評(píng)助理工程師論文助理工程師論文范例：案例分析在本科軟件工程教育中的應(yīng)用研究

1、 評(píng)助理工程師論文助理工程師論文范例:案例分析在本科軟件工程教育中的應(yīng)用研究摘要:近年來,案例教學(xué)被廣泛應(yīng)用于軟件工程教育中。現(xiàn)階段軟件工程教育工作遇到了前所未有的困難和問題,將案例教學(xué)方法引入到軟件工程教育中,可有效解決這些問題。提出應(yīng)將案例分析教學(xué)方法應(yīng)用于高中、大學(xué)甚至繼續(xù)教育等階段的各種軟件開發(fā)項(xiàng)目、軟件模塊設(shè)計(jì),以及軟件課程教學(xué)中。關(guān)鍵詞:軟件工程;案例分析;軟件工程教育;缺陷清單0引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懭找鎻V泛深入,設(shè)計(jì)開發(fā)新的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)并且快速地將其應(yīng)用到實(shí)際工作中已成為計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的重中之重。近20年來,計(jì)算機(jī)軟件工程師充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、計(jì)

2、算機(jī)工程技術(shù)、數(shù)學(xué)分析等知識(shí)來設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試以及優(yōu)化各種各樣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件以滿足人們的實(shí)際需要、隨著軟件行業(yè)的技術(shù)變革,以及企業(yè)對(duì)軟件工程師要求的變化,軟件工程師的工作任務(wù)也在不斷地變化。因此,培養(yǎng)能夠適應(yīng)軟件行業(yè)發(fā)展的軟件工程師一直是軟件工程教育追求的目標(biāo)1-3。1軟件工程教育所面臨的問題軟件工程作為一個(gè)新興的學(xué)科,目前還不成熟,甚至有人質(zhì)疑它是否為工程類學(xué)科,這在某種程度上反映出軟件工程教學(xué)中可使用的材料極為匱乏。ACM/IEEECS在軟件工程教育中的指導(dǎo)方針不僅有力地支持和改進(jìn)了軟件工程教育工作,而且對(duì)軟件工程教學(xué)輔助材 料,如教科書和網(wǎng)絡(luò)資源等的發(fā)展也起到了一定的推動(dòng)作用。軟件工程

3、作為一個(gè)專業(yè)性領(lǐng)域,其學(xué)生不僅需要更多的理論基礎(chǔ)知識(shí),而且需要進(jìn)行更多的實(shí)踐。文獻(xiàn)8為軟件工程課程教學(xué)給出的指導(dǎo)方針之一是“所有的課程必須要有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)”,另一個(gè)指導(dǎo)方針是“SE的概念、原理,以及解決方法應(yīng)該貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中以幫助學(xué)生建立起一個(gè)軟件工程心態(tài)”。問題就在于如何很好地提供一個(gè)基于以上兩個(gè)指導(dǎo)方針的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)境,以幫助學(xué)生建立起一個(gè)“軟件工程心態(tài)”。不幸的是,有關(guān)案例分析在軟件教學(xué)的研究非常有限,例如通過一些非常準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)的例子來說明計(jì)劃、需求、設(shè)計(jì)、以及構(gòu)建等問題,但一般缺少以下幾個(gè)部分:(1現(xiàn)實(shí)性異常(通常情況下,空間不能滿足全部的要求和設(shè)計(jì)文檔。(2完整性(僅僅涵蓋了軟件生命周

