系統(tǒng)分析與設計課程教學模式分析
時間:2022-04-28 09:49:01
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[摘要]課題組針對“雙師型”師資不足、教學評價重實現(xiàn)輕設計、不能學以致用的問題,以面向未來、培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的能力為目標,對系統(tǒng)分析與設計課程的教學和實踐模式進行了有針對性的改革,強化系統(tǒng)設計意識,引導學生關注和掌握系統(tǒng)邏輯,由宏觀到微觀,逐步求精;在專業(yè)實訓的校企合作階段,改變單純的技術培訓模式,更強調學生綜合能力的培養(yǎng)。實踐表明,教學和實踐模式的改革對提升人才培養(yǎng)質量發(fā)揮了積極的作用。
[關鍵詞]系統(tǒng)分析與設計;教學模式;教學實踐;校企合作;能力培養(yǎng)
計算機科學與技術專業(yè)強調實踐性和工程性,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,是應用型本科院校人才培養(yǎng)的核心目標。而能力的培養(yǎng)貫穿于培養(yǎng)體系的每一門課程,課程性質不同能力要求也各有側重。系統(tǒng)分析與設計是計算機專業(yè)的一門核心課程,以軟件生命周期為主線,講授軟件系統(tǒng)的分析與設計的方法、過程、工具與文檔,方法性與實踐性并存,尤其強調通過實踐來理解和掌握軟件系統(tǒng)的分析與設計方法,強調理論方法在實際項目中的應用,所以該課程的教學與實踐模式對學生的思維能力、系統(tǒng)能力和抽象能力的達成至關重要。
一、教學現(xiàn)狀及其存在的問題
中華女子學院是女性計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)基地,作為一所應用型本科院校,更強調知識的實踐應用,在計算機科學與技術專業(yè)的培養(yǎng)方案中也設置了從課程實驗、課程設計、專業(yè)實訓、專業(yè)實習和畢業(yè)設計等構成的實踐教學體系,并且面對專業(yè)教師缺乏行業(yè)、企業(yè)背景,工程實踐能力不強的現(xiàn)狀,很早就開展了校企合作方式的專業(yè)實訓,時間分別安排在第4學期和第6學期的暑期,稱之為“小學期”。為此,我校先后與多家IT技術公司簽訂了合作協(xié)議并建立了校外實習基地,由企業(yè)選派有經(jīng)驗的技術人員進行授課和軟件項目開發(fā)指導,在學生積累實戰(zhàn)經(jīng)驗、提升團隊協(xié)作能力以及新技術學習等方面發(fā)揮了很大的作用。但是在軟件開發(fā)方面還是存在較大問題——注重實現(xiàn)(結果)輕視設計(過程),忽視分析和深層次的研究,只在同一個水平上重復。這也導致畢業(yè)設計的質量不高,做系統(tǒng)開發(fā)類的畢業(yè)論文類似實驗報告,大部分篇幅都是代碼加截圖,老師的評語大多也是“實現(xiàn)簡單、沒有新意”,這樣的學習結果顯然無法滿足社會對高質量信息技術人才的需求。計算機專業(yè)的基本學科能力包括計算思維能力在內(nèi)的多種能力?!陡叩葘W校計算機科學與技術專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范》中指出系統(tǒng)能力是一項重要的專業(yè)能力,其內(nèi)涵是要站在系統(tǒng)的觀點上去分析和解決問題,追求問題的系統(tǒng)求解,要多考慮系統(tǒng)的邏輯,強調系統(tǒng)分析、設計和集成能力[1]。因此,要培養(yǎng)學生的系統(tǒng)能力必須強調系統(tǒng)設計?,F(xiàn)在從教學與實踐兩方面分析我校學生存在的問題。1.