基于能力培養的軟件工程實踐教學改革與實踐

彭輝 鐵菊紅 岳希 葉振 張帆

摘? ?要：針對軟件工程專業學生工程實踐能力弱的問題，文章提出了基于能力培養的軟件工程實踐教學的改革，詳細介紹了基于能力培養的“軟件工程”實踐課程教學大綱的制定，闡述了基于項目驅動的“工程實踐”課程教學內容改革和過程化的考核方式。實踐證明這種改革方式可以提高學生的工程實踐能力。

關鍵詞：工程實踐;軟件工程;教學改革

目前，在招聘網站上可以看到大量的企業都在招聘軟件測試和軟件開發工程師，軟件測試和軟件開發工程師的崗位需求很多，具有很好的就業市場。然而，部分企業雇主反應，許多普通本科院校軟件工程專業畢業生的工程實踐能力與企業的要求還有一定差距，企業雇主對軟件工程專業畢業生的工程實踐能力不滿意，主要表現在學生的編程和測試能力弱、團隊合作能力差等方面。造成這種現象的主要原因是：一些院校軟件工程專業的工程實踐教學仍然存在實踐教學大綱、內容與行業、企業需求相脫節等諸多問題[1]，大部分畢業生的工程實踐能力離優秀或卓越還有一定的差距，所以有必要對軟件工程實踐教學進行創新和改革，提高學生的軟件工程實踐能力。

1? ? 基于能力培養的教學大綱制定

為了培養學生的軟件工程實踐能力，軟件工程學院除了設置傳統的軟件工程理論課程之外，還專門設置兩門軟件工程實踐類課程，一門是“工程實踐”（軟件測試）課程，另一門是“工程實踐”（綜合訓練）課程?！肮こ虒嵺`”（軟件測試）課程主要使學生在一個完整的工程項目測試中經歷測試計劃的制定、測試方案的選擇、測試用例的設計、測試的實施、測試的總結等全過程，培養和訓練學生的軟件測試能力，為學生進入企業從事軟件測試工作奠定堅實的實踐基礎?！肮こ虒嵺`”（綜合訓練）課程主要使學生在一個軟件工程項目的完整開發中經歷需求分析、概要設計、詳細設計、程序編碼、程序測試及集成運行全過程[2]?！肮こ虒嵺`”（綜合訓練）課程包括對軟件工程專業主要核心知識與技術的應用，使學生熟悉軟件工程開發流程，能運用所學知識對實際應用進行分析設計，采用目前流行的框架開發項目，規范文檔編寫和代碼編寫。這兩門工程實踐課程的教學大綱制定參考了CDIO工程教育模式標準[3]和成果導向教育模式標準[4]。對于軟件工程專業來說，學生最重要的學習成果之一就是軟件工程實踐能力。這兩門課程主要培養學生的軟件測試能力、軟件開發能力、軟件工程問題分析能力、團隊合作能力、人際交流和溝通能力等，教學大綱主要圍繞培養以上幾個能力對教學內容、學時和考核方式等進行設計和制定。

2? ? 基于項目驅動的教學內容改革

“工程實踐”（軟件測試）和“工程實踐”（綜合訓練）兩門課程都采用項目驅動式的教學方式。為了鍛煉學生的團隊協作能力和人際交流能力，兩門課程以小組團隊方式完成項目測試和開發任務。學生每3～6人分成一組，根據自己的意向和教師的安排設置組長和組員崗位，教師擔任項目經理和評審員角色，并盡可能讓學生獨立解決項目在測試和開發中遇到的問題，教師只是起到一個顧問和指導的作用，以學生為中心完成教學任務，培養和鍛煉學生獨立解決問題的工程實踐能力?！肮こ虒嵺`”（軟件測試）課程教學內容主要模擬軟件公司實際的軟件項目測試流程，使學生經歷測試計劃的制定、測試方案的選擇、測試用例的設計、測試的實施、測試總結等全過程，培養和訓練學生的軟件測試工程實踐能力。“工程實踐”（綜合訓練）課程主要模擬軟件公司實際的軟件項目開發流程，讓學生經歷需求分析、概要設計、詳細設計、編碼實現、程序測試及集成運行全過程，培養和訓練學生的軟件開發工程實踐能力。

很多學生都沒有獨自完整開發和測試一個軟件項目系統的經歷，沒有軟件項目系統開發和測試經驗，所以需要老師在上課之前，以一個實際軟件項目系統為案例，準備一套完整軟件項目開發和測試全套資料，包括需求規格說明書、概要設計書、數據庫設計說明書、詳細設計書、代碼、編碼規范、測試計劃書、測試用例書、測試缺陷報告、測試總結報告等，供學生在項目開發和測試過程中參考使用，可以使學生快速上手，更容易理解軟件開發和測試流程以及快速學會各種文檔的編寫，順利完成整個軟件系統的開發和測試工作。把一個完整的軟件項目系統開發和測試過程作為案例，可以使這兩門工程實踐課程的主要教學內容貫穿起來，使得實踐的內容成為一個有機的整體，從而提高學生的動手能力，改善實驗效果。

