基于网络学习的软件工程实验教学

摘 要 ：结合软件工程实验教学的经验,提出了采用网络教学平台作为软件工程实验课程的辅助手段,对软件工程实践课程的教学改革进行了探索.通过网络教学平台的辅助学习,可以提高学生的知识水平和实践能力,对提高教学质量和教学效果有很大帮助.

关 键 词 ：网络教学；软件工程；实验教学

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）09-2194-03

1.概述

软件工程是研究计算机软件开发与软件管理的工程学科,是一门理论性和实践性都很强的综合性课程.软件工程本身涉及到的知识内容很广,是将面向对象技术、程序开发方法和数据库原理等课程综合的过程.通过软件工程的学习,目的是培养学生独立分析和解决问题的能力,增强学生实践和动手能力,并熟练地掌握计算机软件的各种开发工具.

目前的软件工程课程,比较注重课堂教学,实验教学学时少,任务重,包含的内容多,如果学生之前没有花时间预习和准备实验,没有对整个实验过程作系统规划,会导致上实验课时无从下手,影响学生的学习积极性和学习效果,因此科学地规划软件工程实验课程并对实验课程进行教学改革是非常有必要的.该文提出了采用网络教学平台作为软件工程实验课程的辅助手段,对软件工程实践课程的教学改革进行了探索.利用网络学习的方法,能够在更大程度上调动学生的学习主动性和积极性,增强学习效果,更好地实现教学目标

2.实验课程网站建设

近年来随着网络技术的不断发展,网络教学模式越来越显示出其优越性.教学网站具有教学资源丰富、学习自由的特点,网络教学的模式也有利于学生自主学习能力和创新精神的培养.建立软件工程实验课程网站的主要目的,是让学生对所要进行的软件工程实验有整体的认识和了解,明确实验任务、实验要求和实验方法,对整个实验过程有合理的规划.根据软件工程开发的整个过程和技术要求,设置实验课程网站,主要包括以下几个模块：

2.1 课程资源

课程资源是涵盖理论课和实验课的各种相关资源信息,主要包括课程介绍、教学大纲、实验大纲以及课程相关资料等.这个模块为学生课下自主学习提供了非常有针对性的资源, 对课堂教学是一个很好的补充.

2.1.1 理论教学资源

课程介绍：是对课程的主要内容、课程的特点、课程学习的目的和任务等多方面作一个总括性的简介方便学生对课程有一个总体的把握与了解.

教学大纲：主要包括课程教学的内容与要求,对每章节的知识点、重点和难点进行说明, 阐述具体的教学安排和课时分配, 便于学生按照大纲的指导进行学习.

教学日历：用来描述课程的进度安排.学生可以通过查看教学日历, 事先预习教学内容,使得课堂学习更有目的性和针对性,提高了教学效率.

授课教案和课件：这是学生自主学习最重要的部分,包括各章节的文字教案和多媒体教学课件.如果学生课堂上没有完全理解授课内容的,可以带着问题在课下继续进行自主学习,能调动学生的自主学习的积极性,提高教学效果.

预备知识：列出学生已经学习过的与软件工程设计有关的课程目录,如程序语言、数据库、操作系统等,引导学生复习一些在软件工程中需要涉及到的相关知识.

2.1.2 实验教学资源

实验大纲：根据课程实验的要求组织实验项目,编写实验大纲,主要包括各个实验的实验目的、实验原理、实验内容和实验环境等.注意实验项目内容应从简单到复杂对学生进行引导, 给学生留下充足的学习思考空间,引导学生自主学习的方式和解决问题的方法,

课程设计要求：主要包括分组情况、任务分配、任务书的规范说明、提交方式、打印格式和成绩核定方法.

此外,还可以给出实验计划表和课程设计计划表等实验详细信息,使学生能合理规划好整个实验环节所要完成的任务.

2.2 项目任务

该模块主要包括项目实例,方便学生学习和了解；建立项目题库,学生可以选择项目,完成实验任务.

2.2.1 项目实例

教师根据学生的知识结构和实际情况,虚拟设计一两个小型系统,作为项目实例,如停车场管理系统、借还书管理系统等.贯穿软件生命周期整个过程,从问题定义、可行性分析、需求分析、总体设计、详细设计到调试分析和软件测试,给出项目的全过程设计.

学生通过实例学习,对软件工程开发项目有全面的认识和了解,知道软件生命周期的各个过程应该做些什么,如何进行可行性研究,需求分析的任务是什么,采用什么分析工具,怎样能全面周到的做好总体设计规划,详细设计阶段的设计说明书的作用是什么,系统模块如何划分,程序实现的方法有哪些,怎么设计软件测试方案以及软件维护说明书.

2.2.2 项目题库

教师可为学生准备一些软件项目, 如停车场管理系统,在线考试系统,图书管理系统,学生信息系统,管理系统,教材定购系统,工资管理系统,设备管理系统等,建立项目题库,每个项目配备相应的项目任务书,以便学生选择项目,下载相关的项目任务书,完成项目计划.