課程教學中,教師本身缺乏足夠的工程經(jīng)驗,沒有重視理論與實踐的有機結合,照本宣科,缺乏真實案例的分析和應用,系統(tǒng)需求被極大簡化,分析和設計過程流于形式,學生只是在理論層面上學習了一些系統(tǒng)分析和設計的方法及建模工具的使用,對學習內(nèi)容并沒有真正理解和掌握。課程大作業(yè)或課程設計就是完成一個以數(shù)據(jù)庫操作為主的簡單的軟件系統(tǒng),雖然形式上也要求學生按照工程方法進行系統(tǒng)分析與設計,但并不注重設計與實現(xiàn)的相關性,考核重點放在最終實現(xiàn)的軟件上。很多學生是在系統(tǒng)實現(xiàn)以后,再撰寫系統(tǒng)分析和設計報告,沒有按照軟件工程的工作流程來進行系統(tǒng)的開發(fā)工作[2]。2.專業(yè)實訓在第6學期末進行,由于直接面向學生的就業(yè)需要,通常都是以學習和應用新技術為主,如結合一個實際項目學習某種設計框架的使用。企業(yè)講師為了完成項目開發(fā)的要求,將教學重點放在代碼實現(xiàn)層面的技術應用上,認為學生沒有項目開發(fā)經(jīng)驗,對于分析過程說了也不理解,軟件的應用需求往往被極大簡化,整個項目的分析和設計部分只是簡單帶過,直接就是按照企業(yè)已做好的設計文檔開始編制軟件,業(yè)務處理邏輯的要求也較為簡單,缺乏深入的分析。為了顯現(xiàn)成效,考核重點也是放在最終實現(xiàn)的軟件上,因此學生也只是關注軟件系統(tǒng)的代碼實現(xiàn)及新技術的應用,忽視對問題的深入分析和思考。缺少系統(tǒng)分析和設計方面的實踐訓練,導致學生在進行項目開發(fā)時,往往缺少全局意識,缺乏問題的分析和抽象能力,一上手就想著怎么用程序實現(xiàn),思路很容易就局限在編碼的細節(jié)上,其結果就是能夠實現(xiàn)常規(guī)的基本的流程,但是對于稍復雜一些的業(yè)務功能就沒有解決思路,難以深入做下去。
二、改革課程教學模式,加強理論與實踐的有機結合
系統(tǒng)分析與設計課程的教學過程本身就體現(xiàn)了一個由簡到繁、從宏觀到微觀、逐步細化、分而治之的問題求解過程,教學目標就是培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析和設計能力,以及分析問題和解決問題的能力。為此,應該重視培養(yǎng)學生的實踐工作能力,側重知識的應用。結合我校教學的實際問題,首先從課程入手,針對學校教師缺乏工程經(jīng)驗的情況,請企業(yè)講師進校授課,本專業(yè)校內(nèi)教師特別是有過項目開發(fā)經(jīng)歷的教師,須隨堂聽課,進一步學習企業(yè)的項目開發(fā)經(jīng)驗和符合行業(yè)規(guī)范的開發(fā)方法,來年再擔任課程教師。學校教師具有理論教學的優(yōu)勢,但不能只停留在理論層面的方法論的介紹上,必須加強理論和實際應用的有機結合,并強化學生的設計意識。1.明確課程學習目標和能力要求。在前期的課程學習中,學生接觸的基本都是一些業(yè)務邏輯比較簡單的應用,設計的意識不強。所以,在開課第一節(jié)介紹學習內(nèi)容和學習方法的環(huán)節(jié)中,就要告知學生,要開發(fā)一個比較復雜的軟件應用系統(tǒng),必須先有設計再有實現(xiàn),先做方案再去實施。就好比,要蓋一棟樓房或者一座高樓大廈,就必須先有設計圖紙,再按圖紙施工。這門課的學習目標就是如何把“設計圖紙”(設計文檔)做出來,作為后續(xù)“施工”(編碼)的依據(jù)。學習的過程就是鍛煉自己分析問題解決問題的能力以及創(chuàng)新應用能力的過程。2.加強理論知識在實際問題中的應用訓練。本門課程的理論課時和實踐課時各占一半。(1)在理論教學環(huán)節(jié)中,講授系統(tǒng)分析和設計方法、CASE工具(ComputerAidedSoftwareEngineering,計算機輔助軟件工程)或建模工具的使用以及如何撰寫相關文檔。該課程理論性強,內(nèi)容較為抽象,為了易于理解,可以選用經(jīng)過簡化的示例。