谈《软件工程》实验教学环节的新方案

摘要：《软件工程》课程是大学计算机专业学生必修的专业课程，长期以来存在着学生听得不太懂、应用全不会的现象，究其原因，缺乏科学的实验环节是一个重要原因。本文通过分析研究学生学习该课程过程中遇到的主要问题，提出了对实验环节进行改革的几点建议。

关键词：软件工程；案例教学；实验环节

软件工程已经由最初的一个独立学科发展成为以计算机科学技术为基础的多学科交叉学科，在当今的信息社会中占有重要地位。《软件工程》课程是大学计算机专业学生必修的专业课程，其主要内容是讲授计算机软件开发和维护的综合性课程。学生通过学习这门课程，可以掌握软件开发的基本原理和方法，提高解决实际问题的能力，为将来从事软件开发及进行项目管理打下良好的基础。由于受课堂教学的局限，学生的工程化训练得不到落实，他们要成为一名具有工程能力的系统分析员还需要在参加工作后，经历一段较长的实践过程。如何在软件工程课程的教学过程中尽可能提高学生软件开发的工程能力是我们软件工程教师重点考虑的问题。如何组织好软件工程实验教学，对于培养创新型合格的软件人才具有十分重要的意义。[1]

1.软件工程实验教学的现状

多年以来，教师在讲授《软件工程》课程的过程中，一般仍然采用传统的“理论与实践相结合”的教学方法。也就是，教师在课堂上按照教材介绍软件工程的理论，学生在实践时按照教师编写的实验指导书完成一个项目，包括文档和程序代码。这样做的结果往往是学生学了软件工程的原理和方法，但不会应用它来解决实际问题。具体来讲有以下几方面的问题。

（1）教学内容。软件工程的教学内容还是远落后于软件工程技术的发展，很多新的技术无法在教材中得到体现，学生能够学到的还是原始的软件工程技术，实验内容也是第一代软件工程的实例，这样学生在毕业后工作时还需要继续学习新的软件工程技术。

（2）学习效果。按照传统的教学方法，学生难以真正掌握基础理论以及实践操作的能力。学生只是记住了几个概念，几条原理，当要自己真正独立工作时却不知从何入手，该运用什么知识、哪种方法。

（3）实验少、旧。目前可供学生选用的题目很少，而且相当陈旧，经常是连续几届学生做的都是同一个实验。与计算机软件技术的发展不配套。

（4）实验教学没有针对性。由于学生的基础水平参差不齐，个体差异也很大，传统方法属于“一刀切”，每个学生做的都是一样的内容，还容易产生抄袭的现象。

（5）学生不会应用。本人在指导学生毕业设计的过程中经常发现，学生对于学过的软件工程理论和技术，几乎一窍不通，不能将软件工程的知识充分运用到设计实践中去，结果设计开发的软件和撰写的论文错误百出。

如何将软件工程的技术和方法传授给学生，使他们能真正掌握基本的软件工程原理和方法，是软件工程课程改革的核心内容。[2]

2.软件工程实验教学改革的实施

软件工程是采用工程化的方式开发和设计软件，是综合性、实践性很强的课程，学生除了掌握必要的理论知识外，还应具有一定的解决软件开发问题的实践应用能力。因此，加强软件工程实验课程的创新与改革是很重要的。[3]

2.1 实践内容

内容应包括生命周期方法和面向对象方法的各个阶段工作。重点在于分析和设计阶段，因为这两项是软件工程的核心，也是系统分析师的主要工作。工作具体包括：①可行性研究，包括问题的提出，开发背景，软件目标，开发成本，系统效益，开发环境，人员分工，进度计划等具体问题。最后要完成可行性报告。②需求分析，包括软件需求描述，软件功能分析，系统对象行为描述，数据分析等工作。最后完成需求分析报告。③软件设计，包括系统结构设计，数据库设计，系统模块设计，软件界面设计。并且完成软件设计报告。④编码与测试，包括程序设计，软件测试（包括白盒测试，黑盒测试，类测试以及集成测试），代码复审。并且完成软件测试报告。[4]

2.2 案例教学

案例教学法借助真实的案例连接学习的内容与实际生活中的应用使学习者能学以致用，真正提高思维技能和创新能力。案例教学就是在讲授课程理论知识的同时，由教师选定一定数量的真实项目，在实践环节由学生按照要求完成，形成规范的文档和代码。案例教学法非常适合软件工程的教学，因为这门课程本身就是应用性很强的课程，要求学生能够独立完成软件开发的各个步骤。

