系統分析與設計課程教學模式的探究和實踐

陳潔

[摘 要]課題組針對“雙師型”師資不足、教學評價重實現輕設計、不能學以致用的問題，以面向未來、培養可持續發展的能力為目標，對系統分析與設計課程的教學和實踐模式進行了有針對性的改革，強化系統設計意識，引導學生關注和掌握系統邏輯，由宏觀到微觀，逐步求精；在專業實訓的校企合作階段，改變單純的技術培訓模式，更強調學生綜合能力的培養。實踐表明，教學和實踐模式的改革對提升人才培養質量發揮了積極的作用。

[關鍵詞]系統分析與設計；教學模式；教學實踐；校企合作；能力培養

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）05-0095-03

計算機科學與技術專業強調實踐性和工程性，提高學生的實踐能力和創新能力，是應用型本科院校人才培養的核心目標。而能力的培養貫穿于培養體系的每一門課程，課程性質不同能力要求也各有側重。系統分析與設計是計算機專業的一門核心課程，以軟件生命周期為主線，講授軟件系統的分析與設計的方法、過程、工具與文檔，方法性與實踐性并存，尤其強調通過實踐來理解和掌握軟件系統的分析與設計方法，強調理論方法在實際項目中的應用，所以該課程的教學與實踐模式對學生的思維能力、系統能力和抽象能力的達成至關重要。

一、教學現狀及其存在的問題

中華女子學院是女性計算機專業人才的培養基地，作為一所應用型本科院校，更強調知識的實踐應用，在計算機科學與技術專業的培養方案中也設置了從課程實驗、課程設計、專業實訓、專業實習和畢業設計等構成的實踐教學體系，并且面對專業教師缺乏行業、企業背景，工程實踐能力不強的現狀，很早就開展了校企合作方式的專業實訓，時間分別安排在第4學期和第6學期的暑期，稱之為“小學期”。為此，我校先后與多家IT技術公司簽訂了合作協議并建立了校外實習基地，由企業選派有經驗的技術人員進行授課和軟件項目開發指導，在學生積累實戰經驗、提升團隊協作能力以及新技術學習等方面發揮了很大的作用。

但是在軟件開發方面還是存在較大問題——注重實現（結果）輕視設計（過程），忽視分析和深層次的研究，只在同一個水平上重復。這也導致畢業設計的質量不高，做系統開發類的畢業論文類似實驗報告，大部分篇幅都是代碼加截圖，老師的評語大多也是“實現簡單、沒有新意”，這樣的學習結果顯然無法滿足社會對高質量信息技術人才的需求。

計算機專業的基本學科能力包括計算思維能力在內的多種能力。《高等學校計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范》中指出系統能力是一項重要的專業能力，其內涵是要站在系統的觀點上去分析和解決問題，追求問題的系統求解，要多考慮系統的邏輯，強調系統分析、設計和集成能力[1]。因此，要培養學生的系統能力必須強調系統設計。

現在從教學與實踐兩方面分析我校學生存在的問題。

1.課程教學中，教師本身缺乏足夠的工程經驗，沒有重視理論與實踐的有機結合，照本宣科，缺乏真實案例的分析和應用，系統需求被極大簡化，分析和設計過程流于形式，學生只是在理論層面上學習了一些系統分析和設計的方法及建模工具的使用，對學習內容并沒有真正理解和掌握。課程大作業或課程設計就是完成一個以數據庫操作為主的簡單的軟件系統，雖然形式上也要求學生按照工程方法進行系統分析與設計，但并不注重設計與實現的相關性，考核重點放在最終實現的軟件上。很多學生是在系統實現以后，再撰寫系統分析和設計報告，沒有按照軟件工程的工作流程來進行系統的開發工作[2]。

2.專業實訓在第6學期末進行，由于直接面向學生的就業需要，通常都是以學習和應用新技術為主，如結合一個實際項目學習某種設計框架的使用。企業講師為了完成項目開發的要求，將教學重點放在代碼實現層面的技術應用上，認為學生沒有項目開發經驗，對于分析過程說了也不理解，軟件的應用需求往往被極大簡化，整個項目的分析和設計部分只是簡單帶過，直接就是按照企業已做好的設計文檔開始編制軟件，業務處理邏輯的要求也較為簡單，缺乏深入的分析。為了顯現成效，考核重點也是放在最終實現的軟件上，因此學生也只是關注軟件系統的代碼實現及新技術的應用，忽視對問題的深入分析和思考。

缺少系統分析和設計方面的實踐訓練，導致學生在進行項目開發時，往往缺少全局意識，缺乏問題的分析和抽象能力，一上手就想著怎么用程序實現，思路很容易就局限在編碼的細節上，其結果就是能夠實現常規的基本的流程，但是對于稍復雜一些的業務功能就沒有解決思路，難以深入做下去。

