《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革探討

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1、《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革探討 作者：朱澤民張青何中林 來(lái)源：《軟件導(dǎo)刊》2014年第12期 摘要：《軟件體系結(jié)構(gòu)》課題具有抽象、內(nèi)容豐富、對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能要求高等特點(diǎn)，學(xué) 生學(xué)習(xí)有一定難度，難以實(shí)際運(yùn)用。針對(duì)目前《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合 筆者“精品資源共享課”教學(xué)改革成果，從課程內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)形式優(yōu)化等方面探討其教學(xué)改 革。 關(guān)鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu);教學(xué)改革;案例教學(xué)法 D01 : 10.11907/ijdk. 143778 中圖分類號(hào)：G433 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A;;文章編號(hào):1672-7800 （2014） 012-0171-02 基金項(xiàng)目：湖北省戰(zhàn)略性

2、新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（軟件工程專業(yè)）（鄂教高 \[2012\]13號(hào)）；黃岡師范學(xué)院2012年教學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2012CE12） 作者簡(jiǎn)介：朱澤民（1978-）,男，湖北長(zhǎng)陽(yáng)人，黃岡師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授、系統(tǒng) 分析師，研究方向?yàn)檐浖こ碳坝?jì)算機(jī)應(yīng)用。 。引言 軟件都有體系結(jié)構(gòu)，不存在沒(méi)有體系結(jié)構(gòu)的軟件vs叩>[l]

3、體系結(jié)構(gòu)脫胎于軟件工程，在其形成與 發(fā)展中借鑒了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的許多寶貴思想和方法。 目前，《軟件體系結(jié)構(gòu)》已經(jīng)成為軟件工程專業(yè)的核心專業(yè)課。由于本課程起步晚、抽 象、內(nèi)容多、變化快、對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能要求高，學(xué)生感覺(jué)學(xué)習(xí)難度大，難于實(shí)際運(yùn)用，這為本 課程的課堂教學(xué)提出了較高要求。有必要對(duì)本課程的教學(xué)實(shí)踐與改革進(jìn)行探討。 筆者所在學(xué)院自2006年開(kāi)辦軟件工程本科專業(yè)以來(lái)，積極開(kāi)展《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教 學(xué)改革與研究。從最開(kāi)始邀請(qǐng)企業(yè)兼職教師擔(dān)任授課教師，到后來(lái)培養(yǎng)自己的骨干“雙師型''教 師，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況構(gòu)建了豐富的教學(xué)案例庫(kù)。同時(shí)，學(xué)校以建設(shè)“湖北省戰(zhàn)略性新興（

4、支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目(軟件工程專業(yè))’‘為契機(jī)，以培養(yǎng)社會(huì)所需的卓越工程師為目 標(biāo)，在課程中強(qiáng)化了軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容的教學(xué)。本文結(jié)合筆者所在學(xué)院軟件工程專業(yè)《軟件體系結(jié) 構(gòu)》課程的教學(xué)改革實(shí)際情況，尤其是“精品資源共享課”建設(shè)的部分成果，從現(xiàn)狀分析、課程 內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)形式優(yōu)化等方面探討其教學(xué)改革思路與路徑。 1《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)現(xiàn)狀 (1) 教學(xué)目的不突出。目前，《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)目的主要停留在介紹軟件體系 結(jié)構(gòu)的理論、經(jīng)典的軟件體系結(jié)構(gòu)、最新的軟件體系發(fā)展方向等層面。對(duì)于軟件工程等相關(guān)專 業(yè)的本科生，或偏重工程應(yīng)用的軟件工程專業(yè)碩士而言，其培養(yǎng)“工程師”的定位決

5、定了教學(xué)目 的更應(yīng)該突出工程性，重視軟件體系結(jié)構(gòu)的實(shí)踐與應(yīng)用。 (2) 教學(xué)內(nèi)容陳舊，沒(méi)有針對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有許多學(xué)者編 著出版了《軟件體系結(jié)構(gòu)》教材，如張友生(清華大學(xué)出版社)、覃征(清華大學(xué)出版社)、 齊治昌(高等教育出版社)等?？傮w來(lái)說(shuō)，這些教材系統(tǒng)介紹了軟件體系結(jié)構(gòu)的基本原理、方 法和實(shí)踐，反映了軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用的最新研究進(jìn)展^[l]。但是，大多數(shù)教 材偏重于理論，實(shí)踐性有待于進(jìn)一步加強(qiáng)，尤其是對(duì)于軟件工程本科專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，多介紹 與其知識(shí)結(jié)構(gòu)一致的體系結(jié)構(gòu)及案例非常必要。 (3) 照本宣科，學(xué)生缺乏興趣，教學(xué)效果不理

