迭代进化式开发引入软件工程课程教学,计算机教学论文

迭代进化式开发引入软件工程课程教学,计算机教学论文引言项目驱动教学思想起源于德国,是一种行为引导的教学方式,即通过组织学生参加项目设计、实现和管理,在项目施行经过中完成教学任务.①②软件工程作为计算机软件专业的一门核心课程,主要讲授保证大规模软件开发成功的方式方法和原理.因而,软件工程课程的教学案例项目应与其他课程(如程序设计语言等)所采用的示例有很大不同.在施行项目教学时,必须选择有实用价值且有较大复杂度的开发项目,否则难以实现教学目的.但中选择复杂的开发项目作为教学案例时,怎样将理论知识教授与学生工程实践有机结合,循序渐进地提高学生的软件工程理论水平和实践能力,是一个值得讨论的课题.笔者将当下主流的软件开发思想---迭代进化式开发③,引入软件工程课程的教学经过,结合主流开发经过,采用从老师主导到老师指导再到学生独立完成的三阶段进化式的教学方式,收到了很好的效果.一、软件工程教学现在状况分析.当下,软件工程这门课程的教学主要采用传统的教学方式,即以教师课堂讲授为主,学生实验课上练习为辅的方式组织教学.教学内容组织及教学示例的设计等方面与学生的学习能力及该课程的内涵要求不太适应.(一)理论与实践分离.软件工程课程理论多、内容抽象,教学难度大.当下,软件工程课程的教学内容组织方式多为原理+示例的形式,即前面若干章节介绍软件工程的概念、基本原理和方式方法等理论内容,最后介绍一个示例.开发案例讲解往往一带而过,无法具体表现出软件工程原理的实用价值,更无法到达训练学生软件工程能力的目的.这种理论与实践分离的教学形式使学生普遍感到该课程枯燥乏味,难以理解和应用,因而教学效果较差.(二)教学案例与实际生产经过脱节.当下的软件工程教学中,固然也引入了一些案例,但这些教学案例往往是孤立的为阐述某一概念和原理而设计的,没有向学生展示完好的软件生产经过,导致学生无法真正体会到软件生产的实际情境.二、进化式教学的基本思想.(一)思想来源.迭代开发是RUP①②和大多数当代方式方法中的关键实践.在这种方式方法中,开发经过被组织成一系列短期小项目,称为迭代;每次迭代都具有各自的需求分析、设计、实现和测试活动,产生可执行的局部系统.每次迭代都是对系统的持续扩展和精化,随着时间和一次又一次迭代的递进,系统增量式地发展完善,最终成为适当的系统.这种迭代进化式地完成任务的思路对改良软件工程的教学有很好的指导意义.首先,它符合学生的学习规律.人们对知识的把握并不是一步到位的,往往有一个从认知到把握到熟练应用的逐步深化的经过.我们能够按此规律来组织教学内容,制定学生能力培养目的.其次,这种进化式的软件开发思想使得我们能够将大规模的有实际意义的软件开发项目作为教学案例和学生练习项目引入教学中.软件工程的课程特点决定了以简化的小项目作为教学案例或学生实习项目不能很好地讲明软件工程原理,训练学生应用软件工程的能力.教学项目必须有一定的复杂度才能显示软件工程这门课程内容对软件开发活动的指导意义.传统的教学方式下,教学项目复杂度的增加使得教学内容难以组织和施行,也不符合学生的学习习惯和认识规律.以迭代进化的方式组织教学案例能够很好地解决这个矛盾.迭代和进化式开发是当下大规模软件开发普遍采用的方式.软件工程的核心思想之一是通过软件开发经过的管理来保证软件开发的成功,因而教学经过应符合主流的软件开发经过,必须遵循某一软件开发经过来组织教学案例,并将基本原理的教授溶入华而不实.(二)软件工程进化式教学经过的构建.该教学方式方法将教学经过与案例的迭代式开发经过协同起来,以迭代进化的方式组织教学内容,设置学生的能力增长目的.整个教学经过的完成分三次迭代来实现:即基本原理与方式方法的教授、老师指导下的学生实践和学生自主学习、独立完成案例项目.