软件工程精品实验项目建设实践

1传统面向对象的需求分析实验的现状

面向对象的需求分析实验是软件工程实验课程中经典实验项目，原因在于该实验项目是软件项目开发过程中最重要的内容之一，也是软件项目后续设计、实现和测试等过程的基础，学生必须学习、掌握和应用它。目前需求分析实验项目开展过程存在以下主要问题：

（1）实验教学方式单一，教学课时有限

在采用面向对象方法实现软件项目需求分析的实验教学过程中，一般学生只重视在编写软件项目分析与设计文档环节上，对于描述软件需求的用例模型、静态模型和动态模型缺乏重视，仅仅认为实验课程只是一种形式，一边按照实验指导书“依葫芦画瓢”完成操作步骤，一边浏览其它网站内容，并没有真正地将心思放在实验课程上，更谈不上学以致用。实验课程的教学课时有限。软件工程实验课程的计划学时一般为32课时，但是在执行过程会遇到学生值周、放假、考试和其它课程设计等因素，实际学时约为24课时，而实际分配到面向对象的需求分析实验项目中的课时是非常有限的。

（2）理论教学内容与实验项目教学不同步

在软件工程课程教学过程中，一般地先讲授传统的软件工程和软件生存周期的各个阶段，而后才再讲授面向对象分析与设计方法。由于实验项目存在整体性、层次性、系统性和综合性等特征，并且实验课程是每周2课时，学生先采用传统方法开展软件项目分析与设计、软件测试等实验，然后才进行面向对象的需求分析、分析与设计等实验，这样会带来理论内容往往滞后于实验项目。

（3）实验考核方式单一

学生在完成面向对象的需求分析实验后，仅仅提交一份实验报告，实验指导教师在很短时间内根据实验报告的结果随意地给定一个实验成绩，这样带来学生之间普遍地存在相互抄袭现象，学生对实验项目难以激起学习和探究的兴趣，从而更加缺乏主动学习的动力。这种实验考核方式不能体现学生对理论知识和实践能力的掌握程度。

2精品实验项目的建设与实施

2.1精品实验项目的设计思想

精品实验项目是针对课程中某一个重要实验项目进行精品化建设，以期达到对整个课程实验教学的引领和示范作用[3]。精品实验项目“面向对象的银行ATM机系统需求分析”的建设基本思想是：首先，强调理论和生活问题相结合，针对生活中存在实验对象--银行ATM机系统，采用面向对象方法构建实验内容和实验方案，强调验证型实验方式过渡到统合性实验方式；其次，强调学生的主体地位和教师的主导地位，教师在实验过程中发挥启发者和引导者的角色，学生在整个实验过程承担着主体的角色，学生不但掌握基本实验技能，而且具备将基本理论知识综合应用的能力；最后，强调精品实验项目的特点[4]，深挖实验内容，丰富实验内涵和教学方法，激发学生实验的兴趣和提升其独立分析和解决问题的能力。

2.2精品实验项目的建立

通常，面向对象的软件需求分析实验主要包括描述软件系统的用例图、类图、顺序图、状态图和活动图等多个实验。精品实验项目“面向对象的银行ATM机系统需求分析”是以在生活中密切相关的银行ATM机系统为研究对象，针对ATM机提供的取款、查询、转账等业务，将面向对象方法和理论应用到如何描述这些业务需求。该实验项目通过对用例图描述ATM机系统提供的功能模型、应用类图绘制出系统中各种分析类的静态模型，以及顺序图和活动图描述发生在用例内部的事件流等系列实验进行有机地整合，这样既糅合了面向对象方法需求分析的基本知识和技能训练，同时也对面向对象方法在需求分析中的综合性应用进行了研究。

