項目驅動下的軟件工程教學方法探討

盧照++王琦++李奮華

摘 要：軟件工程課程是大學計算機專業的一門必修課程，針對目前在教學過程存在的一些問題，文章從課程本身的性質出發，結合教學培養目標，給出了一種項目驅動下的案例教學模式，對軟件工程教學提供了一種新的思路和方法。文中介紹了教學項目選擇的一些標準，項目的綜合性和難易度要適中，確保項目能夠覆蓋教學的各環節。同時，給出了項目教學的具體實施方法和考核方法。經過近幾年教學的不斷總結和完善，項目驅動教學方法有效提高了學生的實際分析問題能力和動手能力，起到了很好的教學效果。

關鍵詞：軟件工程；項目分析法；案例教學；案例庫

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

軟件工程是大學本科計算機科學與技術專業的一門重要的必修課程，是應用計算機科學理論和工程管理的方法，按照進度和預算，實現軟件產品的定義、開發、測試和維護的工程。軟件工程課程是一門實踐性很強的課程[1]。軟件工程作為用來指導計算機軟件開發與維護的一門綜合課程，已經由最初的一門學科方向發展成為以計算機科學技術為基礎的多學科交叉課程。通過軟件工程的學習，使學生能夠了解和掌握軟件工程開發過程中的一些基本思路和方法，同時具備作為軟件工程師所需的專業能力，為今后從事計算機軟件開發和維護提供有力的指導作用。

2 軟件工程教學中存在的問題（Problems in software

engineering teaching）

由于軟件自身的一些特點，造成軟件開發和維護都不能很好地得到安排和實施。在傳統的軟件工程教學中存在以下問題。（1）教學內容重視理論，教學實踐不夠，培養出來的學生動手實踐能力較差。（2）教學方式以教師課堂授課為主，學生大多是被動的聽課，未能積極地進行思考和深入學習，學習的積極性不夠。（3）在校學生基本沒有參加過實際項目，沒有開發經驗，對軟件工程的內容感覺很抽象，不能很好地理解知識，覺得軟件工程沒有實用價值。（4）教材中的案例缺乏完整性、系統性和實用性，大多是一些過時的示例，不能很好地調動學生的興趣。（5）教學過程中，由于學生的基礎水平存在差異，教師未能很好地因人施教，基礎較差的學生不能很好地理解知識。現有的教學方式很難滿足學生的實際教學需求。

3 教學內容分析（Analysis of teaching content）

軟件工程課程是一套較完整的教學體系，以培養學生實踐動手能力為最終目標，在教學內容安排上主要分為基礎知識教學、技術應用教學和技術實踐教學三方面進行[2]。以張海潘老師的《軟件工程》教材、鄭人杰老師的《軟件工程導論》教材為例，主要分為四大部分內容，分別是軟件工程概述、傳統的軟件開發方法、面向對象的軟件開發方法、軟件維護和軟件管理。在傳統軟件開發方法和面向對象軟件的開發方法中，都是圍繞三個方面進行教學。

3.1 軟件基礎知識

在基礎知識教學中，給學生講解軟件工程發展概述、軟件工程的基本思路和開發思想、軟件工程的一些開發技術和方法原理知識、軟件工程管理的基本理論知識等內容。在這一階段的學習中，主要以知識教授為主，教師起主導作用，要能夠很系統地、完整地講解軟件工程的知識體系。軟件基礎知識部分是軟件工程課程的基礎。在該部分講解中，可以采用一些舉例教學方法，牢牢抓住學生的注意力，讓學生對軟件開發產生興趣，才能很好地去學習下一階段的內容[3，4]。

