運用軟件工程思想建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育模式思考.doc

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運用軟件工程思想建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育模式思考 王利興 張劍平 [摘要]網(wǎng)絡(luò)教育在我國的發(fā)展還處于摸索階段，本文從軟件工程的角度對網(wǎng)絡(luò)教育的模式進行了淺層次的思考。首先闡述的是網(wǎng)絡(luò)教育的基本情況，然后是對軟件工程的一些基本理論進行了介紹，最后從軟件工程的角度提出了建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育的思路。 [關(guān)鍵詞]軟件工程，網(wǎng)絡(luò)教育，模式 CONSIDERATION OF THE MODE OF NET-EDUCATION BY PROJECTION SOFTWARE [Abstract] net-education is in the state of exploration in our country, the thesis discussed the mode of net-education from the view of projection software. It expounded the base circumstances of net-education in china and then have a blief introdution to projection software and at last suggested the view of instruction of net-education from the view of projection software. [Keywords]software proje ction, net-education, mode 所屬分項是：專場論文 論文主題是：網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ) 作 者：王利興 浙江師范大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，2002級既定研究生。通訊地址：浙江師范大學(xué)621# ，0579-2282303或0579-2283133，電子郵件：wanglixing1@21cn.com 張劍平 浙江師范大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，博士、教授、碩士生導(dǎo)師。通訊地址：浙江師范大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，0579-2282562，電子郵件：zjp@china.com 所采用內(nèi)碼：國標(biāo)碼 運用軟件工程思想建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育模式思考 [摘要]網(wǎng)絡(luò)教育在我國的發(fā)展還處于摸索階段，本文從軟件工程的角度對網(wǎng)絡(luò)教育的模式進行了淺層次的思考。 [關(guān)鍵詞]軟件工程，網(wǎng)絡(luò)教育，模式 一 自1994年我國接入國際互連網(wǎng)以來，我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度非?？臁?jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有上網(wǎng)用戶3000萬，這是個不小的數(shù)字。也正是在這告訴發(fā)展的大背景下，我國于1998年率先由清華、湖南大學(xué)、浙江大學(xué)、北京郵電大學(xué)開展了網(wǎng)絡(luò)教育。3年多來，網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展速度也非常快，至2001年7月，我國已共有45所高校獲得了開展網(wǎng)絡(luò)教育的資格。但是，3年時間畢竟是短暫的，我國的網(wǎng)絡(luò)教育從教師、學(xué)校到學(xué)生都存在各方面的問題，使得網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展也出現(xiàn)了各種各樣的問題。 網(wǎng)絡(luò)教育的最明顯特征是運用網(wǎng)絡(luò)，以資源建設(shè)為核心而開展的教育活動。它主要的硬件終端是計算機，資源建設(shè)的主要內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。當(dāng)前，我國網(wǎng)絡(luò)教育的開展還沒有一套明確的模式可以借鑒，因為它在我國是一項全新的工作。 