基于Sakai平臺的團隊開發體驗式復合教學模式探索

張程，劉慧君，古平

摘要：《軟件工程》是計算機專業核心課程，但目前教學模式上還有很多值得探索的地方，尤其是如何讓學生將理論與開發實踐結合方法上還有待提高。文章提出了項目驅動的團隊開發體驗式符合教學模式，將教學內容與項目開發結合，通過Sakai平臺實現團隊開發體驗和進度跟蹤，不僅使學生加深了對理論知識的學習體會，還培養了學生的實際開發能力和真實項目團隊體驗。

關鍵詞：軟件工程教學;Sakai平臺;復合教學模式

中圖分類號：G642.0???? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0165-03

一、引言

《軟件工程》是計算機科學與技術專業開設的一門核心專業課程，是學生掌握軟件開發過程和主流的軟件開發方法的重要途徑。同時，由于該課程偏重于系統設計理論與方法學的講解，抽象概念和理論較多，對于項目經驗缺乏、系統知識零散的學生而言，學習難度相對較大，不易抓住重點，容易造成學生的抵觸和怠慢情緒。因此，從2012年開始，我們在《軟件工程》的教學過程中，引入了項目式的教學方式，并結合Sakai平臺作為教學手段，提出了基于Sakai平臺的項目驅動教學改革探索。由于軟件工程是實踐性很強的技術方法類課程，其重點在于培養學生對于軟件開發過程的認識和軟件開發方法的掌握，強調學生對于分析、設計、編碼實現、測試軟件以及撰寫配套文檔的理解和實戰能力。同時，由于現在軟件的普遍復雜性，軟件開發主要以團隊開發為主，而不再是個體單打獨斗的時代。因此，多給學生動手的機會，以團隊方式組織開發，以提高學生實踐動手能力，加強團隊協同的體驗，是《軟件工程》課程改革必須重視和優先解決的問題。但是，考慮到軟件工程本身的理論深度和豐富內容，課堂的理論教學量也不能放棄。如何在理論教學的同時，強化團隊項目開發體驗與實踐，是《軟件工程》教學改革的一個重要內容和方向。Sakai是一項致力于為高等教育機構設計、構建和開展新型協作與學校環境（CLE）的合作型開源軟件開發項目，其目標是開發一個開放性資源的合作與學習環境平臺，適合于各級學校使用的基于網絡的基礎性系統架構，與各高校已有的各種工具模塊和組件整合為一體，形成一套適用于泛在學習環境下高校教學的新一代網上課程教學、管理平臺。Sakai協作和學習環境是一個支持教學、學習和學術協作的靈活的、企業級的應用，它支持全部和部分在線學習。目前，世界上有350多個教育機構采用Sakai作為在線教學平臺，其中包括耶魯大學等世界知名大學;Sakai服務的用戶數量超過20萬，并且其應用范圍和參與的人數還在不斷擴大。Sakai項目近年來在我國迅速推廣，國內學者研究將Sakai作為智能協作平臺、中小學教師遠程培訓系統、混合學習模式下學習平臺、制作網絡課程的平臺等，復旦大學、北京郵電大學、重慶大學等都進行了功能模塊研發及應用實驗。重慶大學于2012年開始在大學本科教學中試用Sakai平臺作為課堂教學的有力補充，《軟件工程》作為計算機專業的核心專業課程，第一時間成為了Sakai平臺試點的首選課程之一。經過近2年的課程改革與實踐體驗，通過Sakai平臺可以更好地解決《軟件工程》課堂教學與實踐環節相融合的集成過程，更為《軟件工程》的團隊體驗式項目開發提供了有效手段和方法。

二、項目團隊開發體驗式復合教學模式

復合教學模式是以科學的教學理論為指導，依托分組教學、研討、協作、活動參與等多種教學模式的相互交叉、相互滲透，并融合多元化的教學內容、多樣化的教學形式、現代化的教學方法而形成的綜合性、立體性的教學模式。結合《軟件工程》的課程特點，提出“項目團隊開發體驗式復合教學模式”，以項目為主體，以項目團隊為組織形式，進行軟件項目分析、設計、實現和管理，在項目實施過程中，激勵學生自我認識，引導學生獨立思考與創新，營造交叉討論的氛圍，鼓勵學生主動表達各自的觀點和思想，從而積極主動地參與分析、評價等活動，將軟件工程的分析、設計、實現、管理等知識點融合到項目實施的各個階段。其主要方法包括以下幾種。

1.學生分組。根據學生個人能力的不同，結合男、女生組合搭配的考慮，在進行學生分組時，教師會提出相關建議，以鼓勵學生組織的團隊具有較強的分析、設計、開發能力，同時也具備良好的協同配合能力和外部溝通能力。建議一：學生分組時應考慮到軟件項目可開發涉及的系統分析、設計、實現和測試環節，而不能簡單理解為“程序開發=編程”，不要只追求開發能力強，而應該更廣泛地組織團隊成員。建議二：建議男、女生組合搭配，提高項目團隊的配合溝通能力。建議三：項目組長不一定必須是開發能力最強的學生，而應該是具有一定的組織協調能力和團隊凝聚力，與項目團隊成員之間關系密切并能夠保持與成員間良好溝通，具備管理能力的同學。建議四：項目團隊人員應限制到4～5人，不允許有2人或以下的開發團隊，適當允許2～3組的團隊成員為5～6人，以確保教學班的每個同學都能夠進入到一個開發團隊中。