“工程實踐”（軟件測試）課程主要教學內容包括：（1）學生選題。教師準備幾個待測試的軟件項目系統資料，學生小組討論選定一個軟件項目系統。（2）軟件測試計劃說明書的撰寫。學生以小組團隊為單位，閱讀和理解項目系統的需求規格說明書、概要設計書和數據庫設計說明書，明確項目測試內容，小組組長負責各組員測試任務分工，小組通過討論和資料查詢，按規范格式編寫軟件測試計劃書。（3）軟件測試用例設計說明書的撰寫。每個學生按照模板和規范格式編寫自己模塊的測試用例設計說明書，測試用例類型包括功能測試、邊界值測試、界面校驗測試、業務流程測試、安全測試、易用性測試、白盒測試等。（4）測試實施和測試缺陷報告的撰寫。每個學生按照測試用例設計說明書，執行測試用例，記錄測試結果，如果發現程序有錯誤或缺陷，需填寫缺陷報告書。（5）測試總結報告的撰寫。每個小組對整體系統測試情況進行總結，對系統的缺陷、功能、穩定性、可靠性和性能進行分析，撰寫測試總結報告。（6）學生答辯。每個學生對整個測試過程和工作進行總結答辯，每個學生答辯時間大約為10 min，學生講5 min，老師提問和學生回答問題5 min。

“工程實踐”（綜合訓練）課程主要教學內容包括：（1）學生選題和撰寫開題報告。每個小組通過資料查詢、討論等方式自由選定一個軟件項目系統，然后撰寫開題報告，開題報告包括項目背景、技術路線、進度安排和任務分工等，每個學生至少負責系統的一個功能模塊。老師審核開題報告，審核通過之后，學生開始做自己選定的項目系統。（2）需求規格說明書的撰寫。每個小組進行文獻資料查詢，按照老師給的模板撰寫需求規格說明書，需求規格說明書包括功能需求和非功能需求。（3）概要設計說明書和數據庫設計書的撰寫。每個小組根據需求規格說明書，按照模板撰寫概要設計說明書和數據庫設計書。概要設計說明書主要對項目系統進行功能模塊劃分，確定每個模塊的功能和接口。數據庫設計書主要包括數據庫概念結構設計和數據庫邏輯結構設計。（4）詳細設計書的撰寫。每個學生對自己負責的模塊進行詳細設計，設計模塊的程序邏輯實現算法和流程，并撰寫詳細設計書。（5）編碼實現。每個學生根據詳細設計和編碼規范編寫自己模塊的代碼。（6）單元測試的實施。每個學生對自己的模塊進行單元測試。（7）系統集成和系統測試。小組組長負責把所有組員的模塊集成起來，然后進行系統測試。（8）學生答辯。每個學生總結已完成的工作，并進行答辯。

3? ? 考核方式改革

兩門工程實踐課程都采用過程化考核，每個階段都讓學生提交作業文檔或代碼，每個作業有一定的分值，并占一定的比例，總分為100分。作業的考核分為團隊考核和個人考核兩種，如果作業是小組團隊完成，就按團隊考核，每個組員的分數一樣;如果作業是個人完成，就按個人考核。每個作業考核和一兩個能力指標點相關，每個能力指標點在作業中占一定的比重，最后通過加權方式計算出來每個能力指標點的達成度情況。通過能力指標點的達成度情況，可以評估每個學生的工程實踐能力。

4? ? 結語

本文主要闡述了基于能力培養的軟件工程實踐教學的改革與實踐做法，實踐表明通過這種培養方式可以提高軟件工程專業學生的工程實踐能力。

[參考文獻]

[1]張平.基于CDIO模式的軟件工程專業實踐教學改革研究[J].無線互聯科技，2012（11）：209-211.

[2]彭輝，鐵菊紅，文立玉，等.基于CDIO的軟件工程專業工程實踐類課程的改革與實施[J].計算機教育，2017（5）：30-33.

[3]王中華，汪文彬.基于CDIO模式的軟件工程實踐教學改革研究[J].福建電腦，2013（12）：40-45.

[4]羅銘，黃海鳳，胡暢霞.基于OBE理念的翻轉課堂教學模式在軟件類研究生課程教學中的應用[J].計算機教育，2019（7）：138-144.