文章編號(hào)：1672-5913(2011)17-0039-04 中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　摘 要：針對(duì)“軟件體系結(jié)構(gòu)”教學(xué)存在的實(shí)踐教學(xué)形式過于單一的問題，在分析能力本位課程開發(fā)方法的基礎(chǔ)上，提出基于能力本位的“軟件體系結(jié)構(gòu)”實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)開發(fā)方法。該方法結(jié)合本三院校實(shí)際，在“軟件體系結(jié)構(gòu)”實(shí)踐教學(xué)中取得較好效果。
　　關(guān)鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu)；能力本位；本三；實(shí)踐教學(xué)
　　作者簡介：朱鵬程，男，講師，研究方向?yàn)檐浖軜?gòu)；管致錦，男，教授，研究方向?yàn)榭赡嬗?jì)算。
　　軟件體系結(jié)構(gòu)(又稱軟件架構(gòu))是植根于軟件工程發(fā)展起來的一門新興學(xué)科[1-2]。專門和廣泛研究軟件體系結(jié)構(gòu)始于20世紀(jì)90代，目前，軟件體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為軟件工程研究和實(shí)踐的主要領(lǐng)域，成為眾多軟件企業(yè)關(guān)注的核心技術(shù)之一。現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大規(guī)模復(fù)雜軟件有極高的需求，但目前國內(nèi)的軟件開發(fā)綜合能力并不能很好地滿足這個(gè)需求。一方面是由于軟件架構(gòu)方面的高端人才嚴(yán)重缺失；另一方面是絕大多數(shù)程序員缺少架構(gòu)、設(shè)計(jì)模式及開發(fā)規(guī)范等相關(guān)知識(shí)，編寫的代碼隨意性很強(qiáng)。
　　作為人才培養(yǎng)的基地，高校應(yīng)該責(zé)無旁貸地承擔(dān)培養(yǎng)具備架構(gòu)相關(guān)知識(shí)軟件人才的任務(wù)，“軟件體系結(jié)構(gòu)”便是以此為目的被各個(gè)高校所引入的。清華大學(xué)是國內(nèi)是最先開設(shè)該課程的學(xué)校，在該課程上積累的成功教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及編寫的諸多經(jīng)典教材為其他高校開設(shè)該課程提供了基礎(chǔ)和借鑒。目前，越來越多本三層次院校的軟件專業(yè)也開始開設(shè)該課程，因此，本三層次學(xué)生如何學(xué)好本課程是我們要思考的問題。
　　1 “軟件體系結(jié)構(gòu)”教學(xué)面臨的問題
　　通過對(duì)某本三學(xué)院計(jì)算機(jī)及軟件專業(yè)學(xué)生的問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)該課程教學(xué)效果不佳，主要原因如下。
　　原因一，課程內(nèi)容抽象，軟件體系結(jié)構(gòu)是從較高層次把握和理解復(fù)雜軟件的整體結(jié)構(gòu)，考慮元素和元素之間的關(guān)系，整門課程中充斥著各種原理、概念和理念，理論性和抽象性很強(qiáng)，而本三層次學(xué)生由于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)略顯薄弱，抽象思維相對(duì)較差，所以，學(xué)習(xí)該課程有困難。
　　原因二，由于大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前無軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所以不能充分認(rèn)識(shí)該課程的重要性，認(rèn)為該課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有程序設(shè)計(jì)類和工具類的課程有價(jià)值。
　　原因三，實(shí)踐教學(xué)形式單一，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不夠完整。實(shí)踐是本三層次學(xué)生較喜歡的一種學(xué)習(xí)方式，但該課程往往只單設(shè)幾節(jié)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課，而對(duì)于復(fù)雜軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)為零的學(xué)生而言，幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課肯定不能加深其對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)的理解。
　　清華大學(xué)覃征教授對(duì)前兩個(gè)原因作了精辟的分析，并提出“動(dòng)機(jī)-專題-案例”的教學(xué)主導(dǎo)思想[3]，以此為借鑒并結(jié)合院校專業(yè)實(shí)際情況，我們應(yīng)該能很好地解決這兩個(gè)問題。但是，該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)該如何設(shè)置，尤其是針對(duì)本三層次學(xué)生如何設(shè)置，目前還沒有太多可供借鑒的成功案例。
　　2 以能力為本位，設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
　　能力本位教育[4-7]產(chǎn)生于二次大戰(zhàn)后，以美國、加拿大為代表，其核心是從職業(yè)崗位的需要出發(fā)，確定能力目標(biāo)。學(xué)校聘請(qǐng)行業(yè)中一批具有代表性的專家組成專業(yè)委員會(huì)，按照崗位群的需要，層層分解，確定從事行業(yè)所應(yīng)具備的能力，明確培養(yǎng)目標(biāo)。然后，再由學(xué)校組織相關(guān)教學(xué)人員，以這些能力為目標(biāo)，設(shè)置課程、組織教學(xué)內(nèi)容，最后考核是否達(dá)到這些能力要求。能力本位課程開發(fā)流程如圖1所示。
