《软件工程》课程教学改革的探索与实践

– 在现有实验环境的基础上，进一步完善课程实验环境，增加 软件过程管理和实验评价的功能，将现有的实验指导工具扩 展为软件工程课程实验平台。
• 实验案例
– 建立丰富的课程实验项目案例库，包括游戏软件、信息系 统、嵌入式软件等多种类型的开发案例。
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本课程的实践环境建设：
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报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
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《软件工程》课程体系
实际软件开发案例 小组协作式的课程实践
UML 语言
迭代化开发
RUP、Rational Rose、CVS等
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案例化的教学模式
• “讲授－思考－实践” 三个环节有机结合
– 课程讲授：在理论知识的讲解中注重贯穿实际的软件开发案 例，使学生真正理解这些理论知识，建立软件开发的系统化 与工程化观念和质量意识。 – 启发思考：注重鼓励和引导探索式学习，在教学过程中营造 轻松活跃的课堂气氛，开展互动式的讨论，鼓励学生结合课 程实践中的问题进行专题报告和软件演示。 – 课程实践：注重培养学生分析问题和解决问题的能力，要求 学生以小组形式协作完成一定规模的课程实验项目，真正学 会运用软件工程的思想和技术解决实际开发问题。
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课程实验项目
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小组协作与过程管理相结合
– 实行每周例会制度，保证所有成员在规定的时间进行讨论交 流，同时每周与助教见面。在小组例会上尽量讨论问题，学 会沟通技巧和解决冲突的方法。 所有任务都是面向整个团队的，每个团队每周提交一份工作 报告，这个报告将会被评定成绩，团队的所有成员都要接受 同一个成绩。 在需求分析、系统设计、模块开发、集成测试等关键阶段实 行阶段评审机制，并将上述阶段产品置于配置管理的控制之 下，严格控制项目开发进度，保证按时交付最终产品。
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课程实验项目
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项目训练融入成本与质量因素
– – 参加同一项目的所有开发小组将被划分成一个商业区，每一 个开发小组将被分配一个银行帐户和一定数目的启动资金。 开发小组在完成自己承担的模块开发任务之后，需要参加一 个模块交易活动，向其他小组推销自己开发的模块，并购买 软件集成所需要的其他模块，模块交易结束后的帐户资金情 况与实验成绩相联系。 开发小组在完成整个系统集成测试后，需要参加一个系统购 买活动，实施系统维护任务，系统销售的业绩也与实验成绩 相联系。
• 《软件工程》课程的教学特点
– 课程内容：理论的实践性和知识的综合性 – 学生方面：缺乏实际软件项目的开发经验，难以将抽象理论 与实际开发联系起来 – 教学条件：缺少适合本科生教学使用的实验环境
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课程改革的思路
1. 反映软件工程学科的最新发展
– – IEEE-CS 与 ACM 推出的 CCSE 明确了软件工程教育知识体系 SWEBOK 描述了软件工程学科知识体系
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报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
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课程实验环境
• 实验条件
– 具有一个 240M2 本科生专用实验室，每一个学生配备一台高性 能 PC 机。 – 配备一台专用服务器，安装 Windows 2003 Server操作系统，配 置管理软件 Subversion 1.3.2 和 CVS，开发平台 Eclips 3.x 以及 相关开发工具，软件工程工具包括 RUP、Rational Rose、Junit 和 Nunit 等。 – 课程实验配套教材包括软件工程课程实验过程管理工具、课 程实验文档模板等。
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案例化的教学模式
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软件工程概述
– – 案例分析： ARIANE 5 火箭、爱国者导弹、网络病毒攻击 深入剖析导致软件失败的根本原因，认识软件工程的重要性 案例分析：5 个不同软件系统过程模型、微软开发过程模型 实验讨论：课程实验项目的软件过程模型 引导学生在分析和讨论过程中，理解和运用软件过程模型 案例分析：微软开发组织结构与角色分工 课堂讨论：课程实验项目的人员、计划、风险、监控等
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课程实验环境
• 实验指导书
– 软件工程课程实验说明 – 软件开发过程描述 – 软件项目管理计划模板 – 软件需求规格说明模板 – 需求规格说明评审要求 – 软件设计说明 – 测试用例规范 – 软件交易合同 – 视频游戏 Survivor 问题描述
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报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
《软件工程》课程教学改革的 探索与实践
刘 强
清华大学软件学院