在具体实施时可以按照以下几个步骤进行。

（1）案例选择。先要由教师选定若干个恰当的实例，然后由学生完成。选择案例项目时应该注意这样一些问题。首先是一致性。教学大纲是课程的核心，所选择的实例要紧扣教学大纲，与教学目标相一致，教师要深入研究教学大纲和教材，选择出符合教学要求的实例。第二是针对性。所选择的实例要适合大学生的特点，尽量选取他们熟悉的系统环境。这样容易引起学生的兴趣产生共鸣。第三是真实性。学习知识的目的是要应用于实践当中，设计实例目的是更好地掌握理论知识，但最终目标是能够完成软件开发的工作。所选实例要避免凭空想象，这样也为下面的步骤做了很好的铺垫。最后是完整性。实例应该有是有终，从提出问题，经过分析、设计、实现等步骤，直到最后产生程序代码和开发文档，不要有遗漏。这样可以保证知識的完整、全面。

（2）专题讨论。对于项目开发的各个步骤，学生结合教材以及教师的提示（实验指导书），按照软件工程学的原理、方法，由中心发言人详细分析，着重阐述作出一些重要结论，然后由其它同学作补充，并就一些有争议的问题展开讨论，最后由任课教师作出总结。这样可以各抒己见，充分调动每位同学的主动性，使大家得到真实环境下的锻炼。最后选定一套最佳方案。

（3）专题报告。根据上一步骤的结论，分别由一名同学按照标准格式完成相应的开发文档。最后汇总，形成该项目的完整文档。在这个过程中，学生必须作大量的调查，结合课堂教学的基本原理，广泛查阅资料，经过反复修改才能形成书面报告。

（4）项目实现。这一步骤实际就是“编码”和“测试”。大家把设计好的算法录入计算机，进行单元测试和总体测试，发现问题再进行调试，最后完成软件的开发。

2.3 学生分组

为了培养学生们团结合作的思想，在实施案例教学的时候，学生应该采取项目组的形式。合作学习教学强调差异分组，将具有不同优势能力的学生分配到不同的小组。避免随意分组造成学习能力相差不多的学生在一组，使得学习能力较弱的学生不能相互学习、共同提高。根据不同的项目（考虑规模、难度、工作量等）由3-5人组成一组，其中一人为组长，负责最终确定最佳方案。組内每个成员（包括组长）负责完成一部分工作，但其他成员要对其方案进行纠错、补充。教师的主要任务是答疑和检查。答疑在每次项目组讨论时进行，检查在每次各个组形成一致的方案后进行。检查工作以小组为单位，但每项任务应落实到小组成员。出现问题后教师要引导学生独立分析解决，不要只给出正确答案。

2.4 实验考核

在最后考核评定成绩的时候，应该综合考虑该同学所负责的工作完成情况和其所在项目组完成项目的总体质量。每一项工作都是全体成员共同努力的结果，而这其中这个工作的负责人又做了更多的工作，这在考核的时候都应给予充分地考虑。另外，由于实验环节体现了学生对于理论知识的掌握情况，也就是说掌握好软件工程的原理是做好实验环节的前提，所以实验环节的考核成绩占期末总成绩的比例不宜过小，应该在40%以上。

3.结论

经过一段时间的实践，应用案例实验教学法对发展学生个人能力、培养学生的软件开发技术应用能力和创新能力等方面都取得了较好的效果。但是也体现出一些不足，比如由于学生多年来主要学习生活在校园，没有接触社会的机会，知识面狭窄，研究分析的过程往往局限于专业技术问题，对于系统所属的领域一无所知。另外，从学生的文字材料来看，学生普遍缺乏文字组织与表达能力，文字材料僵化生硬等。这些问题都需要教师在教学过程中侧重培养。

参考文献：

[1] 张海藩.软件工程导论[M].北京：清华大学出版社，2003

[2] 崔寅生.谈谈软件工程教学改革的实践[J].成人教育，2009（12）

[3] 马燕，张根耀，王文发.软件工程实验教学模式改革与实践研究[J].教育与职业，2016（36）

[4] 巫华芳.软件工程教学案例设计初探[J].教育与职业，2017（27）

作者简介：

王锦（1972年—），男，辽宁沈阳人，硕士，沈阳大学信息工程学院，副教授，研究方向：计算机网络。

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