面向对象分析与设计方案课程教学改革探索与实践——以西北农林科技大学为例

1、面向对象分析与设计课程教案改革探索与实践一一以西北 农林科技大学为例-设计论文 面向对象分析与设计课程教案改革探索与实践一一以西北农林科技大学为例 张宏鸣，李书琴，王美丽，张晓婷，张阳 （西北农林科技大学信息工程学院，陕西杨凌712100） 摘要：分析了当前高等院校面向对象分析与设计课程的教案现状及存在问 题，提出了该课程基于启发式、工程驱动式、案例式教案方法下课程大纲、教 案内容的确定，工程、案例的选取，实习、实验的构建。在知识体系结构、教 案方法、考核方式、教案资源建设等方面，探讨了本门课程的教案改革思路。 关键词：面向对象分析与设计；教案方法；案例教案；工程驱动 中图分类号：G642.0

2、文献标志码：B文章编号：1674-9324 （2015）06- 0093-03 基金工程：中央高校基本科研 业务费（QN2013051，ZD2012018 ， 2013BSJJ105 ）;西北农林科技大学教改基金工程（面向对象分析与设计优质 课程资源建设；软件工程专业个性化能力培养模式研究（JY1301009 ）;信息 系统分析与设计课程实验教案的改革与探索（JY1302069 ），陕西高等教育教 案改革研究工程（校企联合软件工程专业建设与实践，11BY10） 作者简介：张宏鸣（1979-），男（蒙古族），内蒙古赤峰人，副教授，主 要从事区域土壤侵蚀评价与数字地形分析研究，Email : em

3、ailprotected。 通讯作者：李书琴（1965-），女，陕西澄城人，教授，主要从事计算机应 用技术方向的研究，Email : emailprotected。 面向对象分析与设计（OOAD ）课程是软件工程专业课程的必修学科。主 要任务是在学生已掌握的面向对象程序设计语言的基础之上，使学生们能够深 入理解面向对象方法的精髓和实质，全面了解面向对象分析与设计相关领域的 主要研究内容及关键技术，包括面向对象的需求建模、面向对象的系统分析、 面向对象的系统设计及设计模式、软件架构和软件构件技术等内容1-4。 面向对象分析与设计是现代软件企业广为采用的一项有效技术5，由于其 较强的理论性与实践性

4、，历来是教案的难点。掌握面向对象分析与设计原理和 技术对软件开发有着重要的指导作用。高校是承担软件人才培养的主要场所， 但长期以来，一个不争的事实是，IT用人单位常常对刚进入工作岗位的毕业生 不满意，他们认为学生在学校里并没有为自己将来所从事的工作做好必要的准 备，而教育界也意识到存在的问题，采取措施进行教案改革。面向对象分析与 设计课程教案改革的一个主要方向是使课程的教案、实践等环节与现实软件开 发中的情形更加相符。 一、面向对象分析与设计课程现状 面向对象分析与设计方法是目前软件开发的主流方法，它是软件工程人才 必须掌握的基础知识和必备的能力6。可以说OOAD是软件系统开发中最能 体现从业

5、人员创新思维以及其技术精髓闪光点之处7，而与这门课程在软件行 业的重要性形成鲜明对比的是，目前 OOAD课程教案体系与模式已然落后。由 于软件工程专业2008年开始建设，该课程目前已完成 08、09、10、11级软 件工程专业，10、11级电子商务专业讲授，教案体系、师资队伍、教案资源亟 须完善。理论讲授如何和工程实践相关联，学生的学习兴趣和积极性如何提高 等等，教案改革迫在眉睫。 随着教案的不断深入，通过对国内多个高校面向对象分析与设计课程设置 和教案目标运行的调查，结合社会对人才需求和该课程人才培养目标的分析， 发现课程存在如下问题： 1. 教案内容有待完善，缺乏相对应的教案方法和手段。教

6、育教案内容的制 定，只针对了课程本身，没有很好地注重学生解决实际问题的能力，对面向应 用的要求认识不足，过多重视理论教案，弱化了技术应用和实践能力培养，缺 少面向对象思维培养，从而导致学生分析和设计能力提升较慢，更多地停留在 基础知识和基本的应用层面。 2. 教案资源匮乏。多媒体辅助教案是一种非常有效的现代化教案手段，是现 代教案改革的方向之一 8，由于课程开设时间较短，课程教材、多媒体课件、 参考资料不足，建立配套的教案资源，提供网络教案交流手段，提供教案效果 和教案水平方面开展的工作还不够，不能很好满足教师备课、课程教案和学生 学习的需要。 3. 实验教案环节有待完善，缺乏设计性、综合性、