6、想。由于教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)踐性，教師在授 課過(guò)程中過(guò)于注重理論講解，注重對(duì)經(jīng)典模式或體系結(jié)構(gòu)的介紹，而忽視了案例的價(jià)值、模式 應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生不能很好地理解消化這些理論，從而失去學(xué)習(xí)興趣。 (4) 課程教學(xué)脫離學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。出于各種考慮，有的學(xué)校將本課程“外包"給企業(yè)師 資來(lái)講授。這種方式如果處理得好，會(huì)起到開(kāi)闊學(xué)生眼界、彌補(bǔ)學(xué)校師資不足等缺陷，但往往 企業(yè)教師不善于講授，或者是講授內(nèi)容脫離學(xué)生的實(shí)際情況，或者是將本課程變成純粹的軟件 設(shè)計(jì)與編碼課程，沒(méi)有達(dá)到本課程應(yīng)有的教學(xué)目的。 2教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化 (1) 結(jié)合學(xué)生實(shí)際確定教學(xué)目的。對(duì)于軟件工程及相關(guān)專業(yè)的本科生，或偏重應(yīng)用的軟

7、件工程專業(yè)碩士，應(yīng)有針對(duì)性地確定教學(xué)目標(biāo)，制訂合適的教學(xué)大綱。筆者所在學(xué)院“精品資 源共享課”建設(shè)中，確定本課程的培養(yǎng)目標(biāo)如下：①培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)用模式的視角來(lái)觀察、研究 軟件系統(tǒng)的思維。一個(gè)高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)必然具有一個(gè)好的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，對(duì)這些好的結(jié)構(gòu)與設(shè) 計(jì)進(jìn)行不斷總結(jié)與抽象，就會(huì)得到許多可以反復(fù)使用的模式。教學(xué)中注重學(xué)生用模式的視角來(lái) 觀察和研究軟件系統(tǒng);②學(xué)習(xí)和積累經(jīng)典、常見(jiàn)的模式與軟件結(jié)構(gòu)。模式是成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)， 學(xué)生應(yīng)該熟練掌握經(jīng)典、常見(jiàn)的模式，并懂得如何運(yùn)用這些模式解決實(shí)際問(wèn)題;③了解基于模式或體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建軟件系統(tǒng)的基本方法。通過(guò)上述教學(xué)目的，開(kāi)闊學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生理解并

8、應(yīng)用模式與體系結(jié)構(gòu)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 (2) 循序漸進(jìn)安排教學(xué)內(nèi)容。在軟件設(shè)計(jì)中，模式的“粒度”有大有小。一般來(lái)說(shuō)，廣義 的模式包含3個(gè)層次：①軟件體系結(jié)構(gòu)模式，是模式系統(tǒng)中最高等級(jí)的模式，為軟件系統(tǒng)提供 了一個(gè)結(jié)構(gòu)化的框架，具體的細(xì)化和實(shí)現(xiàn)工作還需要設(shè)計(jì)模式以及慣用法的支持;②類之間的 設(shè)計(jì)模式，結(jié)構(gòu)良好的面向?qū)ο筌浖w系結(jié)構(gòu)中都包含此模式;③各種語(yǔ)言的慣用法，是特定 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言模式，主要描述如何在特定語(yǔ)言中解決具體的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題^[2]

9、抽象粒度更大的軟件體系結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)《軟件設(shè) 計(jì)——從程序設(shè)計(jì)到體系結(jié)構(gòu)》vs叩>[31很好地注意了這點(diǎn)。 (3) 與時(shí)俱進(jìn)，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。比如，在講解“管道過(guò)濾器”等經(jīng)典軟件 體系結(jié)構(gòu)之后，可講解“平臺(tái)/插件”體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格[4]

10、計(jì)算架構(gòu)。 (4) 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱學(xué)術(shù)論文進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。近年來(lái)，計(jì)算技術(shù)飛速發(fā)展，課堂教學(xué) 內(nèi)容嚴(yán)重滯后于技術(shù)發(fā)展。為了讓學(xué)生了解軟件體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)模式方面的最新研究成果，教 師在講授過(guò)程中，可向?qū)W生介紹如何通過(guò)查閱文獻(xiàn)來(lái)學(xué)習(xí)最新的研究成果。筆者在課程改革 中，專門(mén)留出時(shí)間向?qū)W生介紹使用電子圖書(shū)館的方法，鼓勵(lì)學(xué)生查閱最新的研究成果并撰寫(xiě)文 獻(xiàn)綜述。此方法也為學(xué)生畢業(yè)論文寫(xiě)作打下了基礎(chǔ)。 (5) 借助計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試來(lái)優(yōu)化知識(shí)體系。計(jì)算機(jī)技術(shù)與 軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試(簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī)軟件考試)是一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)資格認(rèn)定國(guó)家級(jí)考試 ^[5J