每一次进化又可细分为初始、精化、构建和交付四个子阶段③,整个教学经过的组织见图1.第一次进化:案例教学.本课程教学的第一阶段主要结合详细案例进行软件工程基本理论和方式方法的讲解.本轮教学初始阶段首先介绍软件工程的基本概念、软件生命周期模型及软件开发经过等,在这里基础上讨论软件需求分析,引入用例技术,在所使用的案例中挑选一到两个用例进行具体描绘叙述,以此描绘叙述作为后继教学的需求分析文档.本轮教学的精化阶段的主要内容是软件的分析和设计技术,包括概要设计、具体设计、UML建模技术等.本轮教学的难点是面向对象的分析和设计方式方法,这部分内容比拟抽象,因而教学时要严密结合教学案例,向学生展示从用例文档得到软件模型的具体经过.构建阶段主要讲解软件的实现技术,包括软件编码、单元测试、数据库设计等.交付阶段主要讲解软件的综合测试技术,包括测试计划的制定、测试环境的搭建、测试的策略选择、测试用例的设计、测试工具的选择和使用、测试报告的书写等.通过本轮教学,学生基本把握了软件工程的基本理论,具备了初步的应用软件工程原理解决实际问题的能力,为下一轮教学打下了基础.第二次进化:老师指导学生对案例项目进行第二轮迭代开发.本轮教学的目的是加深学生对软件工程原理的理解和应用能力.教学的主体由老师转移到学生,所采用的教学方式是老师指导学生完成本次迭代开发任务.将学生分为若干个小组,每个小组成员为四到五人.教学经过仍然分为初始、精化、构建和交付,老师规定每个阶段的完成时间点,各阶段完成时,每个小组提交本阶段的成果,由老师统一讲评.本阶段教学中,老师结合项目进展,补充软件项目管理、配置管理、设计形式等知识,以扩展学生视野,加深学生对当代软件技术的理解.第三次进化:学生独立完成案例项目的第三轮迭代开发.通过前二轮的教学,学生在把握了软件工程基本原理的基础上,具备了应用软件工程原理和方式方法进行软件开发的能力.因而,本轮教学的目的是实现对案例项目的第三次迭代开发,成果为提交一个完好的具有实用价值的项目.本轮教学任务由各小组自行完成,老师主要起到催促检查的作用.将学生最后提交的系统质量作为评定学生本门期终成绩的主要根据.三、教学经过施行示例.我们在施行该教学方式方法时,选取图书管理系统作为开发案例.第一轮教学所用时间为9周左右,在初始阶段引导学生辨别出该系统的主要用例,见表1.选择核心用例借阅图书和归还图书作为本轮教学要实现的示例,进行具体描绘叙述,为学生演示用例的编写方式方法.从这两个用例文本出发,讲解怎样进行系统分析和设计.UML已成为面向对象设计的有效工具,因而本部分教学中要参加UML的内容.结合两个用例,具体讲解怎样开创建立系统的领域模型.得出领域模型后,怎样开创建立系统的动态模型,进而得到系统的类模型.得出类模型后,使用编程语言进行系统实现,开创建立数据库,最后进行部署和测试.此轮教学中结合借阅图书和归还图书两个功能的从分析到实现的全经过,进行原理和方式方法的讲解,教学道路如此图2.图2教学道路图第二轮教学以学生练习为主,老师引导为辅,所需时间为4周.教学经过可概括为所用知识提示+学生练习+集中点评.在图书管理系统中,第一轮迭代完成了系统的基本功能.本次迭代中,学生要从余下的用例中选择若干个用例进行具体定义、设计和实现,以对系统进行扩展.本次迭代的每个子阶段开场前,老师对本阶段所要用到的知识进行扼要的回首,布置本子阶段要完成的目的;然后各小组在规定的时间内完成本阶段的开发任务;各小组提交工作成果后,由老师进行集中点评,以使各小组之间能相互比拟,共同提高.第三轮教学需时3周左右,各小组将作为独立的开发团队进行开发工作.他们需要完成图书管理系统主学习的经过,培养动手能力和解决实际问题的能力.四、总结.基于案例的进化式教学方式方法将抽象的软件工程原理与详细案