3.2 軟件技術應用

該部分主要給學生講解軟件開發過程采用的基本思想，同時在教學過程中一定要明確軟件工程技術的應用方法和思路。該部分是很關鍵的一個環節，主要引導學生進行分析實際問題的基本技術方法。在教學過程中，要以當前流行的統一開發過程、面向對象技術和統一建模語言（UML）為基礎內容，特別是采用UML的分析方法基本思路為重點進行講解，同時結合基本的案例進行完整的教學和展示。包括一些常用的軟件工具的使用與結合，例如Power Designer、Rational Rose、Star UML、Junit等工具和環境，使學生能夠更好地掌握軟件工程的方法與技術[5]。在教學過程中，重點在于講解分析軟件開發的基本方法和思路。軟件工具只是幫助實現開發人員的思路，因此不需要進行過多的講解[6]。

3.3 軟件技術實踐

軟件技術實踐是軟件工程教學中必不可少的一個關鍵環節。傳統教學中往往對這部分內容不夠重視，造成學生的學習和實際脫節，對軟件工程學習失去興趣和信心.因此，在教學安排上，要注重技術實踐環節。在軟件工程教學中，實踐教學起著理論到實際的橋梁作用，可以通過項目選題、學生組隊的方式，采用答辯討論相結合的教學方式進行講解，只有這樣才能培養出具有實踐能力的應用型人才。

4 項目驅動下的實踐教學（Project-Driven practical

teaching）

軟件工程是一門實踐很強的課程，在給學生講解過程中，必須要從實際案例出發，結合實際開發展開講解。在案例為主的教學過程中，必須以學生為主體，在指導老師的指導下完成。在教學過程中，始終圍繞教學任務和大綱為核心，不僅要注重實踐結果，更要注重學生在實際動手過程中的具體問題解決和方法的培養。

4.1 教學設計基本思路

根據教學大綱和教學要求，展開項目化實踐教學設計。

（1）在學時分配上，實踐教學與理論教授達到對半分，必須讓學生從理論課堂解放出來，多在實驗室完成必要的實踐課程學習。

（2）學生的組織上，要求學生按照團隊組隊進行實踐，一般為3—5人一組，每個組的組長必須經過嚴格篩選，具有很好的協調組織能力。組員要具有嚴格的分工，每個組員都要參與系統的需求分析、設計、編碼、測試等，但要由一個組員重點負責，只有這樣才能激發學生學習的積極性，避免了只有組長完成其他組員不管不問的現象。endprint

（3）項目題目的選擇上，首先要考慮題目的難易程度要適中，不僅在課上可以進行訓練，在課后還需要進行綜合的小組討論分析完成；其次，在題目選擇中，要能夠很有針對性的訓練，前后的依賴和關聯盡量少，可操作性強。

4.2 實踐教學的管理和考核辦法

項目驅動的實踐教學中，著重要培養學生的動手能力，讓學生能夠積極地融入項目開發過程中，積極主動地去學習。在教學管理中，模擬公司的項目經理負責制度模式，要求各個組組長進行完全負責制，組內各個組員根據之前確定的各自擔當相應的項目角色，完成各自的任務。

項目驅動教學的考核中，可以采取多種樣式結合的方法完成，例如階段性項目進度演示、各個階段文檔提交、項目階段性答辯、項目驗收和結題答辯提問等形式進行評審考核。

4.3 項目驅動教學對學生能力培養的目標

軟件工程學習中，培養學生的軟件技術能力是關鍵，要圍繞這個核心目標進行教學。在實踐教學中，完全按照項目開發的基本思路進行分析教學，從而能夠很好地培養學生以下幾方面的能力。

（1）培養學生自學能力。在項目實際開發過程中，學生是主體。在開發過程中，學生會查閱很多相關的資料文檔，搜集很多相關方面的知識，從而大大提高了學生自主學習的能力。

（2）培訓學生的團隊協作能力。在教學實踐過程中。學生是按照分組進行的，小組成員在開發過程中要進行相關的討論和分析，每個階段達成共識后方可進行開發，整個項目的完成都存在組員之間的相互協調，很好地鍛煉了學生的合作能力。