網(wǎng)絡(luò)教育是一項系統(tǒng)的工作，它包括各個組成部分，如辦學(xué)實體、教師、學(xué)生以及社會的相關(guān)部門。在這一點上，它是傳統(tǒng)教育在本質(zhì)上沒有差別。它是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，是順應(yīng)了社會需要而產(chǎn)生的。它最終面向的是學(xué)生，是完全主動的學(xué)生。網(wǎng)絡(luò)教育的成功與否取決于學(xué)生使用之后的效果，獲得知識、技能水平的程度，在另一個側(cè)面上表現(xiàn)為受歡迎程度。它類似于面向社會群體做軟件的過程，只是網(wǎng)絡(luò)教育所面向的是要學(xué)習(xí)知識技能的學(xué)生，另外一個與做純軟件不同的是，網(wǎng)絡(luò)教育做的是附加了人的因素的非純粹性的大型軟件。因此，我們可以運用軟件工程的思想來建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育。 二 軟件開發(fā)是一項繁雜而艱巨的任務(wù)，它由軟件功能的大小決定其開發(fā)的周期。軟件工廠是在軟件開發(fā)過程中的一些成功經(jīng)驗的總結(jié)運用。軟件工廠的復(fù)雜性決定了軟件工程的復(fù)雜性。軟件危機至今仍然存在，如微軟雖號稱軟件業(yè)的巨無霸，可一些專家們卻可經(jīng)常輕易地找出其中的BUGS。經(jīng)過軟件危機，大家慢慢地意識到，軟件開發(fā)必須要有一個好的過程。在七八十年代逐漸開始了對軟件開發(fā)的研究，逐漸形成了今天所說的軟件工程?？墒钦f至今為止，軟件工程的發(fā)展還是不完善的。但作為一種模式，它已完全定形。 對于所有學(xué)過軟件工程的人來說都知道，軟件的生命周期一般可以分為需求階段、設(shè)計階段、編碼階段、單元測試階段、驗收階段、維護階段。而如果在測試中或是任何階段發(fā)現(xiàn)錯誤，對于修復(fù)的費用而言，需求分析階段是最少的。GTE、TRW、IBM三家公司在20世紀(jì)70年代的獨立研究中都得出了和表1差不多同樣的結(jié)果。表1告訴我們，從某種意義上來講，需求分析在軟件開發(fā)的整個過程中是極其重要的。 表1 階段 相對修復(fù)費用 需求階段 0.1~0.2 設(shè)計階段 0.5 編碼階段 1 單元測試階段 2 驗收測試階段 5 維護階段 20 需求分析之前應(yīng)確定目標(biāo)，即開發(fā)的對象是什么，它由開發(fā)者提出。當(dāng)然，也可以從市場調(diào)查中分析出市場上對某種功能軟件是否需要，進而進行具體的目標(biāo)需求分析。 需求分析的主要對象是用戶，還有調(diào)查員、系統(tǒng)分析員。它的主要任務(wù)是調(diào)查員或是系統(tǒng)分析員對于用戶或者是市場進行深入細(xì)致的調(diào)查，對反饋的信息進行系統(tǒng)分析，然后系統(tǒng)分析員對這些要求進行整理、取舍，再編寫出需求規(guī)格說明書。它的內(nèi)容包括兩個方面：功能性和非功能性的分析。 功能性的分析主要是分析軟件系統(tǒng)所能完成的任務(wù)。非功能性分析主要包括過程需求，如交付需求、實現(xiàn)方法需求、標(biāo)準(zhǔn)需求等；產(chǎn)品需求，如可靠性需求、可重用性需求、安全保密性需求等；外部需求，如法規(guī)需求、費用需求等。在這里，我們開發(fā)程序的人都知道，費用需求決定著你這個系統(tǒng)是否值得開發(fā)。假如費用也就是成本大于營業(yè)額或者是可以預(yù)見的效益的話，那么軟件的開發(fā)將是無意義的。當(dāng)然，對于小型的共享程序或是為了占領(lǐng)市場份額而實行低價銷售甚至無利售出的系統(tǒng)例外。 需求分析的方法有很多，如基于數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法，基于控制流的控制型分析方法，運用形式化的語言進行需求分析的形式化方法。 需求分析之后應(yīng)該形成的需求規(guī)格說明書應(yīng)該是包括所有用戶提出的可接受的要求，并且是明確的，無二義性的。 軟件設(shè)計是研究確定軟件“怎么做”的問題，它對于軟件開發(fā)來說也是成功與否的關(guān)鍵一步。在這個過程中我們的設(shè)計人員分析對于我們在需求分析中形成的功能如何在軟件中進行整體實現(xiàn)，也即各個功能之間的相互關(guān)系的問題。此時必須全盤考慮軟件的架構(gòu)，確定它的功能結(jié)構(gòu)和非功能性結(jié)構(gòu)。這也是我們所說的軟件的體系結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，對于一個小型軟件來說，這是一個比較簡單的問題，而隨著軟件系統(tǒng)大小和復(fù)雜性的增加，它的復(fù)雜性就會成倍增加。