淺談軟件工程專業的教學改革措施

趙瑞峰

摘 要：軟件工程專業是一個應用型的專業，因此本專業培養的是應用型人才。但是，我國很多高校在軟件工程專業的教學上存在問題，本文分析了我國高校中軟件工程專業傳統教學方法存在的問題，并針對上述問題，結合軟件工程人才培養目標，提出了相關教學改革措施。

關鍵詞：軟件工程；教學；改革措施

一、傳統教學方法存在的問題

（一）教學目標不明確

“C”是很多高校普遍開設的一門課程，大部分學校教學方法大同小異：課堂講授+上機實驗，教學目標也集中于讓學生掌握C的各種重難點，比如數組、函數、指針等。其實不同專業人才培養目標中本課程的作用差異較大，采用模式化的教學方法和雷同的教學目標是不合理的。此外很多教學方法忽略了編程思想鍛煉，局限于講授語言本身，變成了教“語言”而不是“程序設計”。

（二）學生動手應用能力較弱

多年來，大部分學生學習完本課程后，仍難以針對一個簡單應用編制程序，此問題十分普遍。一般C語言教材，都是先介紹程序設計基礎知識，然后介紹各種數據類型和輸入輸出等語句，由于內容枯燥，因此學生逐漸喪失了學習興趣，甚至不愿上機，浪費了寶貴的實驗機會。此外各種例題、習題也是數學性較強或者演示性質較強，比如牛頓迭代、水仙花數、10整數排序等，這些內容和實際應用關系相去甚遠。

（三）未體現人才培養特色

如前所述，人才培養的不僅是一個程序員，更重要的是培養學生具有扎實的理論基礎和創新能力，為進一步從事設計、架構規劃打基礎。由于課時所限，計算機專業的一些理論課程如自動機、組合數學等一般未納入軟件工程的培養方案，但對于人才而言，初步學習這些內容是必要的。此時如果在相關課程中融合部分上述知識將大有益處。

（四）沒有為后續課程打下良好基礎

一方面由于例題和習題所限，在學習“C語言”時學生未能充分理解軟件工程的一些重要思想如模塊化等，導致編程時思路混亂、僵硬。另外由于課時所限，結構、文件等章節經常被略講甚至不講，導致學生在后續課程學習時基礎薄弱。

二、教學改革措施

針對上述問題，結合軟件工程人才培養目標，在近年來的教學實踐中我們采取了如下教學改革措施：

（一）實驗室授課

對于程序設計課程，學生在課堂聽講時，是一種靜態的信息接收過程。當講到各種知識點時，如果能夠即時編程驗證，將成倍地提高學生對信息的吸收消化效果。基于此，近年來我們努力實現了全程在實驗室機房授課，學生可以實時動手分析，教師也可以從講臺主機遠程指導、控制學生設備，效果良好。

（二）采用國外教材及引入軟件工程思想

“C”的國內教材大都偏向初學者，存在細節被過度簡化的問題，不利于實現培養面向實踐的工程師的目標。為此我們采用國外知名教材進行授課。該教材的最大特色是面向應用，對C語言的應用特征、程序設計的特色描述詳盡，例題及習題應用性很強，并且可結合軟件工程的基本思想進行講解，例如商品條碼校驗位計算、撲克牌發放及手牌比較、零件數據管理等。學生學習后，在后續應用性課程中能夠很快上手并進行拓展。

（三）編程思維訓練

我院“C”課程開設在大一上期，其目的是引導學生進入編程領域。因此在教學時，我們避免拘泥于C本身的語法細節，而是淡化其語言色彩，偏重講述如何利用程序語言來處理問題。在此列舉一例：很多C課程都會講授如何編程打印一個由星號組成的菱形。某些教材上給出的解法是將菱形分為上半部和下半部分，用兩個循環來打印，這種方法對學生思維訓練無太大幫助。筆者在授課時，采用了如下思路：將菱形放入一個二維坐標系（原點在左上角），畫出菱形所在區域邊界，由此寫出區域的解析表達式|x-3|+|y+3|≤3，從而得到程序循環中的核心判斷語句.

（四）有機引入計算機理論課程知識

如前所述，軟件工程專業一般不開設有限狀態機等理論課程，但是作為人才，掌握這些知識是必要的。為此我們在課程中有意識地引入了這方面的知識，給學生提供初步認知，為有意自學者提供基礎。例如，一直以來學生在學習“計算一個句子中單詞個數”這一經典程序時，總是不明所以。為此我們另辟蹊徑，采用如下方法講授。首先抽取問題核心：把句子看成是由字母序列和空格序列（單詞間可能有多個空格）交替組成的一個字符串。程序處理的方式，是對句子中的所有字符進行逐一掃描，然后在這個過程中判定單詞的出現，如出現則把計數變量加1。其次將問題抽象化：用有限狀態機來描述上述過程。其中“1”代表當前掃描字符“位于字母串中”這一狀態，“0”代表當前掃描字符“位于空格串中”這一狀態。當“掃描到字母”事件或者“掃描到空格”事件發生時，掃描器的狀會被改變，如圖箭頭所示。我們關心的是當處于狀態0時，“掃描到字母”事件發生的情況。此時意味著之前掃描到的是空格，現在是字母，即到了一個單詞起始處，故此時計數變量加1。然后引導學生將問題轉化為表格描述，（第一行表示事件，第一列表示狀態，中間單元格表示某事件發生后，應進行的狀態轉換及其他操作），進一步地可以精煉為（b）。由此可得到示流程圖。在此基礎上學生很容易寫出程序。這種教學法十分透徹，為學生今后自學相關知識打開了一扇大門。

（五）作業批改及考試規范化

為了避免傳統教學中學生作業及考試批改過程低效，分析困難，且難以發現問題的缺陷的情況，我們開發了一套C語言作業及考試批改系統，該系統通過代碼分析及用例執行等方式，客觀地對學生程序進行判定，一方面提高了教學效率，另一方面更重要的是促使學生養成良好的編程習慣，改變了以往在紙面上寫代碼的隨意性，從而培養起作為一個軟件工程人才必備的素質。

三、結語

培養合格的軟件工程人才是一個系統工程，而專業基礎課建設是其中的基石之一。就“C”課程而言，目前我們的課程改革和建設已經取得了初步成果。未來我們將在加強編程基礎培育，設計更靈活和細粒度的自動程序評分系統，以及多課程聯合教學等方面做出進一步嘗試和努力。