同時,也要向學生強調,工具是用來輔助表達設計思想和設計結果的,會用工具并不代表掌握了分析和設計方法,需要通過項目實踐,將工具應用于解決實際問題。(2)對于沒有系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗的學生來說,課程內(nèi)容比較抽象難懂,因此課程實踐環(huán)節(jié)就尤為重要。除部分驗證性實驗外,教師至少要帶著學生分析和設計一個實際項目,這是整個教學過程的重要環(huán)節(jié),實踐出真知,有真實的需求才可能有深入的分析和思考。在這個環(huán)節(jié)中,教師承擔項目需求方的角色,可以與學生進行充分的交流溝通,明確實際需求,引導學生學會關注系統(tǒng)邏輯,學會分層次考慮問題,逐步求精[3];鼓勵學生提出不同的設計方案,并對方案進行評審,加強思維訓練、拓展思路,培養(yǎng)學生面向實際應用提出問題和解決問題的意識,通過項目實踐加深對信息系統(tǒng)開發(fā)方法等理論知識的理解。(3)最后的課程大作業(yè)考核,要求學生做到系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)相一致,不能是“兩張皮”。分析和設計結果是作為最后編碼實現(xiàn)的依據(jù),因此為了避免學生重視系統(tǒng)實現(xiàn),輕視分析與設計,成績考核分為兩部分:首先檢查系統(tǒng)分析文檔和設計文檔,再通過答辯形式檢查學生的軟件作品。考核重點不只是最終實現(xiàn)的軟件,而是整個設計過程及設計方案的合理性。通過實際應用,強化系統(tǒng)設計意識,能夠理解自頂向下的系統(tǒng)設計的重要思想,并切實體會到系統(tǒng)設計在系統(tǒng)開發(fā)中的重要性。
三、提高專業(yè)實訓與培養(yǎng)目標的契合度
系統(tǒng)分析與設計課程結束后,接著就是專業(yè)實訓,在第6學期末,請企業(yè)指導,集中在4周時間內(nèi)以小學期的形式開展。校企合作是學校教育教學的延伸和補充,是當前工程教育類專業(yè)提升人才培養(yǎng)質量的有效途徑,很多高校也針對校企合作實踐教學模式進行了積極探索[4-5],但也存在缺乏足夠交流、合作緊密度不夠等問題[6]。專業(yè)實訓是我校計算機專業(yè)開展校企合作的主要形式,但不能是單純的技術培訓,應該更強調培養(yǎng)學生綜合應用知識解決實際問題的能力,更強調系統(tǒng)分析、設計和集成能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,增強學生適應社會的能力,提升就業(yè)質量。在專業(yè)實訓中,所涉及的項目大多是企業(yè)已完成項目的簡化版,也有的是基于某個應用的實際需求設置的。針對現(xiàn)階段存在的問題,首先是向企業(yè)明確實訓目標及其人才培養(yǎng)規(guī)格,并根據(jù)校企雙方的實際情況,在現(xiàn)有實訓內(nèi)容不變的情況下,將系統(tǒng)分析和設計的主要內(nèi)容提前在學校完成。1.企業(yè)向學校提供基礎設計文檔,教師通過與企業(yè)實訓負責人及授課講師的深入交流,明確應用需求,再指導學生遵循軟件工程的工作流程完成系統(tǒng)分析和設計,并形成相應的設計文檔,但不涉及代碼的具體實現(xiàn),重點引導學生關注和掌握系統(tǒng)邏輯,由宏觀到微觀,逐步求精。2.鼓勵學生能夠針對應用需求提出不同的設計方案,并進行分析對比,積極引導學生站在系統(tǒng)的全局的角度來分析問題,并且結果能夠形成一個閉合;實訓階段,再由企業(yè)講師進行評審,各組學生根據(jù)自身情況選擇一種合適的解決方案。由此,學生不再是被動地接受企業(yè)提供的設計結果,而是能夠通過自己的分析和思考運用理論知識解決實際問題,提升學習的主觀能動性。