2.項目確定。最初的項目確定，采取各項目團隊自主設置題目的方式，但發現存在一定的問題，主要有：學生設置的題目過于零散，多數偏向簡單化，不利于應用和展現軟件開發的過程和方法;題目過多，不利于教師的引導和講解，千奇百怪的諸多題目，讓教師很難在課堂上結合軟件工程的方法對所有項目進行指導;學生自主選擇的題目可能涉及多種編程語言，不易在學校提供的實驗環境中實現。因此，后期及時對各項目團隊的開發題目進行了控制，指定了諸如“校園餐飲管理系統”、“校園一卡通管理系統”、“學生選課系統”、“學生考勤管理系統”等貼近學生生活，能夠日常感知并對其有所體會和想法的題目，更好地讓學生能夠真正參與到項目開發中。

3.團隊管理跟蹤。傳統的《軟件工程》課程項目的團隊管理，主要是以書面報告的方式進行跟蹤。但一學期的《軟件工程》課程，能夠讓各開發團隊提交書面報告的次數畢竟很少，這樣并不能夠緊密跟蹤了解各軟件開發團隊的項目進展，也無法確保每個團隊成員的參與程度。而Sakai平臺恰恰解決了這個問題。Sakai平臺提供了分組功能，允許學生進行分組，并以分組方式提交作業、參與討論等。由于每個學生都有自己的賬號登陸Sakai系統，而系統會記錄每個學生在平臺中的操作，發表的貼子，提交的作業等。《軟件工程》課程教師為每個分組提供了“討論區”，各個項目團隊可以針對自己項目的每個階段內容分別建立“討論版面”，提交討論主題，并用項目成員各自的賬號展開討論。教師可以瀏覽討論區，了解每個項目團隊的討論主題以及每個項目成員的參與情況，對每個項目成員的參與程度和承擔的工作量有直觀的量化了解。

4.過程管理。由于項目開發題目都是以學生在學校環境中能夠感知和體會到的內容為主，因此，學生應能夠從用戶的角度和開發人員的角度對項目進行需求分析和設計，并提交相關文檔。而教師以需求方與技術顧問的雙重身份參與其中。作為需求方，教師針對演練項目提供大致的功能需求，鼓勵學生通過分析問題、調查研究、分析需求和管理需求等活動，學習軟件需求工程的基礎知識和基本技能。作為技術顧問，教師為學生提供相應的學習資源和解決問題的方法及手段的建議，引導學生獨立思考和討論。項目開發以迭代方式進行，使用敏捷開發方法，可以確保學生能夠在較短的時間內做出可運行的系統，并不斷演化完善。這樣，能夠激發學生對于《軟件工程》的學習興趣，提高他們的學習積極性和主動性。Sakai平臺提供的“作業”和“資源”模塊，可以有效地幫助教師進行過程管理。教師可以以“作業”方式要求各項目團隊提交里程碑文檔或階段性文檔，在“作業”中設置“作業截止時間”和“最晚提交時間”，可以限制項目團隊的進度安排，增加項目團隊的時間緊迫感和對于項目進度的現實體會。同時，由于允許“反復提交”，可以比較項目團隊對于同一個問題的不同方案版本，掌握他們對于項目開發問題的認知過程，為課堂教學內容調整提供依據和參考。

5.項目驗收。在完成演練項目的開發任務后，由教師組織項目驗收討論會，要求每個小組演示項目成果，從系統背景、團隊介紹、采用的技術、系統優勢及存在問題等方面匯報，演示系統的各項功能，回答教師和同學的提問，以團隊的形式提交軟件需求規格說明書、軟件設計文檔、項目代碼、軟件測試文檔、軟件過程管理文檔、每周工作報告以及任務跟蹤表等材料。

6.成果考核。由于項目開發以團隊方式進行，因此，成果考核以及成績核定，也同樣以團隊方式進行。項目成果的評定成績和等級決定了該項目團隊所有成員的成績和等級上限。然后由項目組組長依據該項目成果成績，以及項目團隊各成員在該項目開發中發揮的作用和參與的工作量以及效果給出推薦成績，并最終由教師根據各個成員在sakai上體現出的項目參與度進行綜合評價和最終評分。

隨著國內軟件產業的發展，軟件企業對軟件人才的需求無論從數量上還是從質量上都在不斷提升，這也使得高校不斷地嘗試和探索進行各種課程教學模式的改革，從而真正培養出具有實踐開發能力的軟件人才。筆者正是基于這一背景而提出的軟件工程課程體驗實踐復合教學模式方案，以Sakai開放性資源的合作與學習環境平臺為依托，通過團隊項目開發方式來切實提高學生的軟件工程實踐能力。該方案從2012年提出并開始實施，并對2010級和2011級計算機科學與技術專業的學生進行了實踐教學改革的嘗試，取得了良好的教學效果。

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基金項目：重慶市教學改革重發票點項目（132025）

作者簡介：張程（1977-），男，講師，研究方向為軟件開發技術，移動智能;劉慧君（1975-），男，副教授，研究方向為軟件開發技術，個性化推薦;古平（1976-），男，副教授，研究方向為計算機軟件與理論。