軟件工程人才培養(yǎng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式研究
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摘要：文章研究和分析了軟件工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)當(dāng)前軟件工程課程教學(xué)存在的不足，提出將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式應(yīng)用在軟件工程教學(xué)中。文章以新疆大學(xué)軟件學(xué)院軟件工程的教改為例，探討了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程教學(xué)中應(yīng)用，反思了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在實(shí)施中存在的問(wèn)題并給出改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：軟件工程；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；工程實(shí)踐；反思
1概述
軟件產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心和靈魂，是極為重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平直接關(guān)系一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家安全。我國(guó)政府已經(jīng)明確提出了重點(diǎn)發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大力推進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)服務(wù)信息化的戰(zhàn)略目標(biāo)。目前，我國(guó)軟件人才緊缺和人才隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理，現(xiàn)有軟件人才培養(yǎng)存在質(zhì)和量問(wèn)題，不能滿足社會(huì)特別是信息產(chǎn)業(yè)和軟件企業(yè)的要求。這已經(jīng)成為制約軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要“瓶頸”。從人才培養(yǎng)質(zhì)量這個(gè)角度分析來(lái)看，主要存在以下問(wèn)題：(1)教學(xué)計(jì)劃陳舊，課程內(nèi)容與當(dāng)前世界主流實(shí)踐落后脫節(jié)，學(xué)生知識(shí)體系不能適應(yīng)軟件企業(yè)的需要；(2)教學(xué)側(cè)重于理論介紹，缺乏實(shí)際案例。導(dǎo)致軟件工程的基本原理、思想、方法和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，成為空洞的概念和教條，學(xué)生不易學(xué)習(xí)和掌握，學(xué)習(xí)興趣較低；(3)缺乏足夠的軟件工程實(shí)踐。學(xué)生對(duì)軟件工程原則和方法的理解只能來(lái)源于書(shū)本，不能掌握其精髓，無(wú)法達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)；(4)缺乏系統(tǒng)的工程實(shí)踐教學(xué)方案。由此看出，現(xiàn)有軟件工程教學(xué)模式已不能適應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)的需要。根據(jù)軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，新疆大學(xué)軟件學(xué)院根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求和國(guó)內(nèi)外最新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軟件工程課程進(jìn)行了教學(xué)改革，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式引入軟件工程的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中。
2項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的，有別于傳統(tǒng)教學(xué)的新型教學(xué)方法。建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)原理強(qiáng)調(diào)，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)必須與任務(wù)或問(wèn)題相結(jié)合，以探索問(wèn)題的解決方法來(lái)驅(qū)動(dòng)和維持學(xué)習(xí)者的興趣和動(dòng)機(jī)?！绊?xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法的主要特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、注重實(shí)踐”[2]。在軟件工程教學(xué)過(guò)程中，教師提出軟件項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生按照軟件工程思想，對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程分解成如干階段。在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中理解教學(xué)內(nèi)容，并在解決問(wèn)題過(guò)程中將“死”的理論知識(shí)變成“活”的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式的關(guān)鍵在于“學(xué)中做、做中學(xué)”，教師的作用在引導(dǎo)，不斷引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論，實(shí)踐理論，在實(shí)踐中理解理論，走“反復(fù)迭代，螺旋式上升”的認(rèn)知路線。傳統(tǒng)教學(xué)方式往往以教師為主體由教師進(jìn)行理論講解，忽視了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)的“主體性”，造成學(xué)生學(xué)表面理解，實(shí)際不理解或者不會(huì)應(yīng)用。抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，限制了學(xué)生創(chuàng)造性發(fā)揮，不利于鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考分析解決問(wèn)題的能力。因此，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愛(ài)好和求知欲望，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。不僅能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力而且培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作、溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力。只有這樣的人才才能滿足當(dāng)今世界軟件行業(yè)的對(duì)軟件人才的要求，才能適應(yīng)當(dāng)今高速發(fā)展，高度開(kāi)放社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
