賁可榮　何智勇

摘要:“軟件工程”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科必修課程,對(duì)培養(yǎng)軍隊(duì)信息化建設(shè)的人才有重要作用。本文介紹我們?cè)凇败浖こ獭闭n程教學(xué)中的做法及體會(huì),包括采用英文原版教材、實(shí)行雙語教學(xué)、通過課程大作業(yè)對(duì)所學(xué)理論和技術(shù)進(jìn)行綜合實(shí)踐、貫穿課程的案例教學(xué)等方面。通過這些方法,強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力,提高了軟件工程師的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞:軟件工程;雙語教學(xué);案例教學(xué)

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1概述

軟件是高新武器裝備的靈魂,軟件是構(gòu)筑信息化裝備體系的關(guān)鍵,軟件可有效提升武器裝備的整體作戰(zhàn)效能,軟件是信息戰(zhàn)中攻防對(duì)抗裝備發(fā)展的焦點(diǎn)。軟件在軍隊(duì)信息化建設(shè)中起著十分重要的作用,軍隊(duì)信息化建設(shè)對(duì)軟件質(zhì)量提出了更高的要求。軟件工程方法、技術(shù)、工具為軟件開發(fā)提供了工程指南。計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生將有機(jī)會(huì)參與各類軍用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試,甚至過程管理工作,學(xué)習(xí)“軟件工程”課程可以培養(yǎng)他們的能力和素質(zhì)。

“軟件工程”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科學(xué)員的專業(yè)必修課,是實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性課程。本課程的任務(wù)是系統(tǒng)地介紹軟件工程的過程、方法和工具,并且通過較大規(guī)模的實(shí)習(xí)使學(xué)員初步掌握軟件計(jì)劃、開發(fā)、測試和維護(hù)的工程化方法,為學(xué)員將來從事應(yīng)用軟件的開發(fā)打下基礎(chǔ)。

通過本課程的學(xué)習(xí),對(duì)軟件產(chǎn)品和軟件過程有全面的理解和認(rèn)識(shí),掌握軟件質(zhì)量保證技術(shù)的基本理論、基本方法,掌握軟件生命周期各階段技術(shù)特征,了解計(jì)算機(jī)輔助軟件工程工具,了解軟件可靠性概念,掌握測試和維護(hù)的基本方法。在保證教學(xué)效果的前提下,開展雙語教學(xué),以提高學(xué)員查閱外文資料和科技外語交流的能力。

2雙語教學(xué)

隨著英語水平的普遍提高和英語的需求增加,在教學(xué)主管部門的鼓勵(lì)下,我們于2002年起在“軟件工程”教學(xué)中引入了雙語教學(xué)模式。

“雙語教學(xué)”可采取如下形式:浸入型雙語教學(xué)、保持型雙語教學(xué)和過渡型雙語教學(xué)。限于語言環(huán)境并不是中英并重的,所以我們采用保持型雙語教學(xué),即學(xué)員剛進(jìn)入學(xué)校時(shí)使用漢語,然后逐漸地使用英語進(jìn)行部分學(xué)科的教學(xué),其他學(xué)科仍使用漢語教學(xué)。我們采用英文原版教材,以講授專業(yè)知識(shí)為目標(biāo),采用雙語為手段,其特點(diǎn)是專業(yè)知識(shí)與英語訓(xùn)練并重。

因?yàn)镻ressman的原版教材在國內(nèi)有影印版,同時(shí)該書是國際上有影響的教材,因此,我們采用Pressman的《Software Engineering——A Practitioner's Approach》(第4版和第6版)。同時(shí),該書新版及時(shí)反映了軟件工程的技術(shù)進(jìn)步。我們系軟件工程為40學(xué)時(shí)(一學(xué)期完成),教學(xué)形式包括:講授+討論+作業(yè)+課程大作業(yè)+考試。

對(duì)教師的雙語要求:對(duì)內(nèi)容非常熟悉;預(yù)告內(nèi)容;教材和多媒體課件用英語,講課中英文并重,要求用正確流利的英語進(jìn)行知識(shí)的講解,但不排除漢語,避免由于語言滯后造成學(xué)員的思維障礙;考試出題用英語。

對(duì)學(xué)員的雙語要求:預(yù)習(xí);課上發(fā)言:英語+適當(dāng)?shù)闹形慕忉?作業(yè):鼓勵(lì)用英語;考試:開卷,允許帶字典和教材。

幾年的實(shí)踐,雙語教學(xué)對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)起到了如下促進(jìn)作用。

