文/廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院 葉小艷

一、引言

2017年2月18日，教育部高等教育司張大良司長(zhǎng)在綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上強(qiáng)調(diào)：當(dāng)前新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展迫切需要新型工科人才支撐。隨后，教育部于同年6月9日在北京召開(kāi)新工科研究與實(shí)踐專家組成立暨第一次工作會(huì)議，審議通過(guò)了《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》。根據(jù)指南要求，新工科應(yīng)該服務(wù)于新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)。[1]從普通高校層面來(lái)說(shuō)，一方面要開(kāi)設(shè)和發(fā)展新興工科專業(yè)，另一方面要推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新，主動(dòng)布局面向未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)。[2][3]為加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)工程教育強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想，普通高校應(yīng)該構(gòu)建新工科與傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)新結(jié)構(gòu)，探索新工科背景下課程教學(xué)新模式，提高普通高校教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。[4]

一個(gè)專業(yè)的改革通常立足于專業(yè)定位、專業(yè)目標(biāo)，然后是課程建設(shè)。新工科的“新”在于以下五個(gè)方面：新理念、新模式、新方法、新內(nèi)容和新質(zhì)量，如圖1所示。而對(duì)于課程來(lái)講，創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等則成為新工科背景下教學(xué)新模式的重要內(nèi)容。

圖1 新工科教育范式框架

軟件需求位于軟件工程的起始階段，是軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中一個(gè)重要的獨(dú)立工作階段，為軟件工程后續(xù)階段提供了工作基礎(chǔ)，對(duì)軟件項(xiàng)目的成敗至關(guān)重要。美國(guó)專門(mén)從事跟蹤工程項(xiàng)目成功或失敗的權(quán)威機(jī)構(gòu)Standish Group的CHAOS系列報(bào)告指出，需求因素對(duì)成功項(xiàng)目的影響指數(shù)為53.9%，對(duì)問(wèn)題項(xiàng)目的影響指數(shù)為55.6%，對(duì)失敗項(xiàng)目的影響指數(shù)為60.9%，和軟件需求相關(guān)的因素為軟件項(xiàng)目所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題已經(jīng)超過(guò)了所有的其他因素。同時(shí)，隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的增長(zhǎng)，以需求分析為重心的傳統(tǒng)需求處理技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代軟件技術(shù)發(fā)展的要求，完整的需求工程過(guò)程應(yīng)運(yùn)而生。[2]需求工程是開(kāi)發(fā)者在進(jìn)一步深入理解軟件項(xiàng)目需求處理活動(dòng)之后提出的一個(gè)階段性活動(dòng)。同傳統(tǒng)的需求分析相比，在需求工程中，軟件需求處理不僅僅停留在單純的分析與建模，需求的獲取、定義、文檔化、驗(yàn)證及管理都是其中必需和重要的工作。

到目前為止，學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界在需求工程領(lǐng)域取得了較大的進(jìn)展，研發(fā)了一系列有效的需求技術(shù)、方法和工具，[5][6]構(gòu)成了一個(gè)完整的需求工程過(guò)程框架。但是，尚有大量理論、方法和技術(shù)有待于廣泛傳播和全面應(yīng)用，特別是需要進(jìn)行系統(tǒng)化的實(shí)踐才能驗(yàn)證其科學(xué)性。

二、軟件需求分析課程的主要問(wèn)題

1.課程開(kāi)設(shè)較為隨意，課程愿景難保障

從查閱的各種文獻(xiàn)資料看，不少學(xué)校有開(kāi)設(shè)軟件需求分析類的課程。但課程名稱不一、課程內(nèi)容設(shè)置、課程教學(xué)模式等更是五花八門(mén)，有的學(xué)校直接把需求分析課變成了UML建模課；有的只設(shè)置理論教學(xué)，不設(shè)置實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；有的按照傳統(tǒng)技術(shù)類課程設(shè)置教學(xué)模式，這樣導(dǎo)致學(xué)生上完這門(mén)課仍然不得要領(lǐng)，更談不上在軟件工程實(shí)踐工作中能夠很好地把握需求環(huán)節(jié)，確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

