“互聯網+”背景下輔助教學軟件的分析和設計

王貴鑫+昝鄉鎮

摘 要

針對傳統軟件工程實踐教學中學生參與度不足的問題，提出了“互聯網+”背景下輔助教學軟件的分析和設計。該輔助教學軟件系統以企業軟件開發過程為實訓項目，以軟件工程理論知識為支撐，對項目課題管理、軟件過程設計、學生作業批改、階段文檔管理、代碼版本控制、學生量化評價等環節加以系統功能設計，引導學生參與到項目開發過程，調動學生積極性，優化課堂教學。對該輔助教學軟件進詳細的需求分析，提出軟件整體功能框架，再對關鍵模塊進行程序設計。最終實現一個完整的、以軟件工程課程實踐結合的軟件系統。

【關鍵詞】互聯網+；輔助教學；軟件

今年以來，隨著信息化技術的不斷滲透，“互聯網+教育”對“傳統教育”的優勢更加明顯，在線課堂、在線實訓平臺等教育信息化建設也逐漸成為教師新的教學輔助軟件。如何讓課堂教學變成有溫度的教學，以學生為主體？如何按照IT企業的培養模式去培養人才？如何提高學生的專業素養，提高動手實踐能力？這些問題已經成為當下高校信息化建設關注的重要課題。

軟件工程專業作為計算機專業實踐課程，把學生所學的C編程語言、數據結構，面向對象方法、計算機組成原理、數據庫設計等多方面的專業知識聯系起來，培養學生綜合應用計算機專業知識，分解IT項目模塊并以團隊協作的方式完成系統設計編碼的能力。目前，學校還存在教學方法傳統單一，在軟件設計的過程中，缺乏對項目階段各角色的認知，就業后往往不能適應IT企業項目式開發模式。為此，借助“互聯網+”背景下輔助教學軟件的強大功能，學生學習從線下走到線上，通過注冊登錄在系統進行在線選題，組內討論、提交作業，互助協作和軟件版本控制。教師支持注冊登錄、發布課題、布置作業、項目計劃分解、更改項目進度、批改作業、量化評分等功能。

1 軟件工程混合教學模式下的思考

1993年IEEE（電氣電子工程協會）關于軟件工程（Software Engineering）的定義為：將系統性的、規范化的、可定量的方法指導軟件的開發、運行和維護的一門學科，它設計到計算機科學、工程科學、管理科學、數學等領域的綜合性知識及實踐的應用。它的目的是為建造高質量的軟件提供一個框架。在軟件開發過程中，各團隊成員相互協作、各取所長，通過討論、協商，群策群力的方式進行項目式開發。

依靠傳統的教育方式，學生學習方式單，受時間和空間限制，很難將計算機學科專業知識應用到生產實踐中。往往在項目實踐活動中，拘泥于軟件工程理論知識，缺乏工程化的解決方案，不可能多角度的思考問題。在輔助教學軟件系統中，學生是按照角色進行實訓，通過不同的角色分工來提高項目團隊開發能力，角色主要分為四大類：產品經理、項目經理、軟件開發人員、軟件測試員。其中，軟件開發人員包括：需求分析師、軟件設計師、程序員。一個新學期開始之前，在老師的指導下，學生進行分組，人數應保持在4-5個人為宜。接著注冊并登錄輔助教學軟件系統，選擇軟件開發過程所涉及的角色，角色分配要在組內成員充分討論下確認的，一般由組長任項目經理。當然必要的時候也可以進行角色互換，小組內成員選擇相應的角色之后，系統會自動分配該角色應該完成的任務，項目在實施的過程中，小組各成員必須按照計劃要求完成階段性作業，教師可以在系統中對學生各階段作業進行評價打分，以便學生及時發現不足。輔助教學軟件系統的物理拓撲結構如圖1。

2 輔助教學軟件系統的分析和設計

該項目式輔助教學軟件系統是在Internet上基于Web應用的一種實現方式，本系統依托“互聯網+教育”的新的創新教育理念，能夠從管理和教學兩個方面影響教學工作的運行，主要是模擬IT企業軟件開發過程，實現教師和學生線下線上互動學習，從而達到鍛煉學生軟件項目分解、設計及編碼的目的。針對軟件工程項目式教學的特點，本系統主要用戶有教師、學生、系統管理員三類用戶。包括：①教師功能模塊；②學生實訓模塊；③信息管理模塊；④教學資源模塊。該軟件的層次結構圖，如圖2所示。

