工程教育認證背景下的UML課程教學方案研究

摘 要 為了適應工程教育認證的能力培養要求，統一建模語言UML課程按照教學過程案例化、實驗過程項目化的教學思路，從課程性質、課程目標、教學內容、教學方法、學生學習要求、成績評定方式等多方面進行了修訂和改革，為進一步提升學生的建模能力、工程應用能力提供方案和保證。

關鍵詞 工程教育認證;教學過程案例化;實驗過程項目化

前言

統一建模語言UML是計算機科學與技術、軟件工程等專業的方向課程，一般在第5學期開出，其先修課程是程序設計和軟件工程，后續課程為軟件測試、軟件逆向工程、軟件度量與質量控制。工程教育認證背景下，要適應工程能力培養的要求，滿足畢業生達到既定標準的要求，需要對本課程的教學方案進行研究和修訂。

1課程性質和目標修訂

《統一建模語言UML》課程以軟件工程知識和面向對象理論為基礎，以介紹統一建模語言UML為主要任務，幫助學生掌握UML的術語、規則和用法，能夠根據建模目標使用恰當的圖形建模工具構建合適模型;使學生能夠正確理解系統的分析設計模型，并通過模型理解系統的設計方案和工程問題的解決辦法;能夠自主完成軟件項目的綜合分析，熟練應用各種模型對系統多角度建模;理解在開發團隊中的角色，掌握統一建模語言UML對其工作的作用，能夠應用UML解決常見的建模問題，為其從事面向對象的軟件開發和設計等應用系統的開發奠定下堅實的基礎[1]。

2教學內容與教學方法建議

統一建模語言UML課程是一門專業理論與實踐緊密結合的專業課程，是在軟件工程理論的基礎上進行軟件建模。課程內容主要為各種模型的構成元素、建模方法，RUP建模方法和UML建模綜合應用，涉及多種模型元素和多種模型圖，教學時需要案例講解貫穿課程，實驗中需要項目訓練幫助理解知識應用。因此，課程以教學過程案例化、實驗過程項目化為主要教學思路，結合豐富的線上資源，采用多媒體教學方式，與案例教學、翻轉課堂、問題導向教學、課堂討論、實踐訓練等多種教學方法有機結合，傳統板書和多媒體教學相結合，采用漸進式項目案例和“做中學”的教學模式，要求學生帶著任務去學習，在教學設計中突出學生的主體地位和教師的引導作用，重視培養學生的主觀能動性，增加學生的動手機會，通過相互交流、小組討論等方式，幫助學生進一步理解模型的應用，加強溝通的能力，增加師生的交流互動。實驗主要是針對各種模型的分析和建模以及綜合應用，學生自主實踐完成。通過教學與實驗，讓學生理解軟件開發過程中UML模型的作用，全面培養學生分析問題和建立模型的能力，提高學生的綜合工程能力[2]。

3學生學習建議

（1）專業知識方面：學習UML的術語、規則和用法，熟悉UML的基本元素、關系，重點掌握類圖、對象圖、包圖、構件圖和部署圖等結構模型圖，用例圖、交互圖、活動圖、狀態機圖等行為模型圖，理解各種模型針對系統的不同方面建模;掌握幾種建模工具的使用，能夠使用工具繪制各種UML模型圖。

（2）專業能力方面：通過實驗和實踐訓練將抽象的理論形象化，理解模型的作用，并能通過系統分析為分析結果建立合適的模型圖，將系統分析和設計中出現的復雜工程問題模型化，具備較強的個人的系統分析和建模能力。

（3）學習方法方面：注意課前預習，可以通過網絡教學資源提前了解講授內容，明確重點、難點，為課上有針對性地學習和理解奠定基礎;課上認真聽課，努力做到“耳、眼、口、手、腦”齊上陣，積極參與課堂的各種學習活動，如回答問題、課堂討論、問題建模等，通過課堂活動更深入的理解學習內容，鍛煉個人的表達能力，思考他人的觀點，解決自己和同學的疑惑，更深層次的理解建模的意義;加強課后的學習，通過測試、實驗、作業、項目等形式鞏固課堂所學，理論聯系實踐，多動手、多動腦，有利于保證知識掌握的牢固程度和前后知識的銜接。

（4）團隊合作方面：通過教師布置的任務或自主選擇的分析項目，分工協作、團隊完成。團隊合作項目可以幫助個人更深入地理解團隊中的角色和分工，明確個人的責任和目標，發揮團隊精神，通過合作完成項目的分析、建模與設計。

4成績評定方式修訂

成績評定分為課堂表現、作業測試、實驗、項目和期末考試，占比5%、10%、15%、20%、50%。其中課堂表現主要考查學生對基礎知識的理解和積極參與課堂教學的程度。作業測試通過布置課后作業和課堂在線測試的方式，考查學生對模型的理解和系統分析的能力。作業和在線測試主要考核學生對每個章節知識點的掌握程度和應用理論建立模型的能力。

實驗鍛煉學生的動手能力，以實驗的完成度為評定標準。

項目考查學生的綜合分析建模能力，團隊合作完成，按要求完成實踐項目，團隊成員分工明確、各負其責，項目報告完整、內容充實、結構合理，無格式錯誤，模型準確合理，能詳細說明項目分析、建模、設計的過程。

期末考試采用筆試形式，卷面成績100分，卷面成績乘以0.5計入總成績。考核內容應全面考查學生對UML的概念模型元素和各種模型圖概念、作用的理解和掌握程度，對各種模型圖應用的熟練程度，對需求分析和建模的能力。試卷結構比例為30%基礎題、50%中等題、20%提高題，難度程度應適中，并體現課程的重點和難點。

5結束語

通過改革和實施工程教育化的課程教學方案，學生的學習積極性提高了，主動參與到課程前中后的學習活動中，在項目實踐中認真分析思路、討論方案、建立模型，實踐應用能力有了較大的提升，工程應用能力有了很大提高。

參考文獻

[1] 商鵬，劉秋香.UML課程教學改革探索[J].電腦知識與技術，2020 （24）：181-182.

[2] 商鵬，蘇晶.CDIO在統一建模語言課程教學中的應用探討[J].科技視界，2018（30）：2095.

作者簡介

商鵬，女，山東淄博人;學歷：碩士，職稱：講師，現就職單位：山東理工大學計算機科學與技術學院，研究方向：軟件工程與軟件建模。