7、应用性实验工程。实验教 案环节，只针对章节所学内容进行实习，而对综合应用、实际问题的解决缺乏 有效的实验教案内容和教案环节。 4. 教案手段和方法较单一。目前面向对象分析与设计课程仅仅完成了对 相应的教案课件、教案、讲义的建设，在教案方法、教案手段、网络教案平台 上还需要进一步探索和研究。 5. 考核与评价方式单一，缺乏整体考核体系。目前采用单一考试成绩作为评 价课程学习的主要依据。只注重知识考核，缺乏教案过程考核，应建立健全考 试系统，实现知识学习和能力培养相结合的考核方式，使考核更加合理、公 平、公正。因此，我们积极进行新的教案体系和教案方法的改革 、面向对象分析与设计课程改革的探索 针对

8、课程目前的实际情况，进行面向对象分析与设计课程改革时，既要照 顾到课程基础理论，又要照顾到分析与设计技术的新动向，因此我们在以下方 面进行改革。 1. 提高师资队伍水平，建设结构合理的课程组。师资队伍是课程建设的基 础，一流的师资才能保证有一流的课程，按照多年在其他课程中的教案经验 9，成立以课程负责人任组长，长期从事该门课程教案的主讲教师为成员的课 程小组，课程小组成员必须具有职称梯队、学历梯队、专业及年龄结构合理的 特点。同时课程小组负责研究课程的目标及课程体系，制定教案大纲及教案计 划，设计教案方案及教案过程，开展教案研讨，监督教案质量和效果，集中解 决教案中出现的问题。课程小组成员针对

9、课程情况，不定期地外出考察，参加 教案研讨会，或进高校、公司、企业进修，了解国内外面向对象分析与设计课 程的教案、应用的现状、学科发展动态及社会人才需求，与时俱进地完善教案 体系，修订教案大纲。 2. 更新教案内容，改善教案组织方法，构建合理的教案、实验架构。在教案 组织和课程讲授过程中引用先进的教案理念，利用网络技术、多媒体技术进行 辅助教案，提高教案质量和效果。不同的教案方法和教案手段在不同章节合理 搭配，扬长避短。教案组织方法如下：（1）不断更新教案内容、完善教案过 程、提高学生能力。课程组制定并规范了教案内容，制作电子教案，并及时进 行更新。同时，任课教师根据学生的实际情况课前做适当调

10、整，各教师间定期 交流、相互听课、优势互补。（2）根据教案情况，结合课程特点，以案例为基 础，以实践为导向来组织教案。面向对象分析与设计是一门理论与实践并 重的课程，Java语言程序设计、数据库原理与应用、软件工程、Web程序设 计等课程是其先修课程。本课程对学生对工程的实践能力要求较高，通常要求 学生开课前要具备一定的工程开发经验，这样学生在问题的理解和掌握上会更 加准确。在近三年的授课过程中，课程组还发现仅仅拥有工程开发的经验还不 够，如果能够跟进工程，对工程进行不断的更新和升级对OOAD的理解起到更 加重要的作用。因为在工程功能增加、系统逻辑变复杂的过程中，学生很容易 发现自己编写的程序

11、存在的问题，更加深刻地理解 OOAD及其使用方法。但由 于教案条件的限制，大部分学生在本课程前并没有参与过工程的开发，因此课 程的教案方法显得尤为必要。教案过程中启发式教案、工程驱动教案、案例教 案贯穿始终。启发式教案主要用在问题的提出部分，或引出解决方法部分。 如：什么样的表示方法易与不同领域的人员沟通，引出UML ;怎样表达对象的 调用顺序，弓I出顺序图等。 工程驱动教案法10是指在教案中引入若干个工程，按照实际软件开发中 的方法与步骤展开教案。课程组目前主要采用两个工程贯穿课程始终，35个 学生为一组，该分组保持在教案的各个部分。首先进行系统设计编码，在教案 过程中根据课程进度，进行面向

12、对象的分析与设计，实习过程中进行修改。一 个是学生信息管理系统，一个是综合教务管理系统。学生管理信息系统要求具 有课程查询、课表查询（分别按班级、教师、教室）、选课、成绩查询等基本 功能。学生对系统较熟悉，因此对问题域的了解较清楚。这个工程实际上是使 学生能够利用面向对象分析与设计的知识来解决熟悉领域的问题。综合教务管 理系统在学生信息管理系统的基础上增加教师模块和管理员模块，使管理员能 够排课、查询课表（同学生），教师模块能够提交成绩，生成多种报表。该工 程是在前一个工程的基础上完成的，使学生能够在原有基础上进行系统更新和 维护，总结接口、类、属性、方法设计的缺点和漏洞，体会和理解面向对象分