二、改革課程教學模式，加強理論與實踐的有機結合

系統分析與設計課程的教學過程本身就體現了一個由簡到繁、從宏觀到微觀、逐步細化、分而治之的問題求解過程，教學目標就是培養學生的系統分析和設計能力，以及分析問題和解決問題的能力。為此，應該重視培養學生的實踐工作能力，側重知識的應用。

結合我校教學的實際問題，首先從課程入手，針對學校教師缺乏工程經驗的情況，請企業講師進校授課，本專業校內教師特別是有過項目開發經歷的教師，須隨堂聽課，進一步學習企業的項目開發經驗和符合行業規范的開發方法，來年再擔任課程教師。

學校教師具有理論教學的優勢，但不能只停留在理論層面的方法論的介紹上，必須加強理論和實際應用的有機結合，并強化學生的設計意識。

1.明確課程學習目標和能力要求。在前期的課程學習中，學生接觸的基本都是一些業務邏輯比較簡單的應用，設計的意識不強。所以，在開課第一節介紹學習內容和學習方法的環節中，就要告知學生，要開發一個比較復雜的軟件應用系統，必須先有設計再有實現，先做方案再去實施。就好比，要蓋一棟樓房或者一座高樓大廈，就必須先有設計圖紙，再按圖紙施工。這門課的學習目標就是如何把“設計圖紙”（設計文檔）做出來，作為后續“施工”（編碼）的依據。學習的過程就是鍛煉自己分析問題解決問題的能力以及創新應用能力的過程。

2.加強理論知識在實際問題中的應用訓練。本門課程的理論課時和實踐課時各占一半。

（1）在理論教學環節中，講授系統分析和設計方法、CASE工具（Computer Aided Software Engineering，計算機輔助軟件工程）或建模工具的使用以及如何撰寫相關文檔。該課程理論性強，內容較為抽象，為了易于理解，可以選用經過簡化的示例。同時，也要向學生強調，工具是用來輔助表達設計思想和設計結果的，會用工具并不代表掌握了分析和設計方法，需要通過項目實踐，將工具應用于解決實際問題。

（2）對于沒有系統開發經驗的學生來說，課程內容比較抽象難懂，因此課程實踐環節就尤為重要。除部分驗證性實驗外，教師至少要帶著學生分析和設計一個實際項目，這是整個教學過程的重要環節，實踐出真知，有真實的需求才可能有深入的分析和思考。在這個環節中，教師承擔項目需求方的角色，可以與學生進行充分的交流溝通，明確實際需求，引導學生學會關注系統邏輯，學會分層次考慮問題，逐步求精[3]；鼓勵學生提出不同的設計方案，并對方案進行評審，加強思維訓練、拓展思路，培養學生面向實際應用提出問題和解決問題的意識，通過項目實踐加深對信息系統開發方法等理論知識的理解。

（3）最后的課程大作業考核，要求學生做到系統的分析、設計和實現相一致，不能是“兩張皮”。分析和設計結果是作為最后編碼實現的依據，因此為了避免學生重視系統實現，輕視分析與設計，成績考核分為兩部分：首先檢查系統分析文檔和設計文檔，再通過答辯形式檢查學生的軟件作品。考核重點不只是最終實現的軟件，而是整個設計過程及設計方案的合理性。通過實際應用，強化系統設計意識，能夠理解自頂向下的系統設計的重要思想，并切實體會到系統設計在系統開發中的重要性。

三、提高專業實訓與培養目標的契合度

系統分析與設計課程結束后，接著就是專業實訓，在第6學期末，請企業指導，集中在4周時間內以小學期的形式開展。校企合作是學校教育教學的延伸和補充，是當前工程教育類專業提升人才培養質量的有效途徑，很多高校也針對校企合作實踐教學模式進行了積極探索[4-5]，但也存在缺乏足夠交流、合作緊密度不夠等問題[6]。

專業實訓是我校計算機專業開展校企合作的主要形式，但不能是單純的技術培訓，應該更強調培養學生綜合應用知識解決實際問題的能力，更強調系統分析、設計和集成能力，培養學生的創新意識和創新能力，增強學生適應社會的能力，提升就業質量。在專業實訓中，所涉及的項目大多是企業已完成項目的簡化版，也有的是基于某個應用的實際需求設置的。

針對現階段存在的問題，首先是向企業明確實訓目標及其人才培養規格，并根據校企雙方的實際情況，在現有實訓內容不變的情況下，將系統分析和設計的主要內容提前在學校完成。

1.企業向學校提供基礎設計文檔，教師通過與企業實訓負責人及授課講師的深入交流，明確應用需求，再指導學生遵循軟件工程的工作流程完成系統分析和設計，并形成相應的設計文檔，但不涉及代碼的具體實現，重點引導學生關注和掌握系統邏輯，由宏觀到微觀，逐步求精。

