與時俱進的軟件工程教學

吳志輝　文志誠

摘要：從計算機軟件工程專業軟件工程課程的實踐教學方法改革角度，對軟件工程實踐教學的內容、方式、平臺等方面提出一些實用的方法和建議，介紹完整實現移動平臺新技術、新知識的教學案例項目。

關鍵詞：軟件工程；移動軟件開發；實踐教學

1.背景

2013年，中國大陸有699萬大學畢業生需要就業，面對如此嚴峻的形勢，如何提高學生就業率成了各大高校面對的巨大難題。從專業教學的角度來考慮，學校要努力提高學生的專業能力，使之能適應各種工作的要求，擴大就業范圍，提升就業實力；就軟件工程專業而言，學校要豐富學生的開發經驗，使其了解當前軟件開發的主流方向，并掌握其中多個方面的開發技術；總之就是要適應時代的要求，全方位提升學生各項能力，在就業難的困境中找到光明之路。

筆者從當今IT業的硬件、軟件發展趨勢和軟件開發方向出發，結合實際的教學經驗，提出了一些看法和建議，設計和建立了一些完整的教學案例系統來擴展教學內容。

2.軟件行業的硬軟件發展趨勢

從計算機的普及，到互聯網的廣泛運用，再到目前的物聯網技術的興起，信息技術進入了第3個信息時代，這得益于各種各樣的計算機硬件和傳感器的高速發展。處理器功能越來越強大，體積和功耗越來越小，各種智能傳感器和嵌入式沒備得到了極大的發展，為物聯網時代的到來奠定了堅實的基礎。了解這種趨勢對學生是有極大幫助的，軟件開發終究離不開硬件的發展，

首先，以蘋果公司為代表的智能手機iPhone和平板電腦iPad開啟了移動設備的新時代，從2006年到現在，幾年的時間，它顛覆了手機和電腦的概念。后來谷歌推出免費的Andriod移動設備操作系統，使得智能手機成為人類離不殲的基本工具。2012年，微軟也終于發布了自己的統一操作系統Windows 8，可以在PC、平板電腦、智能手機上運行。這三大巨頭在各自的軟件商店都有超過幾十萬的應用，并且還在不斷增長中，各個公司和個人都在積極為這些智能沒箭開發軟件。這一趨勢不僅改變了軟件開發的平臺，也改變了軟件開發的方向，傳統的桌面程序和基本的Web應用程序開發已經遠不能滿足當今社會的需求，如果不了解移動平臺軟件開發的基本技術，將會對學生的就業能力形成極大的障礙因此，在軟件工程教學中，教師會向學生灌輸這些思想：如果不想被淘汰，必須掌握至少一種移動設備的軟件開發工具，能掌握多個平臺的開發就能適應更加廣泛的就業要求。

3.軟件工程實踐教學內容的改革

軟件工程課程主要講授軟件開發過程的基本方法、工具和管理知識，是一些“放之四海而皆準”的概念、原則和經驗，而實際的軟件開發平臺、環境、內容等千差萬別，如果不在一個實際的環境中實踐，恐怕也只是紙上談兵，軟件工程知識也無法為學生開發軟件提供一個萬能的解決辦法。因此，軟件工程的實踐教學得到了許多高校的大力支持，但教學的內容仍過于陳舊，無法跟上時代的步伐，所以從2012開始，在軟件工程教學中，我們增加了一些實用內容。

3.1增加面向對象開發方法的多個案例

面向對象的軟件工程方法是軟件工程課程的核心內容之一。軟件建模雖然不針對具體的程序語言，但如果沒有具體的案例來體現其優勢，會導致許多學生對其認識模糊。遺憾的是，很多學生天天在講面向對象，但在他們的畢業設計中可以看出，能真正使用面向對象設計和實現軟件系統的學生少得可憐。因此，教師也必須學習新知識，特別是移動開發的相關知識，以編寫實用的教學項目，在課堂上展示實際的效果，既提高學生的學習興趣，了解知識在實際項目中的運用方法。由于蘋果公司的軟件開發要求過于封閉和苛刻，我們的幾個實際教學項目都是針對Andriod和Windows Phone、Windows 8平板而設計編寫的，分別是基于移動平臺的定制短信群發軟件、郵件群發軟件、移動黑板、手機游戲坦克大戰等。

3.2增加針對移動平臺的軟件開發知識介紹

智能移動設備，如智能手機、平板電腦，比PC增加了不少硬件特性，使開發移動設備程序具有很多新的特點。

首先，輸入設備變化大。大多設備支持多點觸摸，鍵盤輸入使用很占屏幕區域的軟鍵盤，這使得人機交互界面的設計也發生了很大變化。另外，麥克風、攝像頭、方向傳感器、重力傳感器、光線傳感器、閃光燈、GPS、Wifi、藍牙、甚至近距離通信NFC等設備已經成為智能手機的基本配置。如果不給學生介紹這些知識，不在教學案例中使用這些設備，學生可能會產生知識盲區，甚至在應聘的時候給用人單位留下不好的印象。例如，在分析設計“移動黑板”時，教師引導學生設計了基本的黑板、黑板頁、圖形等對象，使用了組成設計模式。圖形的輸入，是通過接收觸摸信息獲得的，因此上課時，教師應順便給學生講授一點有關觸摸編程的知識，并在實際案例中展示編程代碼和運行效果。該程序在windows 8系統上運行，可以同時繪制最多10個圖形。