（3）培養學生興趣愛好和創新能力。在實際開發過程中，學生接觸各個類型的知識，從中可以發現自己的興趣點，很好地激發學生的學習興趣。同樣，針對相同的問題，不同的開發小組會有不同的開發思路，同學們可以大膽地分析和設計，從而很好地培養了學生的創新能力。

5 項目教學的實施過程（The implementation process

of project teaching）

項目驅動教學中，要根據軟件工程要求，一般將項目管理過程分為可行性分析、需求分析、系統設計、編碼、測試、驗收和維護等階段[7]。在每個階段需要完成的內容都是各不相同的，因此在選擇開發案例上要有很清晰的思路，幫助學生進行理解和思考。為了能夠很好地體現各個階段的重點，一般采用的教學模式主要由以下幾個階段組成，分別為：項目選擇—任務分析—基礎知識學習—實踐完成任務—結果考核—評價總結六個階段進行。從這六個階段出發，可以覆蓋軟件開發的整個過程，能夠全面地提高學生實際動手能力和問題的分析能力。在教學過程中，要根據實際情況隨時靈活地進行調整，這樣就可以靈活地調整教材的章節順序，打破常規的講解順序，讓學生能夠更加深入地感受到軟件分析設計的整體過程。

在項目實際實踐開發過程中，將班級按照3—5人進行分組，每個組為一個開發團隊，分析實驗項目的需求說明，然后按照要求完成軟件的需求規格說明書。根據軟件需求規格說明的要求，分析設計軟件系統的總體框架和功能結構，再將設計好的各個模塊分配給每個團隊進行開發。在分配模塊時，可以將同一個模塊分配給不同的幾個團隊進行開發。在開發過程中，團隊之間可以相互競爭、相互學習。團隊內部成員之間一定要進行明確的分工，包括模塊業務流程設計、模塊程序流程設計、數據庫分析設計、模塊接口設計、模塊代碼的編寫、模塊測試、文檔的書寫等，要求組員之間分工完成。當各個團隊的模塊開發完成之后，要求所有的小組進行一次對接，此時需要老師從宏觀上對項目需求進行一定的梳理，再次明確項目的任務需求，重點引導學習如何對不同小組的模塊進行集成。然后開發不同模塊的小組進行自愿的結合，將各個小組完成的不同模塊進行有效的對接和集成。在這個過程中，一定要注重鍛煉同學們之間的溝通能力和團隊協作能力，進行測試的同學要完成集成測試的工作。此階段完成之后，一個比較完整的系統就搭建起來了。在實際應用中，一個軟件項目隨著用戶的使用，會出現一些問題需要修改，或者后期由于業務的不斷拓展，軟件不能滿足需求，要進行必要的完善。這一系列的變化，都要能夠進行必要的維護工作。為了能夠盡可能地從實際出發，在系統開發完成之后，要求在需求變動的情況下，再次要求學生進行開發工作。同樣，可以按照模塊進行修改維護。此時，要求小組做好必要的維護修改文檔記錄。

在項目開發管理過程中，實行每周固定時間到實驗室開例會，要求每個組長必須參加，組員在時間允許情況下也要參加。在例會上，首先匯報各個團隊小組的進度情況、遇到的問題、計劃如何解決、下一步的安排等，從而保證了每個小組的項目進度把控。其次，小組之間進行必要的探討，特別是在集成開發過程中，各個小組確保能夠及時交流溝通，進一步提升和鍛煉學生之間的協作溝通能力。

軟件項目開發是一個系統的復雜過程，要提高學生的實際動手能力，必須要嚴格要求，不能有一點疏忽。在教學過程中，一定要以學生為中心，時刻把控學生的狀態，及時發現問題，解決問題。如果發現學生有共性的問題存在時，可以對理論知識點進行完善和深入的講解，只有通過反復對軟件工程知識點的學習和技術方法的練習，才能提高學生完成任務的能力。這里需要強調的是在每個階段完成項目任務后，一定要求學生對每個階段的完成情況進行總結，書寫總結報告。報告中要說明項目存在和發現的問題，以及如何解決這些問題，整個過程中學到了什么等等。只有不斷地總結，才能更好地提高自身的能力。