　　
　　圖1 能力本位課程開發(fā)流程
　　
　　2.1 課程面向崗位
　　能力本位課程設(shè)計(jì)的起點(diǎn)是職業(yè)崗位，所以，我們首先必須弄清楚本課程面向哪些崗位。部分人認(rèn)為“軟件體系結(jié)構(gòu)”，顧名思義，面向的肯定就是軟件架構(gòu)師崗位了，這種認(rèn)識(shí)較為片面，因?yàn)榫捅救龑哟味?，極少有學(xué)生一畢業(yè)就能走上架構(gòu)師這樣的崗位，絕大多數(shù)學(xué)生直到其職業(yè)生涯晚期依然不能走上這樣的崗位，按這樣的觀點(diǎn)，這門課程在本三就沒有開設(shè)的必要性了。本三層次的“軟件體系結(jié)構(gòu)”課程目的應(yīng)該是培養(yǎng)具備軟件架構(gòu)知識(shí)的軟件從業(yè)人員，其中包含架構(gòu)師，但以程序員為主?；谶@個(gè)起點(diǎn)，我們才有可能設(shè)計(jì)出本三層次學(xué)生能勝任且較喜歡的實(shí)踐環(huán)節(jié)。
　　2.2 崗位能力剖析
　　人們經(jīng)常會(huì)在雜志或論壇上看到架構(gòu)師抱怨：設(shè)計(jì)出的好架構(gòu)，卻得不到徹底的貫徹。除了成本、領(lǐng)導(dǎo)決策等因素以外，軟件實(shí)現(xiàn)人員的技術(shù)水準(zhǔn)較低，缺少熟悉架構(gòu)知識(shí)的程序員也是導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的根源之一。通過對(duì)本地軟件公司的走訪并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)調(diào)研[8]，我們認(rèn)為，熟悉架構(gòu)師知識(shí)的軟件從業(yè)人員應(yīng)該具備以下能力。
　　1) 良好的溝通能力，能清晰地表達(dá)自己心中所想，并能正確理解別人的意圖。軟件是一個(gè)高度復(fù)雜的邏輯產(chǎn)品，是在需求基礎(chǔ)上由設(shè)計(jì)人員、開發(fā)人員、
　　測(cè)試人員等相關(guān)人員分工合作而獲得的腦力勞動(dòng)成果。因此，溝通顯得尤為重要，無論是和客戶溝通，還是團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的溝通，必須能正確理解別人并讓別人正確理解自己，否則任何一環(huán)的溝通不暢甚至是誤解，都會(huì)給整個(gè)項(xiàng)目帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
　　2) 較好的抽象思維能力和建模能力。即能從模糊的用戶需求中分離出確定因素和不確定因素，然后選擇合適的工具和風(fēng)格構(gòu)建總體架構(gòu)模型以容納確定因素并擁抱未來可能的變化因素，并能通過圖形化的工具清晰描述該結(jié)構(gòu)。
　　3) 較好的軟件實(shí)現(xiàn)能力。即精通常用程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及開發(fā)工具，熟悉常用的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)模式，能將架構(gòu)描述的規(guī)范很好地付諸實(shí)踐。
　　4) 較好的創(chuàng)新能力。軟件開發(fā)中雖然有很多場(chǎng)景不斷重復(fù)，但每次出現(xiàn)的細(xì)節(jié)都有所不同，在設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)，不僅要借鑒已有的成功經(jīng)驗(yàn)，還要懂得靈活變通，因地制宜。
　　2.3 教學(xué)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容的確定
　　為了培養(yǎng)上述能力，我們結(jié)合課程理論教學(xué)大綱和學(xué)生特點(diǎn)，甄選實(shí)踐內(nèi)容如下：軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格實(shí)踐、UML建模實(shí)踐、軟件體系結(jié)構(gòu)描述語言實(shí)踐、設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)模式實(shí)踐、完整軟件項(xiàng)目的綜合性實(shí)踐。教學(xué)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容的安排如表1所示。
　　
　　表1 教學(xué)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容安排
　　
　　2.4 教學(xué)實(shí)施和管理
　　教學(xué)實(shí)施是教學(xué)設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐的過程，合理選擇實(shí)踐形式和實(shí)踐場(chǎng)地，并對(duì)實(shí)踐過程作實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理有助于教學(xué)效果的提升。實(shí)踐形式及場(chǎng)地選擇等情況如表2所示。
