遲江波　殷　瑋

摘要：隨著信息技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用的深入，教學(xué)軟件的需求量不斷增長(zhǎng)。由于開發(fā)團(tuán)隊(duì)及開發(fā)方法的不足，導(dǎo)致教學(xué)軟件不但質(zhì)量良莠不齊、開發(fā)成本過高、開發(fā)周期過長(zhǎng)，而且會(huì)出現(xiàn)重復(fù)開發(fā)、使用困難等問題。而基于軟件工程開發(fā)模式，可以緩解教學(xué)軟件危機(jī)，降低開發(fā)成本，提高軟件開發(fā)成功率。

關(guān)鍵詞：軟件工程教學(xué)軟件軟件危機(jī)開發(fā)模式

0引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用，教學(xué)軟件的需求量不斷增長(zhǎng)，雖然理論上教學(xué)軟件的應(yīng)用可以降低教師的工作量，提高教學(xué)質(zhì)量，但實(shí)質(zhì)上，教學(xué)軟件的消費(fèi)比低、應(yīng)用范圍窄、靈活性差、重復(fù)開發(fā)嚴(yán)重，不能滿足當(dāng)前日益增長(zhǎng)的教學(xué)軟件的需求。這些問題可稱之為“教學(xué)軟件危機(jī)”。該危機(jī)的出現(xiàn)是因?yàn)闆]有正確的開發(fā)理念所造成的，要消除這些危機(jī)，就要有正確的軟件開發(fā)方法和開發(fā)模式。結(jié)合軟件工程學(xué)和已有的軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我們可以從中探索出一種基于軟件工程的教學(xué)軟件開發(fā)模式，這種模式可以緩解教學(xué)軟件危機(jī)，降低開發(fā)成本，提高軟件開發(fā)的成功率和產(chǎn)出率。

1軟件工程的基本理論

軟件工程是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護(hù)軟件，把經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，以經(jīng)濟(jì)地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它。

軟件危機(jī)是指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇一系列嚴(yán)重問題。包括如何開發(fā)軟件以滿足對(duì)日益增長(zhǎng)的需求和如何維護(hù)數(shù)量不斷膨脹的已有軟件。

軟件工程借助工程的理論來指導(dǎo)軟件開發(fā)，大量軟件開發(fā)實(shí)例證明了采用軟件工程方法進(jìn)行開發(fā)，可以消除或緩解軟件危機(jī)，提高軟件開發(fā)的成功率和產(chǎn)出率。

軟件方法學(xué)中使用最廣的是傳統(tǒng)方法學(xué)和面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)。不管采用何種軟件方法學(xué)，在軟件開發(fā)中都包括問題定義，可行性研究、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、編碼和單元測(cè)試、

綜合測(cè)試軟件維護(hù)這幾個(gè)階段。問題定義是弄清楚“要解決的問題是什么”?？尚行苑治鍪菍?duì)所定義問題是否有可行通得過的解決方法。需求分析是準(zhǔn)確地描述目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么，是發(fā)現(xiàn)、求精、建模、規(guī)格說明和復(fù)審的過程。軟件設(shè)計(jì)又分概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)是以比較抽象概括的方式提出解決的方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)就是把解法具體化。編碼和單元測(cè)試是寫出正確的容易理解、容易維護(hù)的程序模塊。綜合測(cè)試是通過各種類型的測(cè)試使軟件達(dá)到預(yù)定的要求。軟件維護(hù)是通過各種必要的活動(dòng)使系統(tǒng)持久滿足用戶的需求。

2基于軟件工程的教學(xué)教學(xué)軟件開發(fā)過程

教學(xué)軟件也是軟件，因此軟件工程的開發(fā)理論同樣適用，考慮其特殊性，我們必須同時(shí)結(jié)合教育學(xué)和心理學(xué)的理論進(jìn)行開發(fā)。借助軟件工程成功的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我們把教學(xué)軟件的開發(fā)分為一下幾個(gè)階段：

2.1問題定義開發(fā)者首先弄清楚要解決什么問題，即為什么要這個(gè)教學(xué)軟件和要達(dá)到的目標(biāo)。比如開發(fā)《C語言程序設(shè)計(jì)》這一門課的教學(xué)軟件，這門課目前教學(xué)主用教室板書和上機(jī)練習(xí)，或用零散的課件和實(shí)例進(jìn)行教學(xué)。在教室板書容量少，有些知識(shí)也講不清楚；采用零散的課件和實(shí)例教學(xué)要好些，但是由于課件零散，缺乏整體性，教師每次備課必須花大量的時(shí)間進(jìn)行查找和整理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。我們開發(fā)這一門課的教學(xué)軟件就是為了解決以上這些問題。我們可以初步構(gòu)思該軟件所要達(dá)到的目標(biāo)。如提供教學(xué)軟件、練習(xí)和試題庫、資料和案例、問題答疑和操作幫助等。

2.2可行性分析首先對(duì)要開發(fā)的教學(xué)軟件進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，主要調(diào)以前有沒有這一門課的教學(xué)軟件，如果有，存在那些優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過分析在決定有沒有必要開發(fā)或重新開發(fā)。如果有必要開發(fā)，則需要提出各種可能實(shí)現(xiàn)的方案，然后針對(duì)這些方案從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素等分析其可行性。比如開發(fā)《C語言程序設(shè)計(jì)》這門課的教學(xué)軟件，就需考慮所用到的技術(shù)能否達(dá)到開發(fā)目標(biāo)。還有開發(fā)周期，開發(fā)人員配置，開發(fā)費(fèi)用和版權(quán)問題等，如果一切可行就可進(jìn)入下一個(gè)階段。