一個沒有好的體系結(jié)構(gòu)的軟件是很難在市場上立足的。因為它肯定起不到用戶所要的效果或者是達(dá)不到適合各種用戶的通用性。 軟件設(shè)計的方法也比較多，如結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法、JACKSON方法、PARNAS設(shè)計方法、面向?qū)ο蟮腂OOCH方法、COAD方法等。 由于現(xiàn)在計算機技術(shù)的發(fā)展，使它的功能越來越強大，不再局限于解決計算問題，復(fù)雜的問題在運用結(jié)構(gòu)化的方法時出現(xiàn)了不適應(yīng)，而由對象組合的方法卻極大的方便了這些問題的解決，使面向?qū)ο蠹夹g(shù)得以快速發(fā)展。 當(dāng)完成設(shè)計之后，接下去的工作主要是程序員的工作了。編碼階段是程序員按照設(shè)計的要求用計算機高級語言進行具體建立、實現(xiàn)模塊，并且做好模塊間的相互銜接和可移植性、開放性等工作。測試階段也就是檢驗程序員自身水平的階段，它是對所編寫的代碼進行測試，從而確定是否已達(dá)到既定目標(biāo)。當(dāng)然在這個階段，系統(tǒng)的分析員也共同參與，使系統(tǒng)不斷的完善以滿足開發(fā)要求。 最后的工作是維護，這是個漫長的過程，也是不斷完善的過程。 三 網(wǎng)絡(luò)教育是一項新生不久的事物，它與軟件工程有著相似的地方，但更重要的是它有其自身的特點。因此，我們可以借鑒軟件工程來建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育，但也應(yīng)注意從其過程的自身特征出發(fā)進行研究。 需要說明的是，以下所表述的，不是某種網(wǎng)絡(luò)教育建設(shè)的模式，更不是固定的模式，只是探索路徑和方法。 1、建設(shè)前的需求分析。需求分析主要包括兩個方面：市場需求分析和可行性分析。首先應(yīng)進行的是可行性分析?？尚行苑治隹梢詮囊韵聝蓚€方面來進行分析：硬件和軟件。作為教育的一個分支，它首先應(yīng)該是傳統(tǒng)意義上的學(xué)校。因此，它必須要具備的是一定的硬件設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)教育的最大特點就是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。因此，網(wǎng)絡(luò)教育的硬件首先就是網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。如果說一個進行網(wǎng)絡(luò)教育的單位沒有一個自身的網(wǎng)絡(luò)，那么它就談不上進行網(wǎng)絡(luò)教育。在現(xiàn)時的條件下必須要有一個能承受得起大數(shù)量人員訪問的服務(wù)器，以及一些制作資源所需的工作站等。當(dāng)然，這里不可避免的包括了場地的問題。其次是軟件上的分析。教育，說到底還是人起到了關(guān)鍵的作用。這里的軟件主要有2個方面：辦學(xué)單位里的人和單位外的人。辦學(xué)單位里的人包括教師、技術(shù)人員和管理人員。教師在傳統(tǒng)教學(xué)中是靈魂所在，它決定著教學(xué)能否取得成功。同樣，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教師也不可或缺。因為同樣是教學(xué)，它體現(xiàn)著教學(xué)的智慧、學(xué)習(xí)的智慧。教師作為這一智慧的承載體，是不可缺少的。但是，由于網(wǎng)絡(luò)教育的特殊性，教師在除了與傳統(tǒng)教師一樣的教學(xué)技能外，還必須具有一定的計算機技能，扎實的教學(xué)心理學(xué)、美學(xué)心理學(xué)的知識。而技術(shù)人員在網(wǎng)絡(luò)教育中既是技術(shù)主持者，也是教師的支持者。他們不僅應(yīng)該具備扎實的計算機知識，以保證資源建設(shè)的順利進行何硬件資源的日常維護。也應(yīng)該具有一定的教學(xué)知識、心理學(xué)知識，這樣才能夠在建設(shè)和維護的過程中與教師進行直接的無障礙的溝通、緊密的合作。作為一個系統(tǒng)，管理人員也是必不可少的。他們的主要職責(zé)是協(xié)調(diào)內(nèi)部人員以及實體與外部的關(guān)系。但是網(wǎng)絡(luò)教育中的管理人員必須懂得傳統(tǒng)教育與網(wǎng)絡(luò)教育的不同之處，應(yīng)該更多的懂得虛擬的人際關(guān)系，能夠根據(jù)實際情況進行管理。 當(dāng)然，這兩個方面在很大程度上都會受到一個方面的影響，那就是資金。因為網(wǎng)絡(luò)教育的特點之一就是初期的投入大。不管是在硬件還是軟件上，都需要大量的資金投入。而收入的取得主要依賴于入學(xué)的人員。因此，在可行性分析中資金的考慮也是一個大的方面。當(dāng)然，在這里，我們沒有為此做考慮。 