项目题库中的项目,要不断更新.项目的来源可以根据企业的需求、也可以是教师自己的科研项目,要对各个项目进行共同讨论,决定项目的可行性,并根据教学要求和课程特点,对实际项目进行剪切或划分成子项目,使其具有可操作性和实践性,便于学生操作和实训.

2.3 软件工具

该模块是配置相应的软件工程实验软件,主要提供建模工具和编程软件的下载,便于学生完成项目的分析过程,实现系统功能.

2.3.1 建模工具

对几种UML统一建模工具进行简单介绍,并提供软件下载,安装方法和使用教程.学生可以采用不同的分析工具,建立系统的分析模型,并做好需求分析和系统设计. 主要的建模工具有Microsoft Office Visio、Rational Rose和PowerDesigner三种.Microsoft Office Visio中引进了软件分析设计功能到代码生成的全部功能,可以更轻松地将流程、系统和复杂信息可视化、可以创建多种类的图表.Rational Rose主要是对开发过程中的各种语义、模块、对象以及流程、状态等进行比较好的描述,能从各个方面和角度来分析和设计,对系统的代码框架生成有很好的支持.PowerDesigner是一种数据库建模工具,允许使用一种结构化的方法有效地创建数据库或数据仓库,它还提供了直观的符号表示,使数据库的创建更加容易,并使项目组内的交流和通讯标准化.

2.3.2 编程工具

给出几种软件开发工具,如结构化编程语言或面向对象的编程软件（C、C++、JA、DELPHI）,以及SQL、Powerbuilder等开发工具,并提供软件下载和安装方法,供学生选择编程软件,编写程序,并测试软件.

2.4 文档资料

该模块主要列出整个项目所要提交的各类文档资料.此外,还应该提供统一格式的实验报告和课程设计任务书范本,便于学生下载,并按要求填写内容.

项目文档：主要包括有可行性分析报告,需求规格说明书,项目计划书,总体设计报告,详细设计说明书,软件系统的程序代码,软件测试报告以及用户使用手册等.

规格说明：可以给出一些规格说明的样例和标准,学生可以使用非形式化、半形式化和形式化等方法描述需求分析规格说明,详细设计规格说明,并给出系统各部分的设计规格说明书.鼓励学生学习和使用形式化的方法描述规格说明,例如：有穷状态机、Petri网以及Z语言等,这样可以用数学方法研究和验证规格说明是否正确,并消除二义性.

2.5成绩评价

该模块主要给出实验教学各阶段的成绩考核方式及评定标准.课程实验中,上机操作占课程实验成绩的50%（含平时上机操作和考勤）,课程实验需要提交的文档和报告占50%.课程设计因为是分小组进行,成绩评定可以分成个人成绩和小组成绩两部分,个人成绩主要根据个人在小组中所分工作多少和完成工作情况来确定,小组成绩则由各个小组阶段成绩和系统最终验收的情况来确定（如系统是否达到需求规格说明中的功能性、提交的文档是否全面和规范, 源程序编写是否规范、可维护性等）.

每个项目组都应该进行汇报,展示自己的成果,由教师和其他同学组成评审团, 对每个项目组的汇报进行评审和打分, 提出修改意见和建议.汇报结束后, ,教师要进行总结点评, 并写出评语.既要评价项目成果,也评价学生的表现,帮助理学习内容, 鼓励学生的积极性.

3.网络辅助教学

建立软件工程实验课程网络教学平台后,如何让学生充分利用平台资源进行网络学习,也是必不可少的关键部分.整个教学实践过程可在教师引导下, 学生自主管理, 分工协作, 这样既锻炼了学生参与项目管理的能力, 又训练了学生之间的团队合作精神.有了网络学习平台,在理论课程学习的同时,学生可以分三个阶段完成软件工程实验课程：

1）网络学习：该阶段主要学习课程资源,同时,学生进行选题,分小组和分派任务,进行项目的可行性研究和项目的需求分析.

2）课程实验：该阶段主要是让学生学习建模工具,通过使用建模工具,完成项目的分析过程,并进行系统的详细设计,划分系统的各组成模块,给出系统的各部分设计规格说明书.

3）课程设计：该阶段主要是根据项目的需求规格说明书和系统设计文档,采用合适的程序设计软件完成对整个系统的代码编写,遵循代码的开发规范.设计测试用例,对系统进行测试,并提交相关文档.

成绩评价部分由教师来完成,每个阶段都要进行阶段性评价,并根据项目的最终完成情况给出整体评价.要着力培养学生软件工程开发工具的应用能力, 要求学生按规定提交项目要求的各种文档,形成较为科学的综合成绩评定方法.

4.结束语

软件工程实验课程的教学改革是软件工程课程改革的一个重要部分,教学方法和实验环境是软件工程实验课程改革得以实现的重要保障.利用网络教学平台辅助软件工程的实验教学, 可以实现资源共享,使得学生对整个实验教学有全面的认识和了解,有利于调动学生的学习兴趣和主动性,提升学生分析问题能力和实际解决问题的能力,对增强学生的项目管理能力和开发能力,起到很好的作用.