閆大順　石玉強(qiáng)　劉磊安

文章編號(hào)：1672-5913(2009)10-0006-03

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和IT行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)能力要求越來(lái)越高。本文對(duì)軟件設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)體系和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入分析，構(gòu)建一個(gè)符合技能培養(yǎng)規(guī)律的立體化實(shí)踐體系，實(shí)施系統(tǒng)化訓(xùn)練，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：軟件設(shè)計(jì)；立體化；實(shí)踐；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前中國(guó)高等院校開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生以編程能力為核心的軟件設(shè)計(jì)成為其重要的目標(biāo)，其中高職和專科院校對(duì)于學(xué)生的開(kāi)發(fā)軟件的技能需要更為迫切。從當(dāng)前IT企業(yè)的調(diào)研數(shù)據(jù)分析，計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生軟件設(shè)計(jì)素質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到培養(yǎng)方案的要求，更不用說(shuō)能夠滿足社會(huì)的需求。造成這樣的結(jié)果不僅和專業(yè)的課程體系有關(guān)系，同時(shí)也與計(jì)算機(jī)類專業(yè)的實(shí)踐體系和管理機(jī)制有相當(dāng)大的關(guān)系。本文以學(xué)生軟件設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的提高為目的進(jìn)行的一系列研究，構(gòu)筑精細(xì)化的管理機(jī)制，創(chuàng)建立體化的實(shí)踐體系，以期激發(fā)學(xué)生專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和軟件設(shè)計(jì)的原動(dòng)力，提高學(xué)生創(chuàng)新熱情，為社會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。

1立體化軟件知識(shí)體系

培養(yǎng)學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)能力，需要有系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言平臺(tái)的知識(shí)。當(dāng)前模式是學(xué)生按照培養(yǎng)方案一個(gè)個(gè)的課程有序地學(xué)習(xí)，以期掌握比較多的專業(yè)知識(shí)。各個(gè)課程的知識(shí)屬于不同領(lǐng)域，有些學(xué)生有能力把這些知識(shí)融會(huì)貫通，更多的學(xué)生是在課程教學(xué)結(jié)束就固化在那里，不能靈活使用，不能程序設(shè)計(jì)時(shí)所需要的系統(tǒng)化知識(shí)，大大影響了學(xué)生的實(shí)踐能力提高，更不用提他們的創(chuàng)新了。

建立計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程群，實(shí)施課程體系的改革，按照融會(huì)貫通的知識(shí)體系實(shí)現(xiàn)教學(xué)，可以使學(xué)生的知識(shí)系統(tǒng)化，也可以進(jìn)一步提高學(xué)生靈活應(yīng)用計(jì)算機(jī)不同知識(shí)的能力。依靠教師的教學(xué)和管理來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)與當(dāng)前的教學(xué)形式和教學(xué)手段是不相符的，不能適應(yīng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的潮流?；陂_(kāi)放性、延伸性、可擴(kuò)展性，把計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)數(shù)字化，建立一個(gè)完善的Web知識(shí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的專家模塊具有類似教師的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)的導(dǎo)航以及知識(shí)之間的穿梭的功能，學(xué)生在該系統(tǒng)的幫助下，自主的實(shí)現(xiàn)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，建立一個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系。

專家系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是知識(shí)的動(dòng)態(tài)增加。教師是Web知識(shí)系統(tǒng)的知識(shí)主要提供者，以教師的專業(yè)素質(zhì)可以提供高水平高質(zhì)量的知識(shí)到知識(shí)庫(kù)。然而教師的力量是有限的，擁有無(wú)限精力和靈動(dòng)性的學(xué)生可以提供其擁有的新知識(shí)，為知識(shí)庫(kù)提供源源不斷的內(nèi)容。學(xué)生的知識(shí)層次有限，從而可以使其提供的新知識(shí)先和原來(lái)的知識(shí)建立起松散的組織，這些知識(shí)經(jīng)過(guò)多種形式的核準(zhǔn)就可以進(jìn)入知識(shí)體系，讓學(xué)生有比較大的成就感，其原理如圖1所示。為此要建立各個(gè)知識(shí)獲取的歷程，顯示知識(shí)增加的狀態(tài)和圍繞知識(shí)的討論，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的浸入感，讓學(xué)生與知識(shí)為伍，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生和教師對(duì)系統(tǒng)的知識(shí)更新，可以大大提高基于Web知識(shí)系統(tǒng)的完整性和系統(tǒng)性。已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生和IT行業(yè)的會(huì)員也基于該平臺(tái)進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)和更新，同樣也可以提高知識(shí)庫(kù)積累的速度。