(1) 加強(qiáng)了外語語言能力的發(fā)展

用專業(yè)教學(xué)語言來促使外語語言能力發(fā)展,避免外語教學(xué)與專業(yè)教學(xué)脫節(jié)。由于學(xué)習(xí)的需要,學(xué)員自然會(huì)產(chǎn)生努力學(xué)習(xí)外語的動(dòng)機(jī)和興趣,這種動(dòng)機(jī)和興趣比在單純的語言課程上容易產(chǎn)生并更加持久。雙語教學(xué)使學(xué)員通過對(duì)教學(xué)語言的感受來達(dá)到提高外語水平的目標(biāo),學(xué)員在努力弄清教師在課堂上講授的意思的同時(shí),外語聽力和外文知識(shí)將在有意與無意之中得到強(qiáng)化。

(2) 有效解決長期存在的學(xué)與用脫節(jié)的問題

在雙語教學(xué)中采用國外原版教材其突出的特點(diǎn)是實(shí)用性強(qiáng),而這一特點(diǎn)恰恰是多年來中國軟件工程教材中的薄弱環(huán)節(jié)。國外教材中還大量配以各種案例,通過對(duì)案例的分析,能提高學(xué)員分析問題、解決問題的能力,使學(xué)員能把學(xué)到的東西應(yīng)用到實(shí)際工作中去,并且推動(dòng)了基于案例教學(xué)和課程大作業(yè)的開展。

(3)“原汁原味”,促進(jìn)教學(xué)的規(guī)范化和國際化

我們的軍事人才培養(yǎng)是在國際化的大背景下進(jìn)行的。雙語教學(xué)使軟件工程課程與國際接軌,能夠反映最先進(jìn)的軟件工程方法、技術(shù)和工具,隨著進(jìn)一步規(guī)范化,相應(yīng)的軟件課程體系和配套教學(xué)資料將與國內(nèi)外比較知名的學(xué)?；疽恢隆６浖こ陶n程教學(xué)的規(guī)范化,對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)其他課程的教學(xué)將起十分重要的示范、帶動(dòng)作用。

3案例教學(xué)

軟件教學(xué)的實(shí)踐表明,如果沒有親身體驗(yàn),學(xué)員很難相信軟件工程技術(shù)的好處。讓學(xué)員理解和掌握軟件工程的最有效的方法是讓他們完成為時(shí)一學(xué)期的軟件項(xiàng)目的開發(fā)。我們開設(shè)的軟件工程課程是一門以面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)為重點(diǎn)、集實(shí)用性與即用性于一體的課程。

我們強(qiáng)調(diào)“實(shí)踐”。一般來講,實(shí)踐就是軟件工程師日常使用概念、原則、方法和開發(fā)工具的集合,實(shí)踐使得項(xiàng)目經(jīng)理可以管理軟件項(xiàng)目,保證軟件工程師開發(fā)計(jì)算機(jī)程序,實(shí)踐利用由必要技術(shù)和管理組成的軟件過程模型,保證開發(fā)工作順利開展,實(shí)踐將使一些雜亂的容易被忽視的方法轉(zhuǎn)化為更具組織性、更高效并且更容易獲得項(xiàng)目成功的重要東西。

教授一門基于項(xiàng)目的軟件工程課程最重要、也最困難的是如何選擇合適的項(xiàng)目。因?yàn)樗x項(xiàng)目必須足夠復(fù)雜,以便讓學(xué)員以3～5人為單位組成一個(gè)開發(fā)小組,同時(shí)又必須能在15周內(nèi)完成。比達(dá)到目標(biāo)更具挑戰(zhàn)性的是所選的項(xiàng)目必須引起學(xué)員的興趣,讓其有內(nèi)在的動(dòng)力。我們提供一種可以在15周學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)大軟件項(xiàng)目的專門開發(fā)方法。我們還提供了兩個(gè)連續(xù)的案例分析,用作為時(shí)一學(xué)期的項(xiàng)目開發(fā)的樣板。案例分析中內(nèi)含有制品的樣本,舉例說明了學(xué)員在其項(xiàng)目的生命周期中所要交付的資料的類型。

課程案例包括以下內(nèi)容。

(1) 工資支付系統(tǒng):管理不同種類的員工,如小時(shí)工、月薪員工等,處理不同的工資計(jì)算方法,如按工作時(shí)間、按銷售訂單提成等,員工可以提交時(shí)間卡、銷售訂單等工作記錄,系統(tǒng)需要根據(jù)工作記錄和員工類別,按照工資支付周期,以合適的形式(轉(zhuǎn)賬、支票)正確發(fā)放工資。