辦學(xué)單位外的可行性分析主要就是對生源的分析。也就是在開辦網(wǎng)絡(luò)教育之后，是否能夠招到一定數(shù)量的學(xué)生。這可以從整體上予以考慮。如某個年齡段沒有進入普通高等學(xué)校學(xué)習(xí)的人數(shù)占到了總?cè)藬?shù)的百分?jǐn)?shù)，以及個體的整體經(jīng)濟情況。這將直接決定著辦學(xué)的經(jīng)濟性因素。畢竟，當(dāng)前，我國的高等教育還不能實行義務(wù)。且于97年實行了高校并軌。因此，這是必須慎重考慮、仔細(xì)分析的。高投入的網(wǎng)絡(luò)教育如果說收不到一定的經(jīng)濟效益何社會效益，那么就如同一個投入成本大于營業(yè)額或是可預(yù)見的效益的軟件的開發(fā)沒有意義，是不成功的。當(dāng)然，如果是國家扶持發(fā)展，具有一定“建設(shè)公共基礎(chǔ)設(shè)施”性質(zhì)的工程例外。 市場需求分析主要是從市場的角度來對網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)做些什么進行分析。這可以從網(wǎng)絡(luò)教育面向?qū)ο蟮牟煌瑏磉M行分析。1、面向社會單位進行分析。網(wǎng)絡(luò)教育是順應(yīng)社會需要而發(fā)展起來的，與傳統(tǒng)教育一樣，網(wǎng)絡(luò)教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)社會單位所需要的人才。人才培養(yǎng)的成功與否，主要看社會單位對人才的肯定程度，而這取決于人才的知識、技能對社會單位的貢獻程度。而與傳統(tǒng)教育不同的是，網(wǎng)絡(luò)教育具有相當(dāng)?shù)撵`活性和相對的短時性，社會單位對于人才的反饋卻有一定的滯后性。因此，更加有必要面向社會用人單位進行需求分析。分析的主要目的就是取得在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下社會用人單位對培養(yǎng)的人的要求。如對于一個文秘方面的人來說，社會單位需要的往往時寫作方面的技能和一定的計算機操作技能。因此，這就完全可以在網(wǎng)絡(luò)教育中得以實現(xiàn)?？蓪τ谝粋€工科方面的人來說，社會單位需要的往往是有一定的實踐經(jīng)驗的人。因此，在現(xiàn)有計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)環(huán)境下，無法替代真實的實驗、實物操作訓(xùn)練。所以這就要求，如果網(wǎng)絡(luò)教育中存在著工科性質(zhì)的課程，就有必要加入附加的實踐課程。2、面向?qū)W生進行分析。學(xué)生是教育直接面向的對象，教育成功的關(guān)鍵因素是是否適合于學(xué)生。面向?qū)W生的分析，主要是分析教學(xué)所應(yīng)采取的形式。如對于一個在職的員工來說 ，如果說是在理論學(xué)習(xí)階段，那么他可以在上班時間以外從網(wǎng)上學(xué)習(xí)。但在實踐操作或是網(wǎng)上直播課堂的時間安排上，他就只能是在耽擱上班時間的情況下進行學(xué)習(xí)，而這是學(xué)習(xí)人員本人和單位都不愿意的。因此，對于各類有學(xué)習(xí)需求的人應(yīng)進行不同的分析，從而獲得最佳的教學(xué)安排。 在需求分析之后，應(yīng)該用通俗、明確的語言寫出一份詳細(xì)的需求分析報告，以供后續(xù)用。 2、設(shè)計。這個步驟主要就是根據(jù)需求分析的結(jié)果從整體上確定開展網(wǎng)絡(luò)教育的具體方案。根據(jù)組成部分的不同可以分3個方面進行設(shè)計。首先就是教學(xué)人員的設(shè)計。在前面的分析中已經(jīng)提到人員有3個方面：教學(xué)、技術(shù)和管理人員。在設(shè)計中應(yīng)該明確教師的具體職責(zé)，教師所應(yīng)具備的素質(zhì)；技術(shù)人員的職責(zé)，以及相應(yīng)的技術(shù)和教學(xué)方面的素質(zhì)；管理人員的職責(zé)。還應(yīng)該對于人數(shù)有大致的確定，以使其在網(wǎng)絡(luò)教育正式開始之后能夠順利開展工作。具體如管理人員的分工應(yīng)如何，具體應(yīng)設(shè)置幾個崗位，以及其職權(quán)關(guān)系；技術(shù)人員之間的分工應(yīng)明確；每門課程大概需要多少教師、技術(shù)人員；在對學(xué)生的輔導(dǎo)中一個教師輔導(dǎo)的學(xué)生數(shù)等。這是非常重要的一個步驟，因為人的能動性在其中是起到關(guān)鍵作用。因此，必須明確設(shè)計好各人員之間的職權(quán)利關(guān)系，使其能順利開展工作。其次是對教學(xué)過程的設(shè)計。也就是一門課，一門專業(yè)的課程的整體設(shè)計。這也是一個非常重要的過程。