圖1 立體化Web知識(shí)平臺(tái)

知識(shí)是需要交流的。當(dāng)前的在線和離線的軟件比較多，讓學(xué)生之間、師生之間實(shí)現(xiàn)良好的溝通。知識(shí)的交流需要相同的知識(shí)體系，需要相應(yīng)的知識(shí)才可以，Web知識(shí)系統(tǒng)就是雙方交流的基礎(chǔ)，提高知識(shí)交流的效率。其實(shí)知識(shí)的交流過(guò)程，知識(shí)逐步顯現(xiàn)的過(guò)程也是知識(shí)，積累過(guò)程知識(shí)是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)，這也是知識(shí)構(gòu)建的重要部分，為比較固定的知識(shí)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)化的過(guò)程。

2軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)踐體系

計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)主要目的是為了實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)或程序設(shè)計(jì)，這個(gè)編程能力的培養(yǎng)是建立在大量的練習(xí)基礎(chǔ)上的?，F(xiàn)在各個(gè)高校的實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容非常充分，綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率都是100%，然而畢業(yè)的學(xué)生不會(huì)編程，就業(yè)的時(shí)候不能融入到IT企業(yè)的開(kāi)發(fā)流程中。從計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐的教學(xué)規(guī)律來(lái)看，學(xué)生首先要按照各個(gè)課程進(jìn)行專項(xiàng)型的實(shí)踐鍛煉，采用綜合性實(shí)驗(yàn)連貫課程的知識(shí)，采用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，目的是好的，但很少有學(xué)生能夠達(dá)到這樣的目標(biāo)。學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)習(xí)的內(nèi)容和管理模式變革已經(jīng)成為必然。

采用Web模式對(duì)學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精細(xì)化管理，學(xué)生獨(dú)立完成自己的實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)，提高規(guī)范的實(shí)驗(yàn)素材，由系統(tǒng)和教師聯(lián)合評(píng)判，給出學(xué)生評(píng)判，指出學(xué)生哪些方面不足，在Web實(shí)踐系統(tǒng)的幫助下，完成進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)練習(xí)，完善自己的不足。Web系統(tǒng)在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候能收集反應(yīng)學(xué)生能力的各個(gè)方面的信息數(shù)據(jù)，也給教師有針對(duì)性的教育提供有力的幫助，也可以是Web實(shí)踐系統(tǒng)能夠在專家系統(tǒng)的幫助下給學(xué)生深入的練習(xí)，使學(xué)生在基本完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得到全面的鍛煉，基于Web基礎(chǔ)技能訓(xùn)練平臺(tái)各個(gè)模塊之間的關(guān)系如圖2所示。課程設(shè)計(jì)也要采用相同的模式進(jìn)行，每個(gè)學(xué)生都在不同實(shí)驗(yàn)題目的規(guī)劃下進(jìn)行各個(gè)步驟的程序分析和設(shè)計(jì)，采用規(guī)范的模式進(jìn)行。這樣學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐鍛煉，但是這些僅僅是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

圖2 基于Web基礎(chǔ)技能訓(xùn)練平臺(tái)

3立體化軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐體系

學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)做得很好，然而當(dāng)他們走向IT崗位時(shí)仍然不會(huì)編程的，這是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有接觸到實(shí)際的程序設(shè)計(jì)需求。學(xué)生到IT企業(yè)的實(shí)習(xí)是一個(gè)非常好的方法，但是IT企業(yè)不能接收所有的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)，為此需要在高校的校內(nèi)構(gòu)建出軟件設(shè)計(jì)的需求分析，這個(gè)就需要一個(gè)Web軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)管理，其各個(gè)組成部分如圖3所示。首先計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師把自己的科研項(xiàng)目文檔化、規(guī)范化、教學(xué)化成為Web項(xiàng)目管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，完成基于Web軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理的基礎(chǔ)，驗(yàn)證該系統(tǒng)的管理流程和管理精度。再此基礎(chǔ)上把軟件企業(yè)成熟的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，去掉知識(shí)產(chǎn)權(quán)部分和商業(yè)機(jī)密部分，添加到該系統(tǒng)，這樣的方式是最接近實(shí)際的軟件開(kāi)發(fā)需求。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，開(kāi)源項(xiàng)目已經(jīng)成為推動(dòng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿?，很多政府、企業(yè)單位采用開(kāi)源的操作系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等等，為開(kāi)源項(xiàng)目開(kāi)發(fā)提供動(dòng)力。網(wǎng)絡(luò)上成熟開(kāi)源項(xiàng)目文檔化，也是Web系統(tǒng)的添加的一個(gè)重要組成部分。這三部分內(nèi)容是已經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)的，開(kāi)發(fā)的流程是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，是學(xué)生練習(xí)掌握軟件開(kāi)發(fā)技巧的重要的方式。