(2) 鼠標(biāo)點(diǎn)擊游戲:鍛煉用戶對(duì)鼠標(biāo)的使用,支持雙人對(duì)戰(zhàn)和人機(jī)對(duì)戰(zhàn),雙方各分配一種顏色(紅或藍(lán)),紅藍(lán)小球不斷出現(xiàn)在二維方格中,用戶可以通過點(diǎn)擊鼠標(biāo),盡量消去己方的小球,如果出現(xiàn)同顏色的相鄰的小球,則該用戶失敗,并給出雙方的分?jǐn)?shù)。

課程大作業(yè)是對(duì)所學(xué)理論和技術(shù)的綜合實(shí)踐,是提高實(shí)踐能力和積累工程經(jīng)驗(yàn)所必須具備的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。在我們教學(xué)中,推薦如下課程大作業(yè)選題:網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下圖書館管理系統(tǒng),模擬計(jì)算器,俄羅斯方塊游戲,酒店管理系統(tǒng),高校醫(yī)院管理信息系統(tǒng)。有興趣的同學(xué)可以自由選題,必須經(jīng)老師認(rèn)可。

課程大作業(yè)的目標(biāo)是使用整個(gè)教育計(jì)劃中獲得的知識(shí),包括需求、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和質(zhì)量保證等,進(jìn)行典型軟件系統(tǒng)的開發(fā)。學(xué)員可以采用任何合適的過程模型,注意質(zhì)量問題,并自己管理項(xiàng)目。

學(xué)員應(yīng)在開發(fā)一個(gè)軟件系統(tǒng)中實(shí)施一次或多次迭代,并生成過程模型要求的各種制品。這些制品包括項(xiàng)目計(jì)劃(可能被定期更新,并包含成本預(yù)算、風(fēng)險(xiǎn)分析、工作到任務(wù)的劃分等)、需求(包括用例)、體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)文檔、測試計(jì)劃、源代碼和可安裝的系統(tǒng)。

學(xué)員在大作業(yè)中分組工作,每組成員至少2人,最好是3～4人;小組成員的選擇考慮到理論能力和實(shí)踐能力的平衡。在大作業(yè)實(shí)施過程中,定期報(bào)告各小組的進(jìn)展。每個(gè)小組虛擬一個(gè)“客戶”,項(xiàng)目的目的是解決客戶的問題,因此客戶應(yīng)幫助教師來評(píng)價(jià)最終工作。

通過課程大作業(yè),使軟件工程教學(xué)達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合、知識(shí)與能力相結(jié)合,既培養(yǎng)個(gè)體的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力,又強(qiáng)化了學(xué)員對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工程規(guī)范和專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用。

我們認(rèn)為,學(xué)員應(yīng)該在一個(gè)或多個(gè)領(lǐng)域擁有專長。對(duì)于每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,應(yīng)該在深入學(xué)習(xí)特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí),廣泛涉獵有關(guān)的領(lǐng)域知識(shí),并且學(xué)習(xí)這些領(lǐng)域中典型產(chǎn)品的特性及其對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的影響。我們推薦如下應(yīng)用領(lǐng)域:以網(wǎng)絡(luò)為中心的系統(tǒng);信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理;容錯(cuò)與可存活系統(tǒng);高安全性系統(tǒng);安全攸關(guān)系統(tǒng);嵌入式與實(shí)時(shí)系統(tǒng);艦載指控系統(tǒng);多媒體和仿真系統(tǒng);小型移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)。

市面上軟件工程方面的教材大多重理論輕實(shí)踐,那些基于項(xiàng)目的教材并沒有把重點(diǎn)放在面向?qū)ο蟮姆缎椭衼?。我們?cè)谶@方面做了些嘗試,并按該思路撰寫了一本《軟件工程——基于項(xiàng)目的面向?qū)ο笱芯糠椒ā贰?/p>

4綜合素質(zhì)培養(yǎng)

軟件工程是一門交叉性的工程學(xué)科,它建立在計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)之上,但已經(jīng)超出了以這些技術(shù)為基礎(chǔ)的學(xué)科范疇,它將計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)和管理學(xué)等基本原理應(yīng)用于軟件的開發(fā)與維護(hù)中。軟件工程的目的是以系統(tǒng)的、可控的、有效的方式創(chuàng)建高質(zhì)量軟件。軟件工程教育兼屬科學(xué)教育與工程教育范疇,交叉應(yīng)用性和工程實(shí)踐性是軟件工程的學(xué)科特性,因此,其重點(diǎn)在于軟件的分析與評(píng)價(jià)、規(guī)格說明、設(shè)計(jì)和演化,另外還涉及管理和質(zhì)量、創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)人技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和專業(yè)實(shí)踐等。