對于比較復雜的應用,要求各組學生除了完成項目的總體分析和企業(yè)規(guī)定的基礎功能,還要再選擇2~3個業(yè)務邏輯較為復雜的功能塊進行分析和設計,而不是像以往做的項目那樣,只是比較單純地針對數(shù)據(jù)庫的增刪改查操作的簡單信息系統(tǒng),從而避免總是在同一個水平上重復,努力提升設計水平,強化培養(yǎng)學生的獨立實踐能力和基本的科研素質。3.實訓期間,也進一步要求企業(yè)能夠兼顧學生專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng),使得整個系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程更符合IT行業(yè)規(guī)范,在項目實施過程中加入項目管理和項目評審內(nèi)容,并根據(jù)各組學生的不同情況,努力開發(fā)和挖掘學生的潛能,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力以及自主學習的能力。另外,校內(nèi)教師要跟班聽課,多接觸積累實際項目,充實案例庫,不斷提升教學水平和教學質量。
四、效果評價
實踐表明,這種形式的課程教學設計及其實踐方式是有效的,能夠滿足學生認知漸進的要求,有助于提高學生運用基礎理論知識分析、解決實際問題的能力,得到了學生的認同。在課堂的案例教學環(huán)節(jié)中,學生們能夠針對需求提出不同的解決思路,或者就某種設計方案在師生和生生之間展開積極討論。實踐過程中,大部分學生也不再純粹是為了完成任務,而是能夠通過實踐有意識地鍛煉自己分析問題和解決問題的能力?,F(xiàn)階段的這種改革方式,同樣得到了企業(yè)的贊同和積極的配合,授課講師反映,在項目開發(fā)過程中,學生的整體思路都比較清晰,各組都在規(guī)定的基礎功能上盡可能多地做擴展,既設計和實現(xiàn)了企業(yè)設定的難度等級比較高的若干用例,并根據(jù)自身情況采用了不同的實現(xiàn)方案,又做到了功能的閉合,以及對細節(jié)處理的考慮。在最后的實訓答辯中,學生們反映,自己收獲滿滿,再一次感覺到了團隊合作的重要性,小組內(nèi)的每個人都充當著重要角色;前期的需求分析和設計很重要,前期工作做得越細致,后面的功能實現(xiàn)越明確越易于完成,并且能在整個項目開發(fā)過程中保持清醒的頭腦;能學以致用,學會總結,學會對比,學會查問題,找bug,認識到出錯是鍛煉自己的最好方法;認識到命名規(guī)范并且數(shù)據(jù)類型明確,可以減少許多麻煩;認識到源碼備份和版本控制非常重要??梢钥吹剑瑢W生們很有成就感,不僅收獲了新技術,同時也深切體會到系統(tǒng)分析和設計的重要性。教學和實踐模式的改革對提升人才培養(yǎng)質量發(fā)揮了積極的作用。
五、結語
能力培養(yǎng)是高等教育的核心,系統(tǒng)分析與設計是一門理論與實踐并重的課程,對于應用型本科院校,不僅要注重培養(yǎng)學生的專業(yè)知識體系,更要鍛煉學生的工程實踐能力。在我校“雙師型”師資不足的情況下,一方面需要教師通過科研活動提高自身的工程應用能力,另一方面還需要校企之間的深度合作,確定企業(yè)參與專業(yè)人才培養(yǎng)的內(nèi)涵建設的實質內(nèi)容,建立協(xié)同育人機制。校企合作的教學內(nèi)容不限于僅開展實訓實習教學,學校可依托校企合作資源進行教學改革,將理論與實踐、課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外有機統(tǒng)一,完善實踐教學體系,鍛煉學生的工程能力。校企合作是我國應用型本科教育改革的重要方向,尤其是在當下的“新工科”建設中,校企合作是必由之路,需要充分發(fā)揮校企合作在人才培養(yǎng)方面的作用,提高人才培養(yǎng)與社會需求的符合度,從而提高學生的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)能力。
作者:陳潔 單位:北京中華女子學院