學(xué)生在此Web系統(tǒng)幫助下的開(kāi)發(fā)訓(xùn)練要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是學(xué)生作為一個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的個(gè)體，按照Web系統(tǒng)分配的任務(wù)，在Web系統(tǒng)的監(jiān)督下、任務(wù)流程的管理下完成任務(wù)，Web系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，看學(xué)生在一個(gè)開(kāi)發(fā)角色扮演時(shí)那些是合格的，重要的是還有那些能力仍然存在欠缺，給出一個(gè)彌補(bǔ)欠缺的訓(xùn)練模式，給出后續(xù)的訓(xùn)練內(nèi)容，直到學(xué)生的不足得到補(bǔ)充。在這個(gè)系統(tǒng)的幫助下，學(xué)生可以得到不同角色的鍛煉，迅速掌握軟件開(kāi)發(fā)所需要的各個(gè)技能和技巧，為學(xué)生的職業(yè)生涯奠定深厚的基礎(chǔ)。第二個(gè)階段是在Web系統(tǒng)給出的軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)自主組織一個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，由多位學(xué)生擔(dān)任項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的各個(gè)角色，獨(dú)立開(kāi)發(fā)出項(xiàng)目。開(kāi)發(fā)過(guò)程中教師可以給予一定的幫助，關(guān)鍵是學(xué)生按照自己的需求，在Web系統(tǒng)中獨(dú)立尋找問(wèn)題的解決方法，也可以從互聯(lián)網(wǎng)上獲取幫助，學(xué)生要把出現(xiàn)的問(wèn)題、問(wèn)題解決的過(guò)程、問(wèn)題解決的結(jié)果和收獲補(bǔ)充到實(shí)踐平臺(tái)中，有益增加項(xiàng)目開(kāi)發(fā)知識(shí)。在這兩個(gè)階段的訓(xùn)練下，學(xué)生基本得到解決實(shí)際問(wèn)題的解決方法、軟件設(shè)計(jì)的策略、軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)過(guò)程的鍛煉，具備了解決實(shí)際IT工程的基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)候?qū)W生具備了到IT企業(yè)實(shí)習(xí)的良好的條件，能夠迅速適應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)角色。

圖3基于Web的軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理平臺(tái)

學(xué)生都到IT企業(yè)實(shí)習(xí)，會(huì)給學(xué)校的教學(xué)工作帶來(lái)很大的沖擊，這些現(xiàn)象已經(jīng)在各個(gè)高校中或多或少的反應(yīng)。為此學(xué)校要建立一個(gè)完善的機(jī)制和平臺(tái)，為學(xué)生營(yíng)造出一個(gè)實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)的環(huán)境。這里關(guān)鍵是項(xiàng)目的獲取，這個(gè)需要從多個(gè)方面獲取軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)際需求。首先是教師的科研需求，教師在前期的基礎(chǔ)研究做好之后，把任務(wù)提交給Web項(xiàng)目管理系統(tǒng)，多個(gè)學(xué)生小組接到任務(wù)，進(jìn)行分析，給出各自的設(shè)計(jì)，采用競(jìng)標(biāo)的形式由教師挑選出合適的學(xué)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)并完成軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)，模擬出實(shí)際的IT公司的生產(chǎn)周期。僅僅依靠教師的科研任務(wù)是不能滿足學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)需求的，同時(shí)科研中很多任務(wù)都是偏重理論和算法的分析，對(duì)于本科生畢業(yè)是面臨社會(huì)的需求是不一樣的。學(xué)生參與互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)源項(xiàng)目也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，能夠鍛煉學(xué)生開(kāi)發(fā)系統(tǒng)程序的能力，開(kāi)源更加強(qiáng)調(diào)貢獻(xiàn)、更加強(qiáng)調(diào)原創(chuàng)性，對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新性鍛煉非常有好處，但是開(kāi)源項(xiàng)目是有限的，同時(shí)需要高水平的程序員，對(duì)于學(xué)生的參與有些要求太高，不能鍛煉大范圍的學(xué)生技能。當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)的急速發(fā)展，強(qiáng)烈需要信息化帶動(dòng)工業(yè)化的發(fā)展，軟件開(kāi)發(fā)的需求遍地都是，學(xué)校要作為一個(gè)實(shí)體，為學(xué)生承接社會(huì)的需求，在教師的輔助下主動(dòng)為社會(huì)開(kāi)發(fā)出功能完善的程序，這些項(xiàng)目有大有小，可以加入到Web項(xiàng)目管理系統(tǒng)，由系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一管理，組成一個(gè)個(gè)合適的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍為社會(huì)提供軟件產(chǎn)品，為了減少學(xué)校的責(zé)任，部分項(xiàng)目可以僅僅需要支付低廉的費(fèi)用，甚至免費(fèi)開(kāi)發(fā)，主要是為學(xué)生提供一個(gè)機(jī)會(huì)參與到實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，項(xiàng)目來(lái)源可以是學(xué)生、教職工有關(guān)的企業(yè)、政府單位、各種組織，也可以是網(wǎng)絡(luò)上登記的各種需求，經(jīng)過(guò)確認(rèn)的形成的項(xiàng)目信息，在鍛煉隊(duì)伍的過(guò)程中為整個(gè)社會(huì)信息化的發(fā)展提供支持。