　　本課程的實(shí)踐體系由課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)獨(dú)立實(shí)踐周和校外獨(dú)立實(shí)踐周組成。其中課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要和課程理論教學(xué)相輔相成，讓學(xué)生對(duì)課程涉及的概念、原理、工具等有較清晰地認(rèn)識(shí)，并逐步培養(yǎng)相關(guān)能力；校內(nèi)獨(dú)立實(shí)踐周是對(duì)整門課程所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)和回顧，通過這個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，并為校外實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)；校外獨(dú)立實(shí)踐周，是在企業(yè)氛圍下進(jìn)行的課程實(shí)踐，能讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用。本課程的每個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)都由專人進(jìn)行監(jiān)督和管理，尤其是在校外實(shí)踐時(shí)，除了校內(nèi)指導(dǎo)教師以外，還會(huì)給學(xué)生安排相關(guān)的企業(yè)導(dǎo)師，企業(yè)導(dǎo)師就企業(yè)環(huán)境、開發(fā)團(tuán)隊(duì)組織、相關(guān)技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，并對(duì)學(xué)生完成相關(guān)任務(wù)的過程作監(jiān)督和評(píng)價(jià)。
　　
　　表2 實(shí)踐形式及場(chǎng)地選擇等情況
　　
　　另外，在教學(xué)實(shí)施過程中，我們還應(yīng)該靈活選擇實(shí)驗(yàn)案例，使案例具備典型性、時(shí)效性，貼近學(xué)生，并有一定的趣味性。比如在做設(shè)計(jì)模式實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只是讓學(xué)生按照相關(guān)模式的概念去設(shè)計(jì)類圖，并編寫典型代碼，學(xué)生往往不感興趣，對(duì)此，我們可以通過一些有趣味性的引子，逐步將學(xué)生引入到模式的世界中去。比如在講工廠方法模式時(shí)，可以將中國古代神話“女媧造人”的故事作為引子，女媧通過八卦爐構(gòu)建出黃種人、白種人、黑種人，其中各個(gè)人種是具體產(chǎn)品，而八卦爐是生產(chǎn)產(chǎn)品的工廠，然后讓學(xué)生為“女媧造人”這樣的場(chǎng)景構(gòu)建類圖并給出實(shí)現(xiàn)代碼，在這樣的情境下學(xué)生的參與積極性會(huì)比較高，對(duì)設(shè)計(jì)模式的理解也會(huì)更深入，甚至有的學(xué)生用“終身難忘”這樣的詞匯來形容這種案例。
　　
　　2.5 教學(xué)評(píng)價(jià)
　　對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)分為兩類：對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核和教師教學(xué)活動(dòng)的評(píng)價(jià)。
　　首先，我們談一談對(duì)學(xué)生的考核，課程考核是教學(xué)過程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段，其目的在于幫助和督促學(xué)生系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)和技能，檢驗(yàn)其理解程度和靈活運(yùn)用的能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。但以往的考核方式過于單一，只是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)給學(xué)生打分，這種方式過于注重最后的結(jié)果，而忽略學(xué)生在實(shí)踐過程中的參與程度，因此，部分學(xué)生在整個(gè)實(shí)踐過程中碌碌無為，只是在最后草草完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為了改善這種狀況，我們除了將實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為考核依據(jù)外，還引入成員互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、企業(yè)導(dǎo)師意見等方式(如表2所示)。成員互評(píng)，是由學(xué)生根據(jù)組內(nèi)其他成員在共同完成實(shí)踐任務(wù)時(shí)所表現(xiàn)出的作用而給出的評(píng)價(jià)；教師評(píng)價(jià)是教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)踐過程中的出勤率、解決問題的能力等方面給出的評(píng)價(jià)；企業(yè)導(dǎo)師意見是企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生融入企業(yè)開發(fā)的速度、給企業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值等方面給出的評(píng)價(jià)。通過這幾種考核方式有機(jī)結(jié)合，得到學(xué)生實(shí)踐的總評(píng)價(jià)。比如企業(yè)實(shí)踐的最終評(píng)價(jià)構(gòu)成如下：成員互評(píng)20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告及作品40%，教師評(píng)價(jià)10%，企業(yè)導(dǎo)師意見30%。
　　其次，對(duì)教師教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià)的主體為學(xué)生。經(jīng)過兩年的“軟件體系結(jié)構(gòu)”實(shí)踐教學(xué)改革，對(duì)07級(jí)和08級(jí)學(xué)生的問卷調(diào)查顯示學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣、對(duì)課程的理解程度等方面都有了較大進(jìn)步，課程的平均成績也有較大提升。調(diào)查結(jié)果如表3所示。
　　
　　表3 學(xué)生調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
　　
　　3 結(jié)語
　　能力本位課程以職業(yè)能力