4、期的一部分。(3將教材和實(shí)際應(yīng)用分開的能力。(4案例整體融入教學(xué)活動(dòng)的方法。(5案例的風(fēng)格。經(jīng)典的風(fēng)格可以激勵(lì)學(xué)生專注于問題的分析解決。(6如何指導(dǎo)教師使用案例分析法進(jìn)行教學(xué)。迄今為止,案例分析法已在計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的兩個(gè)領(lǐng)域得到了合理有效的應(yīng)用。一是在計(jì)算機(jī)倫理教學(xué)中?，F(xiàn)在有大量的關(guān)于計(jì) 算倫理教學(xué)的文章、書籍,并在網(wǎng)頁中使用到案例分析,Epstein所使用的機(jī)器人殺手的例子可以說是案例分析的經(jīng)典使用9。二是MBCS大學(xué)預(yù)修的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程考試項(xiàng)目10。MBCS使用了一種非常有吸引力的“案例訓(xùn)練”風(fēng)格,對(duì)各種情況作出了更加真實(shí)完善的假設(shè),主要目的是為了進(jìn)行AP計(jì)算機(jī)課程的教學(xué),從而為AP計(jì)

5、算機(jī)科學(xué)的課程考試作準(zhǔn)備。本文所描述的案例分析法在特點(diǎn)和風(fēng)格上同MBCS非常相似。2案例分析案例分析自1871年首次在哈佛法學(xué)院使用后,逐漸成為教育教學(xué)效率研究中的一個(gè)主要方面2-6,并且在諸如商業(yè)、法律、醫(yī)藥等專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐教學(xué)中成為一種公認(rèn)的普遍的教學(xué)方法。“案例分析”作為一術(shù)語被廣泛地使用,但它最樸素最原始的表現(xiàn)形式僅僅是一個(gè)用來說明概念或者一種技術(shù)的實(shí)例,如果進(jìn)一步對(duì)其解釋,那就是個(gè)人或者團(tuán)隊(duì)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活的情況,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能對(duì)所遇到的問題分析解決。案例分析通常以敘事的形式對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的活動(dòng),甚至環(huán)境進(jìn)行描述,當(dāng)然,這種描述通常需要用背景(場(chǎng)景,人物,事件的發(fā)生次序,以及問題和沖突

6、等、假設(shè)、以及數(shù)據(jù)等與所描述的環(huán)境有關(guān)的一系列因素來詮釋。案例分析提倡參與、討論和理解,雖然它既可以用于以教師為中心的教學(xué)方法中,也可以用于以學(xué)生為中心的教學(xué)方法中,但在通常 情況下,它更多地用于以學(xué)生為中心的教學(xué)方法中。此時(shí),教師僅僅是一名輔助者。此外,基于問題的學(xué)習(xí)主要專注于解決問題,自我引導(dǎo),以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力7。因此,案例分析在這方面也有著特殊的研究應(yīng)用價(jià)值和意義。本文所給出的案例分析的主要作用是模擬職場(chǎng)環(huán)境,以及激勵(lì)學(xué)生去適應(yīng)紛繁復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界。2.1方案分析本文的案例分析方案主要是將單一軟件產(chǎn)品的研發(fā)分割為數(shù)個(gè)案例模塊,每一個(gè)案例模塊都應(yīng)該與產(chǎn)品研發(fā)的每一步驟相對(duì)應(yīng)。此外,案例模塊

7、也是通過敘事的風(fēng)格來描述的,其中包括人物、事件等,這些事件甚至可以是實(shí)際軟件開發(fā)項(xiàng)目的一部分。例如,開發(fā)團(tuán)隊(duì)的形成;與管理人員、消費(fèi)者或者來訪用戶的交談;產(chǎn)品的調(diào)研;經(jīng)典界面的設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)雛形的制定;系統(tǒng)的測(cè)試等,雖然說一個(gè)案例的分析僅僅是針對(duì)某一特定的領(lǐng)域,但是它們可以作為參照來設(shè)計(jì)其它相似的案例,案例模塊可以說是“微型案例分析”。案例分析應(yīng)該涵蓋軟件產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,包括項(xiàng)目管理、需求分析、產(chǎn)品的規(guī)范、設(shè)計(jì)、實(shí)施、測(cè)試以及維護(hù)等,在案例分析的初始階段就應(yīng)該充分考慮,為以后的研究案例分析、識(shí)別案例分析問題、構(gòu)建敘述框架、描述軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì),以及制定軟件開發(fā)計(jì)劃、分割相關(guān)案例模塊等整個(gè)案例分析流