2.1 教師功能模塊

教師模塊的任務是實現教師制定軟件工程課程各個階段任務及進度計劃，編輯上傳教學資源，發布項目課題，查看批改各階段文檔和代碼，階段打分，組織教學活動。該模塊的內容主要包括課前準備、課堂教學、課外作業和學生評測等活動，同時批量管理學生信息，對同類目下的內容統一管理。由此可以看出教師功能模塊主要由實務管理子系統和信息管理子系統兩部分內容構成，其中，實務管理子系統是教師功能模塊的核心業務。主要實現課題管理、課件管理、進度管理、任務管理、學生記錄跟蹤、作業批處理及成績管理等功能。信息管理子系統包括用戶注冊、用戶登錄、密碼重置、公告信息管理等功能。

（1）課題管理：課題是教師在新學期開始前，注冊并由管理員審核通過，在系統中錄入本學期的項目實訓題目，為學生實訓提供方向。

（2）課件管理：課件是教師上課時提供的實操案例，通過對企業案例講解，讓學生學會問題分解，并能快速搭建軟件模型。

（3）進度管理：對不同項目的里程碑進行嚴格的把控，通過平臺設置項目階段節點，使學生優化項目開發時間。

（4）任務管理：根據項目實際情況，按照軟件生命各周期特點，規定不同階段需要完成的任務，包括軟件文檔以及程序代碼，向學生進行任務派發，

（5）學生記錄跟蹤：類似系統日志，教師可在線查看學生日志，包括學生訪問課程時間按、次數以及某個項目的參與情況。

（6）作業批處理及成績管理：對每個階段完成的文檔和程序代碼進行客觀評價，通過批改進行階段性打分，通過姓名和學好可以查看、修改階段成績。

（7）用戶注冊和登錄：老師、學生以及系統管理員，通過不同權限完成系統功能操作，系統管理員具有最高系統權限。

（8）公告信息管理：將學生在軟件開發中共性的問題放在公告版，組織學生大討論，在討論中幫助學生建立工程化的思維方式。

2.2 學生實訓模塊

學生實訓模塊幫助學生完成課程設計，提供自主、開放的學習環境，可以完成文檔設計編寫，代碼編寫，也可以自主完成項目選題，下載教師共享資源，下載軟件過程階段課件，查看項目進度要求，實訓作業提交、查詢成績、文檔管理、代碼版本控制等功能。

（1）登錄模塊：首先，通過教務系統將學生名單導入到該教學輔助系統中，學生通過設定的用戶名和密碼進入到教學輔助系統中。

（2）課件下載及查詢：通過下載教師課件，查看每個課件（案例）中不同的任務在不同的階段是怎樣由不同的角色來完成的，并可以查看該項目階段代碼及詳細的代碼說明。通過案例分享，讓學生真切的感受項目開發的過程。

（3）項目進度查詢：通過子頁面可以查到該賬戶下所有選題的（實訓項目）的進度情況，以及未完成任務及預期時間。

（4）成績查詢：在線查看該賬戶下已完成課題以及教師每個階段批改的作業的成績、評價。

2.3 信息管理模塊

（1）文檔管理：用于上傳和下載行業相關的約束文件，教師課件及不同項目階段性產生的文檔，并在平臺統一分類管理。

（2）代碼版本控制：支持文件重命名提交系統會提示刪除舊文件，創建新文件，是項目小組協同工作重要的工具。

2.4 資源管理模塊

教學資源主要包括教學課件、教學計劃、實驗報告模版、參考文件、導學文件、教學視頻、精品課程資料等。

3 網絡輔助教學與課堂教學混合模型

教學實踐表明，使用網絡輔助教學軟件可以改善課堂教學的效果，尤其是類似軟件工程項目式教學案例，不到可以彌補教學資源不足，并且可以方便教師掌握學生學習進度，發現學生在學習過程中的“盲區”，通過“線下講解、線上分享、線上實訓”教學方式，使項目開發過程階段化、模塊化，充分降低了學生綜合實訓所面臨的難題，這些都是課堂教學無法比擬的優勢，有效地提高課堂教學質量。結合課堂教學與輔助教學系統的特點和優勢，提出了線上先下混合教學模式下的教學模型，如圖3所示。

4 結語

基于“互聯網+”的計算機輔助教學軟件系統，為教師和學生進行教學改革提供了方法和平臺，改變了教師為主體、學生被動接受的教學模式，學生的能力得到了提升，從以前的盲目學習變成探究學習。在互聯網的帶動下，教育逐漸從線下走向線下線上混合模式。今后，探索更多未來教育教學新模式，以此促進數字化學習環境的形成，促進教育信息化和教育現代化，促進優質教育資源社會成員共享。

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作者簡介

王貴鑫（1986-），男，山西省大同市人。碩士研究生學歷。現為溫州商學院助教。研究方向為光伏并網發電、智慧城市。

作者單位

溫州商學院信息工程學院 浙江省溫州市 325035