11、>o 設(shè)計(jì) 模式、軟件體系結(jié)構(gòu)等是許多考試項(xiàng)目的重要考核內(nèi)容，其在計(jì)算機(jī)軟件考試、軟件設(shè)計(jì) 師等中級(jí)資格考試中均有涉及?！跋到y(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師”是2009年II月新增加的一個(gè)考試項(xiàng)目，屬 于高級(jí)資格考試。其考試大綱特別注重軟件設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用、軟件架構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，是與軟 件體系結(jié)構(gòu)課程最為契合的一個(gè)考試項(xiàng)目。在該課程教學(xué)過(guò)程中，可以引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)有余力的 同學(xué)積極參加計(jì)算機(jī)軟件相關(guān)資格考試。 3教學(xué)方法改革 (1) 采取案例教學(xué)法。軟件體系結(jié)構(gòu)較抽象，對(duì)于缺乏軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，難以 理解。案例教學(xué)法可以較好的解決這個(gè)問(wèn)題。案例教學(xué)法具有實(shí)踐性、啟發(fā)性、針對(duì)性、研究 性

12、>[6]強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)闊視角。通過(guò)案例教學(xué)法，可以將 抽象的模式、大粒度的軟件結(jié)構(gòu)直觀地表現(xiàn)出來(lái)，啟發(fā)學(xué)生的思維，拉近課堂與軟件企業(yè)真實(shí) 項(xiàng)目的距離。采用案例教學(xué)法需要建立并不斷豐富案例庫(kù)。《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程的案例庫(kù)素 材一般來(lái)源于學(xué)術(shù)論文、企業(yè)解決方案、技術(shù)文獻(xiàn)等。 (2) 考核形式靈活開(kāi)放?？梢圆扇⌒≌撐牡乳_(kāi)放的形式進(jìn)行課程考核，也可通過(guò)軟件系 統(tǒng)考核，這比機(jī)械考核教材上的教條更有意義和價(jià)值，更容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。不一定采用 閉卷和考識(shí)記，重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)各種粒度模式的理解和應(yīng)用。 (3) 與新技術(shù)新思想接軌。通過(guò)講座等形式引導(dǎo)學(xué)生從更高的

13、視角來(lái)研究復(fù)雜的系統(tǒng)， 比如云計(jì)算等。一方面，讓學(xué)生學(xué)習(xí)最新的軟件發(fā)展前沿，從而開(kāi)闊學(xué)生視野;另一方面，也 為將來(lái)就業(yè)打下基礎(chǔ)。 (4) 基于開(kāi)源軟件開(kāi)展軟件體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。開(kāi)源軟件的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是源代碼是可以自 由訪問(wèn)?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生分析某個(gè)比較成熟的開(kāi)源軟件的結(jié)構(gòu)，并鼓勵(lì)其閱讀源代碼，研究軟件 結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)[7]深入地論述了開(kāi)源平臺(tái)Eclipse的插件體系結(jié)構(gòu)，并以一個(gè)小例子簡(jiǎn)單介 紹下插件的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 4結(jié)語(yǔ) 《軟件體系結(jié)構(gòu)》課程內(nèi)容豐富、更新快等特點(diǎn)決定了其教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)。經(jīng)過(guò)近幾 年建設(shè)，筆者所在學(xué)院該課程教學(xué)改革取得了一定成效，學(xué)生評(píng)課滿意度保持在97%以

14、上。該 課程2012年立項(xiàng)為黃岡師范學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)課程;2014年立項(xiàng)為“精品資源共享課本文系統(tǒng)探 討了其發(fā)展改革的思路和做法，下一步研究將重點(diǎn)探討如何提高本課程教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)國(guó)家 和社會(huì)急需的高質(zhì)量的軟件工程人才。 參考文獻(xiàn)： \[1 \]張友生，李雄.軟件體系結(jié)構(gòu)原理、方法與實(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009. [21 FRANK BUSCHMANN, REGINE MEUNIER, HANS ROHNERT, et al.面向模式的軟 件體系結(jié)構(gòu)[M].北京：機(jī)械工程出版社，2003. 13] ERIC J BRAUDE.Softwarc design : from programming to architccturclMJ. Wiley, 2003. [4]李俊娥，周洞汝.“平臺(tái)/插件”軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng).2007 (5): 876-881. [5] 中國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)職業(yè)資格網(wǎng)[EB/OL].http ： // [6] 李雅玲.課堂案例教學(xué)與基于網(wǎng)絡(luò)的案例教學(xué)的比較研究[J].電化教育研究，2003 (12) : 48-51. [7] 谷樞，楊艷斌，王澤生.Eclipse插件體系結(jié)構(gòu)的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009 (31) 8706-8708. (責(zé)任編輯：陳福時(shí))