該系統(tǒng)同時(shí)也是學(xué)生創(chuàng)業(yè)的一個(gè)孵化器，積極鼓勵(lì)學(xué)生按照興趣成立開(kāi)發(fā)小組、開(kāi)發(fā)工作室，在Web項(xiàng)目平臺(tái)的支持下團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作共同開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，在實(shí)踐中鍛煉自己、提供自己的能力，也是學(xué)生就業(yè)后創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)。Web項(xiàng)目系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)管理中有一定的收益，要鼓勵(lì)學(xué)生自己提出開(kāi)發(fā)需求，開(kāi)發(fā)出產(chǎn)品來(lái)，不是僅僅是做社會(huì)給予的成型的項(xiàng)目，這樣可以大大提高學(xué)生的創(chuàng)新熱情，開(kāi)發(fā)出很多綠色軟件產(chǎn)品，形成自己的開(kāi)源產(chǎn)品，形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為今后學(xué)生的科研發(fā)展提供基礎(chǔ)。

在項(xiàng)目訓(xùn)練和開(kāi)發(fā)中，學(xué)生需要Web項(xiàng)目管理平臺(tái)具有強(qiáng)大的知識(shí)庫(kù)、技能支持，為此Web項(xiàng)目管理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，學(xué)生、教職員工、IT行業(yè)會(huì)員都可以貢獻(xiàn)出自己的知識(shí)、技能等等，為該平臺(tái)的所有用戶共享。為此該平臺(tái)需要強(qiáng)大的已有項(xiàng)目完備資料管理系統(tǒng)，能夠便捷得為用戶提供所需要的幫助，從借鑒中直接獲得問(wèn)題解決的方法或提示。學(xué)生在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的各個(gè)過(guò)程添加到Web項(xiàng)目管理庫(kù)，添加開(kāi)源軟件庫(kù)，為學(xué)生的項(xiàng)目鍛煉打造一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)。

4結(jié)束語(yǔ)

對(duì)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的軟件設(shè)計(jì)能力的提高已經(jīng)成為當(dāng)前各個(gè)高校要面對(duì)的迫切問(wèn)題，解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是實(shí)踐應(yīng)用能力的訓(xùn)練，這些離不開(kāi)課程實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目訓(xùn)練。雖然很多高校都采用了一些相應(yīng)的辦法，但是管理機(jī)制的效率不高，學(xué)生訓(xùn)練的效果不是很好。本文是在多年教研成果的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的立體化軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐模式，采用基于Web的管理平臺(tái)對(duì)軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐流程進(jìn)行了精細(xì)化的管理，使學(xué)生把計(jì)算機(jī)知識(shí)融會(huì)貫通，編程能力培養(yǎng)得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，能夠采用項(xiàng)目的形式進(jìn)行綜合能力和創(chuàng)新能力的鍛煉，為IT行業(yè)培養(yǎng)出其所需要的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 雷東升,鄭全英,張波.“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”立體化教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2008(22):123-124.

[2] 劉發(fā)貴,劉文謙.計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目管理的實(shí)踐方案[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2007(22):91-93.

[3] 劉敏力. 高校開(kāi)放式公共計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2006(3):71-72.

Research on the Three-Dimensional System of Software Design Practice

YAN Da-shun, SHI Yu-qiang, LIU Lei-an

(College of Computer Science and Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,

Guangzhou 510225, China)

Abstract: With the economic and social development and increased competition in IT industry, software design capacity of computer specialty and related specialties students have become increasingly demanding. In this paper, knowledge system and base experiment are analyzed deeply, a three-dimensional practice system is built along with skills development law, students is systematically trained to improve their practical ability and sense of innovation.

Key words: software design; three-dimensional; practice; courses construction