8、程打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.2問題識(shí)別為了很好地提出案例分析問題,項(xiàng)目組需要分析研究大量可能的 軟件系統(tǒng),如一款電腦游戲、空中交通管理軟件、學(xué)術(shù)策劃系統(tǒng)、數(shù)學(xué)教育應(yīng)用系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)仿真軟件、天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)以及“智能屋”軟件系統(tǒng)等。通過咨詢從事軟件工程教學(xué)的老師,以及同本科階段的學(xué)生進(jìn)行交流,決定選用“智能屋”作為案例分析的研究對(duì)象。為了更好地進(jìn)行案例分析,將智能屋定義為一個(gè)家庭管理系統(tǒng),這一系統(tǒng)集成安全措施、環(huán)境調(diào)節(jié)(溫度、濕度、亮度,娛樂交流于一體,為居住者提供了極大的方便。智能屋主要是由各種家用設(shè)備(空調(diào)、音箱、灑水器等、傳感器、設(shè)備控制器、通信設(shè)備以及所有設(shè)備的管理者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成的。數(shù)字

9、家庭需要安裝各種各樣的環(huán)境傳感器(溫度傳感器、亮度傳感器、濕度傳感器、功率傳感器、觸發(fā)傳感器,以及水流傳感器等,通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取各個(gè)傳感器的數(shù)值,并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。DH系統(tǒng)由可編程器件(恒溫控制器、濕度控制器、小家電控制器以及亮度控制器組成,這樣居住者在不論任何地方,都可以通過網(wǎng)絡(luò)隨心所欲地對(duì)家庭的環(huán)境特征進(jìn)行管理控制。居住者可以通過DH控制器直接設(shè)置整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)(溫度、濕度、亮度以及各個(gè)家電的狀態(tài),并且可以分時(shí)間段對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。2.3教學(xué)評(píng)估評(píng)估對(duì)于課程設(shè)計(jì)者來說,向來是比較棘手的事情,對(duì)于有著更多學(xué)習(xí)目標(biāo)以形成更高認(rèn)知能力的軟件工程來說,評(píng)估將會(huì)更加麻 煩。其難點(diǎn)在于如何構(gòu)建一種適應(yīng)于

10、學(xué)習(xí)科學(xué)的評(píng)估體制。一個(gè)健全 的評(píng)估體制應(yīng)該與學(xué)習(xí)目標(biāo)相適應(yīng)，對(duì)指令進(jìn)行整合，這樣不僅不會(huì) 給教師和學(xué)生帶來負(fù)擔(dān)，而且能夠很好地提供反饋信息，增加學(xué)生們 的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)11 。軟件工程的評(píng)估體制更應(yīng)該注重學(xué)生的能力，而 不是成績 1-7 因?yàn)閷?duì)于軟件工程師這一職業(yè)來說， ， 能力更加重要。 由于評(píng)估和學(xué)習(xí)目標(biāo)的同步性， 使得軟件工程教育中對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo) 的考察變得十分重要。一般情況下，軟件工程教育事業(yè)有著復(fù)雜的教 育目標(biāo)， 諸如一般常識(shí)、 理解性知識(shí) （事實(shí)、 概念、 程序、 元認(rèn)知等） 、 相關(guān)的技能，以及這些知識(shí)和技能的應(yīng)用和解決問題，人際交流和團(tuán) 隊(duì)建設(shè)的能力等都應(yīng)該包括在內(nèi)。 這里需要強(qiáng)調(diào)的是