2.鼓勵學生能夠針對應用需求提出不同的設計方案，并進行分析對比，積極引導學生站在系統的全局的角度來分析問題，并且結果能夠形成一個閉合；實訓階段，再由企業講師進行評審，各組學生根據自身情況選擇一種合適的解決方案。由此，學生不再是被動地接受企業提供的設計結果，而是能夠通過自己的分析和思考運用理論知識解決實際問題，提升學習的主觀能動性。

對于比較復雜的應用，要求各組學生除了完成項目的總體分析和企業規定的基礎功能，還要再選擇2～3個業務邏輯較為復雜的功能塊進行分析和設計，而不是像以往做的項目那樣，只是比較單純地針對數據庫的增刪改查操作的簡單信息系統，從而避免總是在同一個水平上重復，努力提升設計水平，強化培養學生的獨立實踐能力和基本的科研素質。

3.實訓期間，也進一步要求企業能夠兼顧學生專業能力和職業素養的培養，使得整個系統的設計和開發過程更符合IT行業規范，在項目實施過程中加入項目管理和項目評審內容，并根據各組學生的不同情況，努力開發和挖掘學生的潛能，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力以及自主學習的能力。另外，校內教師要跟班聽課，多接觸積累實際項目，充實案例庫，不斷提升教學水平和教學質量。

四、效果評價

實踐表明，這種形式的課程教學設計及其實踐方式是有效的，能夠滿足學生認知漸進的要求，有助于提高學生運用基礎理論知識分析、解決實際問題的能力，得到了學生的認同。在課堂的案例教學環節中，學生們能夠針對需求提出不同的解決思路，或者就某種設計方案在師生和生生之間展開積極討論。實踐過程中，大部分學生也不再純粹是為了完成任務，而是能夠通過實踐有意識地鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。

現階段的這種改革方式，同樣得到了企業的贊同和積極的配合，授課講師反映，在項目開發過程中，學生的整體思路都比較清晰，各組都在規定的基礎功能上盡可能多地做擴展，既設計和實現了企業設定的難度等級比較高的若干用例，并根據自身情況采用了不同的實現方案，又做到了功能的閉合，以及對細節處理的考慮。

在最后的實訓答辯中，學生們反映，自己收獲滿滿，再一次感覺到了團隊合作的重要性，小組內的每個人都充當著重要角色；前期的需求分析和設計很重要，前期工作做得越細致，后面的功能實現越明確越易于完成，并且能在整個項目開發過程中保持清醒的頭腦；能學以致用，學會總結，學會對比，學會查問題，找bug，認識到出錯是鍛煉自己的最好方法；認識到命名規范并且數據類型明確，可以減少許多麻煩；認識到源碼備份和版本控制非常重要。可以看到，學生們很有成就感，不僅收獲了新技術，同時也深切體會到系統分析和設計的重要性。

教學和實踐模式的改革對提升人才培養質量發揮了積極的作用。

五、結語

能力培養是高等教育的核心，系統分析與設計是一門理論與實踐并重的課程，對于應用型本科院校，不僅要注重培養學生的專業知識體系，更要鍛煉學生的工程實踐能力。在我校“雙師型”師資不足的情況下，一方面需要教師通過科研活動提高自身的工程應用能力，另一方面還需要校企之間的深度合作，確定企業參與專業人才培養的內涵建設的實質內容，建立協同育人機制。

校企合作的教學內容不限于僅開展實訓實習教學，學校可依托校企合作資源進行教學改革，將理論與實踐、課內與課外、校內與校外有機統一，完善實踐教學體系，鍛煉學生的工程能力。校企合作是我國應用型本科教育改革的重要方向，尤其是在當下的“新工科”建設中，校企合作是必由之路，需要充分發揮校企合作在人才培養方面的作用，提高人才培養與社會需求的符合度，從而提高學生的就業和創業能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會.高等學校計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2] 王志英，蔣宗禮，等.計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范研究[J].中國大學教學，2009（2）：42- 44.

[3] 景麗.信息系統分析與設計實驗教學方法探究[J].計算機教育，2011（6）：48-51.

[4] 周捷信.基于校企合作的創新創業人才培養路徑的研究[J].黑龍江教育學院學報，2016（3）：22-24.

[5] 劉利強，范波，嚴權峰.計算機類專業校企合作實踐教學模式研究[J].電子技術，2017（4）：10-12.

[6] 童桂，鄭忻.從“校企合作”到“校企融合”的應用型人才培養創新模式[J].南京工程學院學報（ 社會科學版），2018（1）：76-80.

[責任編輯：鐘 嵐]