筆者任教的學(xué)校包含了軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)工程等10多個(gè)IT專業(yè)，據(jù)調(diào)研，目前只有兩個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)了需求分析課程，按照現(xiàn)代IT項(xiàng)目規(guī)模大、業(yè)務(wù)復(fù)雜的特點(diǎn)，如果忽略需求分析階段的工作，則會(huì)在很大程度上造成整個(gè)軟件項(xiàng)目的失敗、延期、超支等現(xiàn)象。在這樣的環(huán)境下，需求分析的課程愿景難得得到保障。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式固化，影響課程教學(xué)效果

需求分析課是一門(mén)綜合性非常強(qiáng)的課程，從理論方面看，需要掌握需求工程每個(gè)階段的理論知識(shí)、編程知識(shí)、界面分析的知識(shí)等，還需要掌握大量行業(yè)知識(shí)、溝通學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等，才能保障學(xué)生在需求捕獲的過(guò)程中溝通順暢。從實(shí)踐方面看，需要掌握需求開(kāi)發(fā)過(guò)程中大量的工具、方法和技巧，才能在此基礎(chǔ)上形成鮮明的實(shí)踐路線，在實(shí)際項(xiàng)目中得心應(yīng)手。

傳統(tǒng)教學(xué)模式主要采用的是教師講授的方式，學(xué)生被動(dòng)接收；實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置以單個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)為主，沒(méi)有連貫性的任務(wù)體現(xiàn)。這樣對(duì)于技術(shù)的訓(xùn)練是“依葫蘆畫(huà)瓢”，學(xué)生并不能深入理解“需求分析”的實(shí)質(zhì)。實(shí)踐過(guò)程中涉及的技術(shù)、工具、方法等在這樣的模式下難以體現(xiàn)，學(xué)生在課堂活動(dòng)過(guò)程中并不能完全領(lǐng)會(huì)，最終還是會(huì)把實(shí)踐課上成UML建模課。而需求分析過(guò)程中行業(yè)知識(shí)、溝通、表達(dá)等能力的培養(yǎng)更是空白。

3.考核方式單一，難以體現(xiàn)課程目標(biāo)

傳統(tǒng)考核方式有兩種：一種是純理論教學(xué)的閉卷考試，另一種是平時(shí)成績(jī)(占30%)和期末考試成績(jī)(占70%)結(jié)合。這兩種考核方式的共同點(diǎn)就是強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的掌握程度，而忽略了實(shí)踐能力的考核，因此會(huì)導(dǎo)致本課程的目標(biāo)丟失，學(xué)生并沒(méi)有在該課程中掌握到熟練的動(dòng)手能力。

4.實(shí)踐教材匱乏，師生難以把握實(shí)踐內(nèi)容

市場(chǎng)上的需求分析類的教材比較少，又基本是以基本理論研究為主，能夠作為課堂實(shí)驗(yàn)教材的書(shū)籍更是匱乏，這樣就令相關(guān)的教師和學(xué)生無(wú)所適從，教師不能很好地把握實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生缺少了引領(lǐng)，也不知如何下手。

三、軟件需求分析課程改革措施

1.指導(dǎo)思想

圖2 基于OBE理念的人才培養(yǎng)技術(shù)路線

本課程《教學(xué)大綱》《實(shí)驗(yàn)大綱》的制定是在軟件工程等專業(yè)基于OBE(基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式)理念的人才培養(yǎng)技術(shù)路線上的一個(gè)環(huán)節(jié)(如圖2所示)，根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)決定了學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該達(dá)到什么要求，然后制定課程體系，再進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，而后進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，形成反饋和改進(jìn)措施，最后回到培養(yǎng)目標(biāo)，形成一個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu)。而《需求分析》在整個(gè)人才培養(yǎng)方案中，是一門(mén)專業(yè)的核心課程；需求分析環(huán)節(jié)，也是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)作品中必須涉及的內(nèi)容，所以該課程的教學(xué)在整個(gè)人才培養(yǎng)方案中至關(guān)重要。

本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以掌握、鞏固知識(shí)和掌握基本技能為基礎(chǔ)，以提高專業(yè)能力為主線，以增強(qiáng)實(shí)踐本領(lǐng)為重點(diǎn)，以激勵(lì)創(chuàng)新意識(shí)為導(dǎo)向的指導(dǎo)思想開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)。