主要就是依據(jù)需求分析的結(jié)果，在“怎么做”，“做什么”上進行具體設(shè)計。設(shè)計可以概括為3類：教師、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生。應(yīng)包括教師的參與方式，教師的考核辦法，教師的安排，課程內(nèi)容的組成，教學(xué)所采取的各種方式（如網(wǎng)上直播、VOD等），課時的安排，學(xué)生的成績管理，學(xué)生的檔案管理，學(xué)生的考核評價辦法，學(xué)費的收取辦法。第三個就是對教學(xué)資源的設(shè)計。它有別于教學(xué)過程設(shè)計中的課程內(nèi)容的組成。課程內(nèi)容的組成是從宏觀上來對一個課程所應(yīng)包括的一些知識塊進行設(shè)計，而教學(xué)資源的設(shè)計是較為‘微觀’的。它要設(shè)計的是一門課，一門專業(yè)的課程所涉及到的知識塊的具體結(jié)構(gòu)，可以說前者好象是提綱，而后者卻是具體的一本書。如對于計算機基礎(chǔ)這樣一個課程來說，課程內(nèi)容的組成設(shè)計是它的幾個大塊：計算機發(fā)展歷史，計算機硬件基礎(chǔ)，計算機軟件基礎(chǔ)，計算機網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)。教學(xué)資源的設(shè)計就是把這幾塊進行先后排序并且進行細(xì)化。如計算機軟件基礎(chǔ)可以包括WORD、EXCEL等之類的辦公軟件和FOXMAIL等之類的網(wǎng)絡(luò)軟件，以及在相關(guān)知識點之間插入實驗等。教學(xué)資源的設(shè)計是一個復(fù)雜而重要的過程，需要相當(dāng)大的人力、物力、財力的投入，必須要集中教師、專業(yè)人員等集體的智慧。 3、具體實現(xiàn)。這個過程就是把設(shè)計好的事項進行落實，使各個組成部分都具備切實可行的功能。如在教學(xué)人員的設(shè)計之后，就根據(jù)實際情況進行專人落實，使他們各司其職；在教學(xué)計劃的設(shè)計之后，建立起切實的教學(xué)計劃。如對學(xué)生的成績管理來就可以建立起專門的學(xué)生成績數(shù)據(jù)庫，其中可以包括平時成績、綜合成績等項目。在這里，特別要強調(diào)的使教學(xué)資源的實現(xiàn)過程。由于網(wǎng)絡(luò)教育中使用電子呈現(xiàn)的方式，因此與傳統(tǒng)的視覺呈現(xiàn)和聽覺呈現(xiàn)具有很大的差異性。所以在次過程中，我們?nèi)匀豢梢赃\用軟件工程的方式來進行。先進行面向?qū)W生和教師的需求分析，確定教學(xué)資源以何種形式呈現(xiàn)給學(xué)生，是以題庫形式，課件形式還是簡單的網(wǎng)頁形式。然后是對內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和具體設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計是對教學(xué)內(nèi)容總體的設(shè)計，如在整個界面中包括課堂演示、個別化工具、課件、教學(xué)游戲、各類數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系。具體設(shè)計就是對具體的教學(xué)內(nèi)容進行順序呈現(xiàn)、顏色、素材等進行描述，即我們常說的腳本。（在這個過程中，要注意教學(xué)人員和技術(shù)人員之間的緊密溝通、合作，使呈現(xiàn)的知識不僅在技術(shù)上可行，而且在心理學(xué)、教育學(xué)上都符合學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知特點，提高學(xué)習(xí)效率）最后使制作合成，即根據(jù)腳本對教學(xué)資源進行實現(xiàn)。 在具體實現(xiàn)的過程中，要不斷地進行面向?qū)W生的“調(diào)試”，使其不斷的得到改進、提高。我們可以采取小步調(diào)的由教師和學(xué)生組成的“試運行”，找出其不足的地方，肯定好的地方。這樣，就可以在很大程度上避免正式開展教學(xué)后發(fā)現(xiàn)不足所帶來的各種損失和不良影響。 參考文獻： 周之英， 現(xiàn)代軟件工程——中， 科學(xué)出版社 ， 2000 張海藩， 軟件工程導(dǎo)論， 清華大學(xué)出版社 ， 1998 趙亞林、金葉玲，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育現(xiàn)狀及發(fā)展的調(diào)研分析，中國遠(yuǎn)程教育，2001，10 張家全，利用現(xiàn)代信息技術(shù)促進教學(xué)過程的改善，《教育研究》，2001年10 王利興、王良輝、李建華，從軟件工程的角度看CAI課件開發(fā)，《電化教育研究》，2001年12