6 教學項目案例資源的整合（Integration of teaching

project case resources）

近幾年來，軟件工程教學團隊對各環節都進行了必要的記錄和整理，形成了較為完整的教學資源，為教學提供了很好的教學素材和保障。其中，在項目教學庫中，結合實際的工程項目，添加了很多實際應用型的項目，真正讓學生參與到實際的項目開發中[8，9]。endprint

（1）建立典型的教學案例資源庫。在教學案例資源庫中，將教學的典型案例按照章節進行分類，可以很好地組織和安排教學，同時也為教師提供了很好的教學素材。教學案例資源的整理是不斷完善和更新的過程，需要任課教師不斷地挖掘和整理，保證案例庫都是近期具有實際意義的項目，確保學生能夠有興趣地投入到開發分析當中。

（2）建立合理完整的實踐教學項目庫。在實踐教學環節中，結合近年來具體的教學內容，同時參考了一些程序設計大賽的要求，從各個具體要解決的問題出發，進行完整的分析和設計，形成了較為完整合理的項目庫，提供給學生進行實踐能力提高的重要資源。在項目庫中，大多數項目都是從實際中提煉而來，完全不同于課內的實驗。項目庫中的具體項目可以進行必要的拆分，具有一定的獨立性，可以將其中一部分提取出來進行講解，著重體現基本分析思路，同時要注重學生綜合能力和實際解決問題能力的培養。

7 結論（Conclusion）

項目驅動的教學方法已在我系計算機科學與技術專業的班級里進行了多次，取得很明顯的效果，同時也得到同學們的一致好評。學生的軟件開發綜合素質得到了明顯提高。項目驅動的案例實踐教學法，能夠更好地幫助學生理解和掌握軟件工程的原理方法和技術，能夠進一步提高學生的學習興趣和積極性。在項目案例開發過程中，每一個環節都要求學生盡可能地接近實際開發，極大地提高了學生的動手能力、分析解決問題的能力，進一步培養了學生的團隊精神，并學會了團隊成員之間的協同工作。項目驅動教學法是對傳統教學方法的補充，在教學過程中一定要重視課堂理論的教學過程，同時對各個章節的教學內容進行認真分析并編寫教案，尋找合適的教學案例，不斷對案例進行修改和補充，只有這樣才能更好地完成教學任務，培育出應用型的專業人才。

參考文獻（References）

[1] 劉黎明，張曉民，王水.項目管理在軟件工程教學中的應用與實踐[J].中國教育信息化，2009（19）：72-74.

[2] 張忠林，王堅生，蘭麗.軟件項目管理思想在“軟件工程”實踐教學中的應用[J].計算機教育，2010（2）：157-160.

[3] 陳渝，陳媛.基于應用能力的“程序設計基礎”教學體系改革[J].計算機教育，2011（22）：33-39.

[4] 楊鋒英.程序設計基礎課程教學探索[J].計算機教育，2013（4）：

25-29.

[5] 岑宇森，熊芳敏.“軟件工程”課程項目教學法研究[J].計算機教育，2009（3）：83-85.

[6] 廖禮萍，劉宏哲，馬小軍，等.面向應用型人才培養的軟件工程課程教學改革[J].計算機教育，2014（14）：19-21；40.

[7] 劉強，陳越，駱斌，等.“軟件工程”課程教學實施方案[J].中國大學教育，2011（2）：41-44.

[8] 盧瑩，林蔭.《軟件工程》課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2014（2）：42-43；36.

[9] 張海藩.軟件工程導論[M].北京：清華大學出版社，2011：72-76.

作者簡介：

盧 照（1983-），男，碩士，講師.研究領域：并行計算，智能信息處理.

王 琦（1978-），男，碩士，副教授.研究領域：軟件工程設計.

李奮華（1977-），男，博士，講師.研究領域：社交網絡.endprint