2.基本原則

(1)堅(jiān)持整體優(yōu)化、持續(xù)改進(jìn)的原則

圖3 需求分析課程教學(xué)改革思路

教學(xué)大綱、實(shí)踐大綱的制定，符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，從整體優(yōu)化的角度正確處理好課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)以及各實(shí)踐環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，[7]在對(duì)原有的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)真梳理和研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以下思維導(dǎo)圖(見(jiàn)圖3)是筆者對(duì)本課程進(jìn)行整體優(yōu)化的分析過(guò)程。

在人才培養(yǎng)方案的大框架下面，根據(jù)課程特征、知識(shí)要求和本課程的愿景，從知識(shí)點(diǎn)覆蓋、教學(xué)方式、課堂組織形式、課堂管理模式、學(xué)生學(xué)習(xí)模式、課堂質(zhì)量保障等方面進(jìn)行對(duì)策研究，并進(jìn)行課堂實(shí)施，然后形成驗(yàn)證與反饋機(jī)制，逐年改進(jìn)。

(2)堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則

堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，既加強(qiáng)本學(xué)科的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的訓(xùn)練，又與生成實(shí)際緊密結(jié)合。

本課程全程模擬企業(yè)實(shí)際需求分析的實(shí)施過(guò)程[8][9]，實(shí)踐內(nèi)容以項(xiàng)目貫穿始終，使學(xué)生既能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和所掌握的技能解決實(shí)際問(wèn)題，又培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和獨(dú)立思考的能力。

(3)注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的原則

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊的作用。本課程在內(nèi)容選擇和教學(xué)方法確定上注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，所有項(xiàng)目從立項(xiàng)到結(jié)題都是學(xué)生自主提出，增加了學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中模擬企業(yè)的客戶方和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的需求溝通環(huán)節(jié)，學(xué)生要使項(xiàng)目能夠順利進(jìn)行，必須大力加強(qiáng)分析能力、表達(dá)能力、溝通能力等專業(yè)技能之外的能力，促進(jìn)綜合技能的培養(yǎng)。

(4)堅(jiān)持符合市場(chǎng)需求、根據(jù)職業(yè)崗位能力分析設(shè)計(jì)的原則

根據(jù)崗位的任務(wù)、項(xiàng)目、能力、知識(shí)進(jìn)行分析綜合，按照職業(yè)崗位作業(yè)流程、工作任務(wù)等，設(shè)計(jì)項(xiàng)目的課程內(nèi)容體系，修訂課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)大綱。

3.具體做法

(1)課程教材的編寫(xiě)

筆者在研讀了國(guó)內(nèi)外的需求分析相關(guān)書(shū)籍，綜合了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的需求分析方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，最終采用了徐峰老師的SERU過(guò)程框架的原理來(lái)設(shè)置需求實(shí)踐的內(nèi)容。作為一本既可以涵蓋理論教學(xué)，又可以涵蓋實(shí)踐教學(xué)的教材，在設(shè)置需求定義、需求捕獲、需求分析與建模、需求評(píng)審、需求驗(yàn)證等理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)置了12個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容以完整的項(xiàng)目貫穿始終，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中模擬企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施，以文檔來(lái)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐實(shí)施過(guò)程，最終得出完整的《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》。

(2)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

根據(jù)需求分析的課程愿景，本課程設(shè)置的理論教學(xué)部分包含了除需求定義、需求捕獲、需求分析與建模、需求描述、需求驗(yàn)證等技術(shù)部分的內(nèi)容，還設(shè)置了實(shí)施項(xiàng)目部分所需的團(tuán)隊(duì)成員角色及所需技能、需求規(guī)劃、需求管理等內(nèi)容，以此來(lái)保證實(shí)踐內(nèi)容的正常實(shí)施。具體內(nèi)容如圖4所示。

圖4 課程理論教學(xué)體系

實(shí)踐部分內(nèi)容根據(jù)圍繞理論部分的基本概念、方法，以“項(xiàng)目課程化”的方式來(lái)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。整個(gè)實(shí)踐過(guò)程以項(xiàng)目貫穿始終，但因?yàn)檎n堂教學(xué)分散的特點(diǎn)，將項(xiàng)目分為若干個(gè)小目標(biāo)，進(jìn)而分散到每一節(jié)課里面去，使得學(xué)生既有項(xiàng)目全局的概念，又有具體而明確的局部概念，能夠更好地推進(jìn)課程實(shí)踐過(guò)程的實(shí)施。