13、 析和设计方法的作用。 案例教案11-13是由美国哈佛法学院前院长 Langdel于1870年首创，后 经哈佛企管研究所 Doham 进行推广，并从美国迅速传播到世界许多地方，被 认为是代表未来教育方向的一种成功教育方法。20世纪80年代，案例教案引 入我国14。课程主要案例及分析过程中让学生通过分组讨论完成，应用场景 如下：面向对象分析部分采用降雨侵蚀力工具软件为案例，该工具是利用“水 量计”记录的降水数据，进行统计分析，获取次降雨次数、次降雨总量、次降 雨历时、次降雨平均雨强、次降雨能量、最大30分钟雨强、降雨侵蚀力。该 案例是学生没有接触过的专业领域，对问题的理解需要通过与领域专家进行交

14、 流，同时代码编写不多，又能说明 OOAD中的相关问题。基于该案例，完成对 问题域的分析，绘制用例图、类图、顺序图、通信图、活动图、包图。最终将 学生提交的分析模型进行课堂分享，选取1组学生完成较好的进行讲解。源码 及分析模型的参考供学生下载、讨论和学习。面向对象设计部分将前期分析作 为设计的基础，按学生所学先修课程及自身语言掌握情况，将学生分为6组， 分别为C+、Java、C#、JSP、ASP.NET、PHP进行设计。根据该案例，将采 用C+编写的程序从问题域部分、人机交互部分、控制驱动部分、数据管理部 分、构件与部署部分分别讲授面向对象设计的内容和相关方法。 3. 构建网络教案平台，为学生

15、提供丰富的学习空间。搭建网络平台，将教案 课件、教案、实习作业、习题、优秀作品、源码等提供给学生参考。增加课程 相关内容的辅助信息，对课堂知识进行扩充，为优秀学生提供更加广阔的平 台，同时学生亦可选择自己感兴趣的内容进行自我提高。提供可在线答疑的师 生交流平台，为学生关心的重点、难点问题进行讲解和说明。 4. 强化平时考核，淡化期末考试，增加课程后期实践教案环节。学生的分析 和设计能力是无法通过期末考试的一张试卷所反映出来的，所以学生的平时考 核尤为重要，平时考核可以占到最终成绩的30%，由作业、实习实验效果和工 程讲解组成，其中本课程的设计模式部分可由学生分组进行讲解，然后老师点 评、补充完

16、成，根据学生完成的效果给分。这种形式使学生对设计模式的理解 更加深入，能够理论联系实际。为了巩固学生学习效果，在大三暑期增加校企 实训的实践课程，课程将企业指导教师引入学校，按照企业软件制作的标准过 程，对系统进行分析、设计和编码，使学生能够将理论尽快地应用到实践中。 目前已完成08、09级的实训，学生对课程内容、课程在企业开发中的应用掌 握得较好，同时对授课方法也反映较好。 5. 编写符合教案要求和目标的实习指导书。实习指导书是知识巩固的重要途 径，是促进教育教案改革与发展，提高高等教育教案质量的重要方面。基于 此，编写合适的实习指导书，将新的教案理念和教案思想、学科发展方向融入 到教案中去

17、成为了课程建设亟待解决的问题。面向对象分析与设计实习指 导书经过3次修订，于2012年9月投入使用，目前效果良好。实习指导书主 要包括Rational Rose的使用；绘制用例图、类图、顺序图、通信图、活动 图、包图；研究生培养管理系统的分析和设计过程。 三、结语 经过3年的面向对象的分析与设计课程建设，目前已经基本形成了合 理的职称梯队、学历梯队、年龄梯队，课程体系已经具有客观性、科学性和可操作性。考核体系完善，能够激发作为学习主体的学生的学习积极性，鼓励学 生的个性发展，培养学生的创新意识和创新能力，为培养全面的专业人才打基 础。网络教案平台提供了教案团队之间教案信息共享和交流，为学生知识

18、扩 展、自学、互动提供了有效的技术支撑，为教案实施提供了保障机制。在进一一 步的工作中，我们按照精品课程的标准，进一步完善课程的教案资源，将教案 视频、教案案例库组织完成，完成更加全面的教案资源建设。 参考文献： 1 任华，冯晓兰探析应用型本科软件工程专业教案的改革J.新西部， 2011，（ 3）: 176-177. 2 王新海，李建东，李捷娜.软件工程专业课程体系研究与实践J.计算机教 育，2011，（ 4）： 70-73. 3 杨书新，李淑芝，兰红.关于软件工程专业课程体系设置的思考J.江西理 工大学学报，2008，29（ 2）： 74-76. 4 李志民，赵一丁，恒底.“面向对象的分析与设计”优秀课程建.计算 机教育，2012，（ 8）： 51-53. 5 白晓清，王勇，