11、解決問題的能力 應(yīng)該包括分析、推理以及評(píng)價(jià)之類的高級(jí)認(rèn)知能力2 。 理解和分析能力對(duì)問題研究是非常重要的，雖然復(fù)雜，但卻是必 不可缺的，因?yàn)檎n程的最終目的就是熟練地掌握知識(shí)和技能，并且能 夠靈活運(yùn)用以對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行軟件開發(fā)。 2.4 缺陷清單 軟件質(zhì)量保證（SQA）在軟件工程教學(xué)中是非常復(fù)雜的，因?yàn)樗?涉及到 3 種主題類型，在此，我們將缺陷清單引入軟件工程本科階段 教學(xué)中，要求學(xué)生通過由內(nèi)到外進(jìn)行全面地審查來發(fā)現(xiàn)并改正缺陷。 引入缺陷清單的目的是為了縮短改正缺陷所需的時(shí)間以及精力， 提高 所交付軟件的質(zhì)量。缺陷數(shù)據(jù)的分析主要是通過 5 種推測(cè)來完成的， 通過分析各種推測(cè)的優(yōu)勢(shì)和局限性來

12、決定最終的結(jié)果。當(dāng)然，這種方 法在幫助軟件工程的該領(lǐng)域教學(xué)工作者的同時(shí)， 也有需要改進(jìn)的地方 甚至有被其它方法所替代的可能。 缺陷清單廣泛應(yīng)用在軟件工程中， 并且能夠完美地和軟件生命周 期地各個(gè)階段相結(jié)合，其中有需求清單，設(shè)計(jì)清單，實(shí)施清單以及測(cè) 試清單等，當(dāng)然有時(shí)并不包括所有清單，需要針對(duì)特殊的開發(fā)者或者 特殊的工程定制清單6 ，近來，研究者針對(duì)一些特殊的問題設(shè)計(jì)了 一些特定的清單，像軟件安全清單11和成本管理清單10 ，此 外，基于清單的 SOA 技術(shù)將隨著技術(shù)和工具的變化而變化，例如： 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)引導(dǎo)了基于清單的 SQA 驗(yàn)證技術(shù)的廣泛使用； 用例模型導(dǎo)致了新的檢查法的產(chǎn)生11

13、?，F(xiàn)今，單項(xiàng)清單正在不斷 地融合， 對(duì)清單處理器以及缺陷檢測(cè)估計(jì)器的研究也已經(jīng)成為一種趨 勢(shì)。 本文所描述的方法是非常新穎獨(dú)特的， 它允許在整個(gè)軟件過程中 使用清單，可以應(yīng)用在本科生和研究生的軟件課程教育中7，8 ， 當(dāng)然，這種方法對(duì)清單的數(shù)量，各個(gè)清單分支的數(shù)量，以及清單使用 的次數(shù)和使用清單的學(xué)生數(shù)量也需要進(jìn)行特殊說明。 3 結(jié)束語 案例分析教學(xué)法已經(jīng)有效地應(yīng)用于許多專業(yè)領(lǐng)域， 使用案例分析 教學(xué)法可以教導(dǎo)學(xué)生在處理現(xiàn)實(shí)問題時(shí)， 受實(shí)際條件限制時(shí)以及處理 人與技術(shù)的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該如何分析問題，從而做出決定。雖然案例模 塊在軟件工程教學(xué)中的使用受到一定的限制， 但這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于軟件工 程教學(xué)依然

14、是非常重要的， 本文所描述的案例分析方案使用案例模塊 為軟件工程的教學(xué)建立起一個(gè)框架， 通過數(shù)字家庭軟件系統(tǒng)這個(gè)簡單 而又全面的例子說明了軟件產(chǎn)品的研發(fā)流程，此外，文章還介紹了可 以用于各種軟件工程項(xiàng)目教學(xué)的案例模塊的知識(shí)。 參考文獻(xiàn)： 1 DALCHER D. ， DREVIN L.Learning from information systemsfailures by using narrative and antenarrative Methods J.Proceed-ings of SAICSIT 2003：137-142. 2GARG K.，VARMA V.A study of th

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