其次，教師要給學生學習新知識降壓。目前三大科技公司都為移動平臺的軟件開發提供了優良的開發工具，也都使用面向對象的思想，還提供了大量的類供程序員使用。Object-C、Java、C#，都是典型的面向對象編程語言。有了OOAD的軟件工程思想，進一步深入學習的阻力不大，教師可以通過共享教學案例的設計源代碼，有效幫助學生克服學習的畏難心理。

3.3多種方式加強實踐教學

軟件工程是門實踐性很強的課程，只有通過實踐才能真正提高學生知識應用能力、創新能力和協作能力。然而，傳統本科專業的軟件工程教學一般都只有理論教學，總學時在48課時以內，如何在有限的課時內，得到較好的實踐效果，需要發揮教師的智慧。

首先，在課程開始，教師就預設了較多的小項目供學生選擇。學生可以4人一組，從中選擇一個題目，教師要求他們在整個教學過程中，始終堅持完成此項目。針對移動平臺，我們預設了這些小程序：endprint

（1）用于XAML語法教學演示系統的設計與實現；

（2）從新聞網站自動獲取特定新聞的移動客戶端程序的設計和實現；

（3）從中央氣象臺獲取天氣預報的移動客戶端程序的設計和實現；

（4）從新浪財經頻道自動獲取股票信息的移動客戶端程序的設計和實現；

（5）智能手機貪吃蛇游戲程序設計；

（6）智能手機坦克大戰游戲程序設計；

（7）智能手機短信群發程序；

（8）智能手機郵件群發程序；

（9）智能手機音樂及歌詞播放器。

這些程序都不大，比較適合實踐教學，也可作為畢業設計的練兵項目。教師可提倡學生自擬題目，但要評審題目是否合適，限制其復雜性和規模，引導新技術、新思想。

其次，教師要制定合理開發進度，適當超前課堂教學，在課堂上展示優秀的分析設計成果，現場討論相關問題。對優秀的“作品”，教師在考試成績中給予加分體現。開發活動只能在課外實踐進行，但成果可以在課堂展示，以提高學生主動學習的能力和興趣。

再者，教師組織學生建立移動程序開發QQ群，教師和學生可以在此進行課外交流。教師也可以在群里提供教學案例的開發資料和經驗，如UML模型、設計的源代碼、數據文件等。學生可以在群里提交各自小組的項目文件，也可以討論具體的設計技術和學習經驗，給學生“秀”能力提供了展示平臺。實踐證明，通過這樣的交流，拉近了教師與學生的距離，課堂教學有了豐富的素材可用，教學效果得以體現；較大面積地發現了優秀學生，特別是愿意學習新知識的學生，而不是原來僅限于“創新實驗室”的幾個學生。

4.與時俱進教學效果評價

自2012年來，軟件工程新的實踐教學方式實施了2屆，取得了一些效果，也看到了存在的一些問題。

（1）有效提高了學生的自學能力和主動學習意識，灌輸式學習觀念得以改變。上課不來、課后從不看書、作業抄襲、考試突擊的現象得到抑制。學生通過實踐學習，感受到了教學案例的先進性、實用價值，有效提高了學生利用新技術開發軟件項目的信心和潛能。

（2）有效克服了學生學習新知識的畏難心理，也提高了教師學習新知識的熱情。開發具有新技術、新思想的教學案例，才有信心和能力教授學生，才能使學生感受到有能力使用新技術開發軟件。通過交流平臺，在課外教師和學生都是學習新知識的“新手”，教師的虛心學習態度，能i上學生的學習潛能得以釋放和展現。

（3）使用新技術開發軟件，使軟件工程的思想在實踐中得以體現，增加了同學間相處和協調的能力；使學生逐步培養建立了就業、創業意識。

由于課外式的教學實踐使學習的時間和精力有限，不少學生感到壓力很大，出現情緒低落的現象，甚至產生放棄該課程學習的念頭，課程結束時沒能提交完整的項目實現。要改變這種狀況，辦法之一就是把畢業設計融入到軟件工程教學之中，以實踐教學的項目作為畢業設計的課題。

5.結語

軟件工程教學要與時俱進，既要把握IT行業的發展方向，也要有更好的教學方法和案例，由淺入深地引導學生在軟件工程的思想指導下，逐步熟悉當前軟件的開發方向和技術，努力提高就業競爭能力。endprint