3項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程教學(xué)中的具體實(shí)施
在軟件工程教學(xué)過(guò)程中，教師精心設(shè)計(jì)幾個(gè)規(guī)模適中，知識(shí)技能覆蓋廣的項(xiàng)目，要求學(xué)生按照軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范流程做出這個(gè)項(xiàng)目。學(xué)生分成不同項(xiàng)目組完成不同項(xiàng)目，項(xiàng)目組內(nèi)人員分別模擬實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中的不同角色，項(xiàng)目完成后要進(jìn)行評(píng)審和點(diǎn)評(píng)。
具體實(shí)施過(guò)程如下：1）將一個(gè)班級(jí)全體分為若干個(gè)項(xiàng)目組，每組6-8人。項(xiàng)目組成員要進(jìn)行角色劃分。1名項(xiàng)目經(jīng)理，1名技術(shù)主管，2名程序員，1名測(cè)試工程師，1名美工，1名文檔和1名配置工程師。每個(gè)人都要參與編程和測(cè)試工作。項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)和甲方（教師）溝通客戶需求并在項(xiàng)目?jī)?nèi)部開(kāi)發(fā)計(jì)劃和管理工作。技術(shù)主管負(fù)責(zé)系統(tǒng)分析和架構(gòu)設(shè)計(jì)以及核心功能攻關(guān)和對(duì)項(xiàng)目組內(nèi)部成員培訓(xùn)和指導(dǎo)。2）教師提供軟件項(xiàng)目，分配或者各項(xiàng)目組自選題目。各組項(xiàng)目必須不同，以防互相抄襲。項(xiàng)目要規(guī)模適中，具有現(xiàn)實(shí)性，典型性和啟發(fā)性。項(xiàng)目要給出明確工期和要求。3）項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)在理論教學(xué)相關(guān)內(nèi)容授完后進(jìn)行，各組項(xiàng)目的實(shí)施應(yīng)由學(xué)生相對(duì)獨(dú)立地完成。教師用點(diǎn)撥方式進(jìn)行指導(dǎo)，不參與具體工作，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)踐。教師作為項(xiàng)目“甲方”，解答學(xué)生關(guān)于需求的咨詢和進(jìn)行項(xiàng)目階段評(píng)審，推動(dòng)項(xiàng)目的進(jìn)行。4）項(xiàng)目實(shí)施分為可行性分析、需求分析、架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，編碼和單元測(cè)試、綜合測(cè)試等階段。每個(gè)階段應(yīng)按時(shí)遞交相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔。設(shè)計(jì)文檔要符合軟件文檔規(guī)范，要采用主流設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工具完成，如UML語(yǔ)言、MyEclipse、Ratio⁃nalRose和PowerDesigner等。5）每個(gè)階段由教師和項(xiàng)目經(jīng)理組成評(píng)審組進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審具體如下：每個(gè)項(xiàng)目組委派一名同學(xué)進(jìn)行“答辯”，介紹自己項(xiàng)目組工作任務(wù)及內(nèi)容，展示工作成果。評(píng)審組進(jìn)行提問(wèn)，答辯人或具體工作完成人應(yīng)答。最后答辯小組給出答辯意見(jiàn)，對(duì)于指出的問(wèn)題，項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)組織項(xiàng)目成員進(jìn)行整改。最后再次評(píng)審并通過(guò)后提交當(dāng)前階段所有文檔然后才能進(jìn)入下一階段。6）項(xiàng)目完成后組織驗(yàn)收。各項(xiàng)目小組提交項(xiàng)目文檔，文檔應(yīng)包括：軟件及其源代碼和設(shè)計(jì)文檔、軟件部署和使用說(shuō)明。然后教師和項(xiàng)目經(jīng)理組成驗(yàn)收評(píng)審組進(jìn)行驗(yàn)收。對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目經(jīng)理總體介紹，技術(shù)主管介紹架構(gòu)設(shè)計(jì)和主要技術(shù)。最后，老師根據(jù)評(píng)審小組意見(jiàn)選出最佳，并針對(duì)每個(gè)小組優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)[3][4]。
在項(xiàng)目實(shí)施中要注意到以下方面：1）項(xiàng)目小組人員分配要得當(dāng)。要求每組中都要有不同性別，不同民族，不同能力水平學(xué)生組成.各小組實(shí)力要均衡，成員要多樣化。這樣才能模擬真實(shí)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)和鍛煉學(xué)生溝通能力。2）嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)進(jìn)度和資源分配，力求最大限度貼近實(shí)際開(kāi)發(fā)。3）要嚴(yán)格按照實(shí)軟件項(xiàng)目模板和規(guī)范，進(jìn)行文檔書(shū)寫(xiě)，培養(yǎng)學(xué)生文檔編寫(xiě)能力。4）教師充當(dāng)甲方角色，解答關(guān)于客戶需求方面的問(wèn)題。5）每個(gè)階段都要進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審成員由各項(xiàng)目組組長(zhǎng)和教師擔(dān)任。這樣不僅客觀公正而且讓學(xué)生在評(píng)審中認(rèn)識(shí)到自身不足和學(xué)習(xí)其他項(xiàng)目組的優(yōu)點(diǎn)，在下面工作中改進(jìn)和提高。
4項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式實(shí)施的效果