具體的實(shí)踐內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)圖如圖5所示，這是一個(gè)將待開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目看作一個(gè)黑盒的過(guò)程，從業(yè)務(wù)的角度去逐步求精的過(guò)程。

圖5 課程實(shí)踐內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)圖

(3)課程教學(xué)模式設(shè)置

本課程理論部分包括知識(shí)講授、案例分析和講解、團(tuán)隊(duì)討論；實(shí)踐部分包括情景式教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、項(xiàng)目課程化教學(xué)和問(wèn)題導(dǎo)入法教學(xué)等多種教學(xué)方式。

具體的課堂組織形式是先由學(xué)生自由組隊(duì)(3-5人為一組，不超過(guò)5人)，然后在資源庫(kù)選擇項(xiàng)目，或者根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際提出項(xiàng)目(此時(shí)的團(tuán)隊(duì)扮演的是客戶的角色)，并根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行立項(xiàng)，項(xiàng)目立項(xiàng)后抽簽決定組號(hào)，角色扮演正式由此開(kāi)始。此時(shí)由后一組的同學(xué)充當(dāng)前一組同學(xué)的需求團(tuán)隊(duì)，前一組是后一組的客戶，那么在這個(gè)過(guò)程中，同一個(gè)組是雙重角色，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，既能體會(huì)客戶的立場(chǎng)，也能體會(huì)需求團(tuán)隊(duì)的立場(chǎng)。需求團(tuán)隊(duì)此時(shí)正式接收客戶的項(xiàng)目進(jìn)行需求開(kāi)發(fā)。

需求團(tuán)隊(duì)在課程里會(huì)經(jīng)歷需求定義、需求捕獲、需求開(kāi)發(fā)和需求描述的過(guò)程，在每個(gè)過(guò)程中形成書(shū)面文檔，每次的文檔會(huì)經(jīng)過(guò)教師的批改、客戶的審核，部分關(guān)鍵點(diǎn)會(huì)經(jīng)歷集體課堂需求審核的過(guò)程，每次審核過(guò)后，需求團(tuán)隊(duì)都會(huì)修改文檔，直至項(xiàng)目結(jié)束，會(huì)形成完整的《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》，參與最后的評(píng)審。具體如圖6所示：

圖6 課程教學(xué)模式圖

在課堂控制過(guò)程中，有幾點(diǎn)要特別關(guān)注。第一是客戶方對(duì)于項(xiàng)目的提出，教師要善于控制項(xiàng)目的規(guī)模，項(xiàng)目過(guò)大和過(guò)小都不利于課堂訓(xùn)練；第二是協(xié)調(diào)客戶和需求團(tuán)隊(duì)之間的關(guān)系，企業(yè)中出現(xiàn)的溝通問(wèn)題，在課堂中同樣會(huì)出現(xiàn)，教師鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)自己解決的前提下，教師也要起疏導(dǎo)作用；第三是課堂有效性的控制，課堂引入了“團(tuán)隊(duì)積分制”，不論是團(tuán)隊(duì)討論的過(guò)程，還是客戶方配合、需求團(tuán)隊(duì)的需求開(kāi)發(fā)、需求評(píng)審的過(guò)程，都納入團(tuán)隊(duì)積分的范疇，課程每一階段結(jié)束，會(huì)進(jìn)行積分排名和清空，排名靠前的會(huì)給予高的平時(shí)成績(jī)。這樣的積分方式對(duì)學(xué)生有了激勵(lì)的效果，學(xué)生課堂討論會(huì)變得比較熱烈。

四、結(jié)束語(yǔ)

本課程的教學(xué)改革在學(xué)生中取得了比較好的效果，從畢業(yè)生回訪和企業(yè)評(píng)價(jià)來(lái)看，企業(yè)對(duì)于本門(mén)課程的教學(xué)進(jìn)行了充分的肯定。同時(shí)，本課程也獲得了學(xué)?！耙粠熞粌?yōu)課”的立項(xiàng)和校內(nèi)教改項(xiàng)目的立項(xiàng)，會(huì)在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行不斷完善。