2.3精品实验项目的实施

（1）实验教学资料和实验环境

编写规范的实验预习指导书、实验指导书，制作实验CAI课件；实验的建模工具采用EnterpriseArchitect软件（该软件可以从网上下载，免费使用）。对于建模工具的如何使用和操作，以及用例图、类图、顺序图和活动图等模型的基本绘制过程和操作步骤，统一被编写在实验预习指导书中，并且在该指导中只给出粗略的操作步骤，详细的操作步骤需要学生在预习报告中完成，这样可以启发和引导学生自主学习建模工具使用和掌握绘制各类模型的方法，自发查阅面向对象方法基本理论和知识等方面的文献资料，培养学生之间的相互交流、团队合作的精神。实验指导书只给出实验题目、实验要求、实验目的和撰写实验报告的要求，目的是引导学生按照实验报告模板填写实验报告或者学生可以自制实验报告模板，向学生强调不同银行ATM机系统的业务流程在细节上存在差别，引导学生将实验预习过程中掌握的实验基本技能应用到解决实际问题中。采用微视频方式制作实验CAI课件，简要说明使用建模工具绘制用例图、类图、顺序图和活动图等模型的操作步骤，这样有利于学生的自主学习。

（2）教学方法

采用问题导向、师生互动、讨论式的实验教学方式。具体教学方法如下：问题导向式教学：对于一个软件系统来说，如何描述它的提供的功能？参与者、分析类是如何识别和确定？描述复杂的事件流是采用文字叙述还是图形描述？让学生带着这些问题去查阅文献资料，收集与实验内容相关的文献，逐步形成自己独立思考、自主解决问题的习惯。在此实验项目教学过程中，教师承担着启发的角色，向学生与实验相关的问题，引导学生利用面向对象知识解决遇到问题，而不是直接给出问题的答案。师生互动式教学：在做实验之前，教师提前一至二周向学生发放实验预习指导书和实验CAI课件，要求学生提前二至三天提交实验预习报告，目的是考查学生对实验基本知识和技能的掌握程度；在实验过程中，为了检验学生预习的效果，教师可以随机地要求学生演示用例图、类图、顺序图等模型的绘制步骤，无形之中给学生带来需要掌握基本实验技能的驱动力，从而促使学生相互之间进行交流学习心得、相互讨论的习惯；在实验之前或实验过程中遇到共性的问题，教师可以引导和启发学生自己去思想和解决问题，而不直接给出答案[5]；对于学生的实验预习报告和实验报告，教师从四个方面进行点评：一是实验内容和操作步骤是否具有可行性和规范性；二是报告的格式是否规范；三是实验结果和实验心得是否有较深入的讨论和体会；最后是对于报告中出彩的地方，教师通过“点赞”的方式给学生一些奖励，而对于报告中存在不足的地方，教师委婉地指出问题所在。讨论式教学：采用学生为主体和教师为启发和引导的方式，教师引导学生如何获取银行ATM机系统的需求，学生和教师研讨如何利用面向对象方法来描述ATM机系统的需求以及设计实验方案。在师生讨论和互动过程中，教师应积极地发现和寻找熟练掌握实验基本技能的学生，并将他们推荐给其他学生，这种方式已经深受学生欢迎。

（3）考核方法

建立实验考核方法考虑到了三个方面：一是实验成绩多少不应影响学生实验的兴趣和学习乐趣，实验成绩不一定服从正态分布的情况，不要一定从学生成绩中区分优良中差，学生成绩好的情况说明学生已经掌握实验基本技能和综合应用能力；二是若发现学生有抄袭现象，教师应该以教育为主，不应将此事公开化，引导学生自己动手掌握面向对象方法需求分析的要点，鼓励学生自己学习和掌握实验基本技能和知识综合应用，要求学生重新编写预习报告和实验报告；三是重视实验过程，降低实验报告在成绩中所占比例。具体的实验考试方法是预习报告占实验成绩的20%，实验报告占实验成绩的20%，实验报告格式规范和美观占10%，实验过程中学生具体表现情况占30%，实验结果分析和实验心得占20%。

3结束语

通过对面向对象方法的软件项目需求分析实验项目中存在的问题进行了梳理，提出了该项目建设成为精品实验项目的思路，给出了精品实验项目的实施方案，这是提高软件工程实验教学质量和改革实验教学方法与内容进行的一次有意义探究和尝试。该精品实验项目通过一年的实验教学实践和探索，已经将学生掌握面向对象方法的实验基本技能安排在实验课堂之外，实验课堂内实现面向对象知识和理论综合应用，从而强化了学生自主学习和交流能力，培养了学生动手能力和探索能力。

作者：任传成 单位：德州学院 信息管理学院