畢業(yè)學(xué)員有機(jī)會(huì)參與各種信息系統(tǒng)(包括指揮、控制、通信、情報(bào)、偵察、導(dǎo)航、電子戰(zhàn)等系統(tǒng))的設(shè)計(jì)和開發(fā),因此,我們注重學(xué)員如下軟件工程素質(zhì)的培養(yǎng):基礎(chǔ)知識(shí)和技能;團(tuán)隊(duì)工作的能力;分析與解決問題的能力;談判與溝通的能力;適應(yīng)發(fā)展的能力;認(rèn)知能力和技能;實(shí)踐能力和技能,包括判斷能力、創(chuàng)新能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、專業(yè)發(fā)展的其他技能。達(dá)到科學(xué)教育、工程教育與創(chuàng)新實(shí)踐緊密結(jié)合,在夯實(shí)數(shù)理基礎(chǔ)和工程科學(xué)的同時(shí),加強(qiáng)工程教育,強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)綜合能力。

不同的項(xiàng)目會(huì)鍛煉知識(shí)體系中不同知識(shí)領(lǐng)域的技巧。這些知識(shí)單元包括:構(gòu)造技術(shù),團(tuán)隊(duì)動(dòng)力/心理學(xué),交流溝通技巧,專業(yè)技能,模型類型,需求獲取,需求規(guī)范和文檔,需求確認(rèn),軟件設(shè)計(jì)策略,體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),人機(jī)界面設(shè)計(jì),詳細(xì)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)符號(hào)和支持工具,設(shè)計(jì)評(píng)估,評(píng)審,測試,項(xiàng)目規(guī)劃,項(xiàng)目人員和組織,軟件配置管理。

我們的培養(yǎng)目標(biāo)不僅是具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的軟件人才和軟件工程師,還要通過課程培養(yǎng)學(xué)員遵守職業(yè)道德規(guī)范。

5小結(jié)

隨著部隊(duì)信息化建設(shè)的不斷深化,在軟件工程的學(xué)習(xí)上提出了更高的要求,只有具備了軟件工程的基本知識(shí),并且與具體的專業(yè)實(shí)踐結(jié)合起來,才能使部隊(duì)的信息化建設(shè)健康、平穩(wěn)、有序和高效的發(fā)展,真正達(dá)到提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的目的。

通過在軟件工程課程中采取雙語教學(xué)、案例教學(xué)等手段,顯著提高了計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科學(xué)員的綜合素質(zhì),對(duì)軟件工程技術(shù)和方法的實(shí)踐能力得到了加強(qiáng),促進(jìn)了部隊(duì)信息化建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1] Roger S.Pressman. Software Engineering——A Practitioner's Approach(Sixth Edition)[J]. U.S. NJ: McGraw-Hill,2005.

[2] Evelyn Stiller,Cathie LeBlanc. 基于項(xiàng)目的軟件工程——面向?qū)ο笱芯糠椒╗M]. 賁可榮,張秀山,譯. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[3] Stacy J.Prowell,Carmen J.Trammell,Richard C.Linger,et al. 凈室軟件工程——技術(shù)與過程[M]. 賁可榮,張志祥,張秀山,譯. 北京:電子工業(yè)出版社,2001.

[4] 賁可榮,何智勇. 軟件工程——基于項(xiàng)目的面向?qū)ο笱芯糠椒╗M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[5] 楊芙清. 軟件工程技術(shù)發(fā)展思索[J]. 軟件學(xué)報(bào),2005,16(1):1-7.

[6] Oscar Dieste,Natalia Juristo,Ana M Moreno. How higher-education systems influence software engineering degree programs[J]. IEEE Software, 2004,21(4):78-85.

[7] 晏立.從社會(huì)需求的角度探索軟件工程教育[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2008(22):141-142.

Bilingual and Case-Based Education in “Software Engineering”

BEN Ke-rong, HE Zhi-yong

(Naval University of Engineering Department of Computer Engineering, Wuhan 430033, China)

Abstract: “Software Engineering” is the Computer Science and Technology undergraduate curriculum, playing an important role in training persons for Information construction of military. Practice and understanding of teaching Software Engineering lessons are introduced in this paper, including Bilingual Education, End of Course Assignment, ability and quality training, and Case-Based Education. Through these methods, the ability of practice is strengthened, and the overall quality is improved as a software engineer.

Key words: software engineering; bilingual education; case-based education