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程教學(xué)中的具體實(shí)施方法雖然操作過(guò)程繁瑣復(fù)雜但效果非常顯著。自2011年新疆大學(xué)軟件學(xué)院軟件工程課程進(jìn)行教改以來(lái)，取得非常了好的教學(xué)效果，學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)能力有了顯著提高。近三年來(lái)學(xué)生在國(guó)內(nèi)各種軟件設(shè)計(jì)中取得非常好的成績(jī)。在各種省部級(jí)軟件設(shè)計(jì)大賽中，先后有4人獲得一等獎(jiǎng)或第一名；8人獲得二等獎(jiǎng)；32人獲得三等獎(jiǎng)。在中國(guó)軟件協(xié)會(huì)和中科院軟件所主辦的首屆《中科杯全國(guó)軟件設(shè)計(jì)大賽》中有3名學(xué)生闖入決賽并獲得三等獎(jiǎng)。維吾爾族學(xué)生吾提庫(kù)爾2012年10月參加了“中國(guó)移動(dòng)MM百萬(wàn)青年創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)三年總評(píng)”，他的“優(yōu)件師維吾爾文手機(jī)瀏覽器”最終獲得了全國(guó)一等獎(jiǎng)；成立了“優(yōu)件師軟件科技有限公司”。在學(xué)院支持下多名優(yōu)秀學(xué)生注冊(cè)了軟件公司，承接了多項(xiàng)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，其中“掌心科技”已成長(zhǎng)為年?duì)I業(yè)額超過(guò)700萬(wàn)的新興軟件創(chuàng)業(yè)公司。實(shí)踐證明，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用是非常成功的。學(xué)生在學(xué)習(xí)中比過(guò)去表現(xiàn)出更高的學(xué)習(xí)熱情和更積極的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。不僅能按照軟件工程學(xué)的理論、方法和技術(shù)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，而且項(xiàng)目規(guī)劃和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有了顯著提高。
5反思
自實(shí)施軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)教學(xué)改革以來(lái)，將“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法引入到課程教學(xué)實(shí)踐中，取得了很好的效果，但在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中仍存在一系列的問(wèn)題有待進(jìn)一步探究解決。
5.1項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在軟件工程教學(xué)實(shí)施中存在的問(wèn)題
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程相關(guān)課程教學(xué)中應(yīng)用實(shí)施，經(jīng)過(guò)4年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，主要如下：1)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和選取缺乏新意、項(xiàng)目過(guò)難或過(guò)易、綜合性不強(qiáng)，任務(wù)的分解粒度存在不夠細(xì)，不均勻。2)部分教師“雙師素質(zhì)”不強(qiáng)，掌控全局的能力不足，工程實(shí)踐能欠缺。3)教學(xué)中教師指導(dǎo)作用不恰當(dāng)，存在干預(yù)過(guò)多和指導(dǎo)太少問(wèn)題。干預(yù)過(guò)多不利于學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和溝通交流能力的提升；干預(yù)太少，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生項(xiàng)目進(jìn)展出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致進(jìn)度遲緩或者題目走偏，沒(méi)有起到鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的目的。4)項(xiàng)目組成員分配缺乏合理性，組內(nèi)成員構(gòu)成缺乏多元化；小組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)力欠缺、工作積極性不高，小組學(xué)習(xí)氣氛不熱烈、不和諧，沒(méi)有相互合作，各忙各的，出現(xiàn)兩極分化嚴(yán)重。5）成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)不當(dāng)。只重視小組平均成績(jī)，不關(guān)注組員具體能力；重視明星小組，忽視平凡小組傾向，造成部分學(xué)生積極性受挫。
5.2完善項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的措施
針對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在軟件工程課程實(shí)施中存在的問(wèn)題，提出如下改進(jìn)措施：課程教學(xué)結(jié)束后，組織教師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行討論，按照知識(shí)點(diǎn)覆蓋和難度值對(duì)現(xiàn)有題目進(jìn)行評(píng)估，更新三分之題目，對(duì)保留題目難度做出調(diào)整，任務(wù)分解粒度保持一致。組織教師短期外出進(jìn)修，引入軟件公司擔(dān)任客座教師改善和提高教師“雙師”素質(zhì)。加強(qiáng)教師和項(xiàng)目組溝通，每周定時(shí)討論，持續(xù)關(guān)注各項(xiàng)目組進(jìn)度和狀況，及時(shí)解決存在問(wèn)題。對(duì)項(xiàng)目組成員分配采用學(xué)生自由選擇和老師干預(yù)相結(jié)合方式保持人員能力，男女比例和民族比例。對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行培訓(xùn)，明確任務(wù)，安排不同同學(xué)定期匯報(bào)，項(xiàng)目組成員參加討論來(lái)解決學(xué)習(xí)氣氛不熱烈，參與度不高的問(wèn)題。成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中，對(duì)項(xiàng)目組組員進(jìn)行績(jī)效考核，考核由經(jīng)理和組員共同開(kāi)展。[5]
6結(jié)束語(yǔ)
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用，其實(shí)質(zhì)就是通過(guò)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)幫助學(xué)生理解和掌握軟件工程的基本理論、技術(shù)和方法。在項(xiàng)目實(shí)踐中學(xué)生通過(guò)參與軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，不僅鍛煉和培養(yǎng)了需求分析能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、編碼能力、測(cè)試和維護(hù)能力、文檔書(shū)寫(xiě)能力，而且也鍛煉了在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中溝通、協(xié)作和項(xiàng)目管理的能力。我們?cè)趯?shí)施過(guò)程中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)施中存在的問(wèn)題，不斷調(diào)整、優(yōu)化，這樣才能真正發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)軟件開(kāi)發(fā)人才起到了積極作用。
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作者：張凱 孫華 冷洪勇 柯尊旺 單位：新疆大學(xué)軟件學(xué)院
