畢后，教師再一次幫助學生回顧該課程在軟件開發過程中的位置。

以軟件項目管理為例，在正式進入課程教學之前，教師需要做大量的工作，首先需要準備的文檔有項目需求、項目需求分析報告、可行性分析報告、項目開發計劃書、項目Demo程序演示、軟件項目投標書、軟件項目開發合同。然后，開始進人軟件開發項目管理過程教學，軟件項目主要內容有成本管理、進度管理、人員管理、風險控制等理論內容。實際的軟件項目管理主要分為4個階段：IT項目的啟動階段、IT項目的計劃階段、IT項目的執行控制階段、IT項目的收尾階段，這在一般的教材中很少提及，但是教師在內容講解中要明確階段任務。IT項目的計劃階段涉及48個文檔；IT項目的執行控制階段涉及45個文檔；IT項目的收尾階段涉及14個文檔。

教師在講解合同的內容時，可以直接參照“軟件項目開發合同”進行講解。對于必不可少的合同內容，教師就必須跟學生講清為什么必須要包含這些內容；講解成本計算的時候，根據文檔“工作包、進度和預算”進行項目的WBS分解以及基本的估算方法。

總之，由于教材先理論后案例的局限性，在聽課之初，學生覺得枯燥乏味。而教師通過先案例的方式能有效調動學生在課堂上的學習積極性，為后面的項目實踐奠定基礎。

2.2學生項目實踐環節

每一門專業課都有上機實踐部分，學生在實踐課上主要是書寫文檔。每門專業課都有各自不同的文檔，軟件工程課程要求學生必須完成標準的13個文檔；軟件測試課程需要軟件測試報告文檔；軟件項目管理課程有127個文檔；面向對象的軟件分析方法課程有包含9大部分內容的軟件項目分析與設計文檔。每一門課程的文檔內容非常多，要求每個學生最好獨立完成，主要訓練每一個學生的文檔書寫和理解能力。

需要強調的是，學生書寫的項目文檔一定要給出標準的、規范的文檔格式，包括目錄、段落、標題、字體等排版之類的要求。項目模板可以采用軟件工程國標文檔或者相關的其他標準文檔，最好和某一軟件公司的案例文檔格式相一致。筆者在軟件公司任職過程中，很多剛參加工作的大學生書寫文檔的水平非常差，主要是文檔格式、結構和內容混亂，往往給人留下非常不好的印象。整體項目驅動模式下的課程教學，首先強調的就是文檔格式和正確的文檔排版，其次才是內容的正確性與完整性。

在學生項目實踐中，任課教師最好跟蹤指導。學生每次在實驗課上必須完成相應的實驗，并把實驗的電子文檔通過教學資源管理系統或以電子郵件的方式提交給教師。電子文檔的批改能快速糾正學生文檔格式不規范以及內容方面的錯誤，但這個工作量往往很大，每一次電子作業批改的工作量往往是學生數量的3～4倍。這是因為學生按照批改意見進行修改后又會返回給教師，最終達到合格標準的電子文檔往往會被修改2～4次。

2.3考核方式

完成每門課程的項目文檔是學生對文檔書寫熟練程度以及課程內容理解的直接反映，也是培養軟件開發過程中需要具備的素養和習慣的有效途徑，克服學生疏于或懶于書寫文檔的缺陷。因此，教師需要對學生書寫的項目文檔進行考核并將其反映在學生成績上。項目文檔的成績占學生總成績比例的30%～50%較為合理。

2.4教學效果

筆者經過近2年的教學實踐，取得了良好教學效果。以中南民族大學軟件工程專業2008級學生為例，首先，學生很順利地完成了各自的軟件項目，包括中南民族大學學生基金項目；其次，學生能很好地書寫申請軟件項目著作權系列文檔以及畢業論文，書寫的文檔格式規范，只需稍加修改就能將文檔立即轉化成學術論文并發表。這表明學生無論是在文檔格式還是在內容編排上都取得了進步，進一步提高了在軟件開發過程中應有的素質。這也是軟件工程專業學生和計算機其他專業學生之間非常明顯的差別。

就前2屆學生的就業情況，筆者回訪了2家用人單位，他們對中南民族大學軟件工程專業畢業的學生刮目相看，稱贊學生書寫的項目文檔很規范。

3 結語

基于整體項目模式下的教學研究是一種全新的探索，筆者積極努力地探索并實踐，教學工作量巨大。為了嚴格要求學生，讓每一個學生都掌握軟件開發過程的每一方面，我們不對學生進行分組，而讓每個學生自選一個實際項目。即使是同一項目，每個學生也必須獨立書寫文檔。因此，教師對于每門課程文檔的批改至少達到600余次；由于每一份文檔對應不同的項目，對任課教師的要求很高，因此，教師需要對多達100項（有多少學生就有多少項，筆者所教授的每屆軟件工程專業學生人數均超過100人）的項目進行細致地分析和判斷。如果系列課程由不同的教師擔任，則需要這些任課教師相互配合并形成教學團隊。筆者也將進一步探索和研究整體項目驅動模式下軟件工程專業教學團隊的建設。

（編輯：宋文婷）