报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
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课程教学的分析
• 《软件工程》课程的传统教学模式
– 教学方式以教师课堂授课为主，学生被动地听课 – 教学内容通常重理论而轻实践 – 课程实验在缺少软件工程支持的环境下进行 – 学生感觉内容抽象枯燥，甚至认为没有实用价值
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探索式的学习方法
网络学堂
网络课程
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报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
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课程实验项目
• 课程实验项目
– 第一部分：组织 3－5 人的开发团队，分析实验项目给出的问 题描述，完成软件需求规格说明。根据软件需求规格说明， 设计软件系统的总体结构，将模块开发任务分配到每个团 队，同一个模块将由 3－5 个团队进行竞争性开发。 – 第二部分：每个团队实现分配给他们的模块，编写所有相关 文档，测试和调式代码。在模块开发完成后，团队之间开始 进行模块买卖交易，并将所购买的模块与自己开发的模块整 合起来成为一个完整的系统。 – 第三部分：将提出一个变更请求，每个团队根据变更请求修 改已经集成的完整系统，并将完整系统进行包装和销售。
– 要求学生以开发团队的方式协作开发一个具有一定规模的软 件系统，建立支持小组开发的软件开发支持环境，让学生从 “可实践”软件工程的角度学习和运用软件工程的思想和现代技 术解决软件开发问题。
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报告内容
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研究课程改革的思路 构建先进的课程体系 强调案例化教学和探索式学习 课程实验结合实际开发因素和参与乐趣 建立适合小组式开发的软件工程环境 总结与展望
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软件工程过程
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软件工程管理
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案例化的教学模式
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软件工程技术
– – – 案例分析：图书资料管理系统、学生选课系统、…… 实验项目：游戏软件 Survivor、…… 以基于用例的面向对象方法和组件技术为重点，讲解和讨论 需求分析、软件体系结构设计、用户界面设计、详细设计、 软件测试等内容
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近年来，现代软件工程在软件过程、需求工程、体系结构、 设计模式、软件测试、逆向工程等方面涌现出许多新思想、 新技术和最佳实践。 结合当前软件工程的理论和实践，以 IEEE 最新发布的软件 工程知识体系为基础框架，融合企业的先进技术和最佳实 践，以统一开发过程、面向对象技术和 UML 语言为核心内容
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课程特色
• 教学内容突出先进性和案例化
– 将基础理论、现代技术和先进工具有机地结合在一起，教学 过程始终贯穿软件工程最佳实践和软件企业开发实例。
• 注重培养学生实践能力
– 课程实验要求学生以开发小组形式协作完成，并建立阶段评 审机制和交易模式，使学生亲身感受一个软件项目的开发过 程，体会软件工程的实践。
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软件工程工具
– – 结合课程实践项目，介绍当前比较流行的软件工程工具 诸如：RUP、Rose、CVS或Subversion、Xunit
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探索式的学习方法
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课堂教学与网络教学优势互补
– – 在常规的课堂教学之外，辅之以网络课程和扩展资源，鼓励 学生根据个人兴趣和需要进行自主式的学习。 充分利用网络教学平台，加强师生之间的交流和学生之间的 协作，引导学生积极思考和参与讨论，教师由知识的灌输者 成为学习的引导者，学生由被动地接受教育变成主动地探索 知识。 邀请企业资深开发人员与学生进行一次讲座和讨论，学生通 过文献查阅以及与软件企业人员的直接交流，真正体会当前 软件工程业界的真实案例和最佳实践。
面向对象技术
软件 软件 软件 软件 软件 软件 软件 软件配置 软件项目 需求 设计 实现 测试 演化 过程 质量 管理 管理
IEEE《软件工程知识体系》 IEEE 系列软件工程标准 IEEE 与 ACM《软件工程职业道德规范和实践要求》
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《软件工程》课程体系
• 基础部分
– 软件工程概述：概括介绍软件工程的发展历史和基本原理， 通过实例揭示大型复杂软件系统的根本问题，论述软件工程 学科的知识体系和软件工程职业道德规范。 – 软件工程过程：介绍软件过程的基本概念和思想，论述当前 典型的软件开发过程模型，重点说明统一软件过程 RUP。 – 软件工程管理：重点介绍人员组织与管理、项目规划与变更 控制、质量管理、成本估算、配置管理等内容。 – 软件工程技术：从初始的需求导出到设计、开发和测试等软 件生命周期的各个重要方面，论述需求工程、体系结构设 计、用户界面设计、软件设计、软件测试和软件进化等方面 的不同软件工程技术。