2.3需求分析需求分析是分析、求精、建模、規(guī)格說明和復(fù)審的過程。需求分析的第一步是了解用戶情況，發(fā)現(xiàn)用戶面臨的問題；第二步是通過與用戶反復(fù)交流獲得用戶的基本需求，第三步是對(duì)用戶的基本需求反復(fù)求精細(xì)化，最后得出目標(biāo)系統(tǒng)完整、準(zhǔn)確和具體的要求。如開發(fā)《C語言程序設(shè)計(jì)》這門課的教學(xué)軟件，首先是了解目前各門課的教學(xué)情況。

通過與學(xué)生、教師的交流，充分了解目前教與學(xué)中存在的不足，以及他們希望開發(fā)的教學(xué)軟件所能達(dá)到的效果?？梢酝ㄟ^創(chuàng)建原型的方法征求教師和學(xué)生的意見。經(jīng)過多次反復(fù)交流反復(fù)修改直到與用戶意見達(dá)成一致。寫出相應(yīng)的需求報(bào)告，建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行認(rèn)真的審查，符合要求侯再進(jìn)入下一步。

2.4課件設(shè)計(jì)首先對(duì)教學(xué)軟件進(jìn)行分解，分成若干子系統(tǒng)也就是模塊化，比如《C語言程序設(shè)計(jì)》這門課的教學(xué)軟件按照其目標(biāo)和功能我們可以劃分成以下幾個(gè)模塊(圖1)：

接著下來對(duì)模塊進(jìn)行細(xì)化，主要確定整個(gè)教學(xué)軟件框架和風(fēng)格以及系統(tǒng)流程圖及偽代碼，考慮到教學(xué)軟件的特殊性，在設(shè)計(jì)模塊時(shí)還必須遵循教育學(xué)和心里學(xué)的原則，比如知識(shí)點(diǎn)的安排，界面風(fēng)格設(shè)計(jì)等都必須考慮有利于教師的教和學(xué)生的學(xué)。

2.5收集和整理素材前期工作完成后，就進(jìn)入了程序編制步驟。首先根據(jù)模塊功能及偽代碼的內(nèi)容，收集相關(guān)素材，例如整理文本、橫掃圖片、創(chuàng)作圖像和動(dòng)畫、制作片頭等。注意素材盡量做成積件式，這樣有利于提高素材的重用率，降低軟件的大小。

2.6制作合成程序員根據(jù)需求分析和界面風(fēng)格，完成各自模塊的制作，也就是根據(jù)總體的框架結(jié)構(gòu)和偽代碼進(jìn)行編程，將確定的素材寓意制作、運(yùn)用，并進(jìn)行單元測(cè)試，然后把各自模塊合成進(jìn)行綜合測(cè)試，還可通過試用的方法進(jìn)行綜合測(cè)試，從而發(fā)現(xiàn)并修改存在的錯(cuò)誤和不足。

2.7運(yùn)行維護(hù)軟件試用正常，可以發(fā)布，轉(zhuǎn)入正常試用階段。當(dāng)然由于學(xué)科是在不斷變化的，因此所開發(fā)的教學(xué)軟件也應(yīng)不斷維護(hù)和修改，如及時(shí)修改所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤和漏洞，完善存在的不足，優(yōu)化用戶界面，擴(kuò)展新增模塊等。

3開發(fā)人員的配置

在教學(xué)軟件的開發(fā)過程中，開發(fā)人員的配置也是至關(guān)重要的。在很多商業(yè)教學(xué)軟件不能推廣使用的原因之一就是缺乏專業(yè)教師和學(xué)生的參與。而是很多教師開發(fā)的教學(xué)軟件不能長(zhǎng)久使用，其原因是缺乏專業(yè)的計(jì)算機(jī)開發(fā)技術(shù)，致使開發(fā)的教學(xué)軟件功能低下，很難更新和使用。因此教學(xué)軟件的開發(fā)隊(duì)伍要配置合理。一是必須有學(xué)科專家參與，他們對(duì)課程熟悉，對(duì)軟件所能提供的功能有選擇判斷能力；二是必須有計(jì)算機(jī)專家，即計(jì)算機(jī)開發(fā)技術(shù)人員。她們熟悉開發(fā)平臺(tái)，有豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)需求，完成功能的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然一般還需要根據(jù)軟件的規(guī)模和開發(fā)周期來配置一定數(shù)量的開發(fā)技術(shù)人員。另外還要建立完善的開發(fā)管理制度，在教學(xué)軟件開發(fā)中學(xué)生也是不容忽視的一群開發(fā)實(shí)體，通過她們可以了解目前教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及對(duì)所開發(fā)軟件的期望值，還可以同感哦他們測(cè)試所開發(fā)的軟件，幫助我們盡可能多的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和不足。

4結(jié)語

軟件開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要各方面互相配合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，進(jìn)行集成化開發(fā)，產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，市場(chǎng)化運(yùn)作，來促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。軟件開發(fā)方法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的軟件開發(fā)和維護(hù)的過程中積累下來的寶貴經(jīng)驗(yàn)，我們應(yīng)當(dāng)把它應(yīng)用到教學(xué)軟件的開發(fā)當(dāng)中，只有這樣才能提高教學(xué)軟件開發(fā)的成功率和生產(chǎn)率，緩解或消除教學(xué)軟件危機(jī)，縮短開發(fā)周期，減少重復(fù)開發(fā)，降低生產(chǎn)成本，提高教學(xué)軟件的質(zhì)量。