结合模拟项目组的软件工程论文

2022-04-29

摘要:本文从“计算机网络”的教学现状出发,结合自身的教学实践,提出了“虚与实”相结合的教学模式,并加以实践。该教学模式可推广到相关计算机专业课程教学上。下面是小编整理的《结合模拟项目组的软件工程论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

结合模拟项目组的软件工程论文 篇1:

基于GJB5000A的软件控制研究

[摘 要]本文根据GJB 5000A、GJB 9001C-2017、GJB 2786A、GJB 438B和《装备软件管理规定》等军用标准、法规的要求,结合武器装备软件产品科研开发特点对软件生命周期内开展需求开发、软件研制、软件交付和服务时的活动控制方法进行研究,并结合科研产品的特点提出软件设计开发中项目组及其各软件小组进行项目策划、组织各阶段设计开发活动的软件控制要求。本文可用于指导软件开发的设计工作,同时也可用于指导基于GJB 5000A的定型产品在软件需求获取、生产交付和服务环节的工作。

[关键词]GJB 5000A;软件;生命周期;控制要求

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.14.035

1 GJB 5000A实施的益处

从事软件研发的资深软件人员都对“软件系统的质量受制于开发和演化所用过程的质量”这一理念深切认同,并在软件研发过程中贯彻GJB基于过程保证质量的观点。实施

GJB 5000A的益处主要包括提高进度和预算的可预测性、改进项目研发周期、提高生产效率、改进质量、提高客户满意度、提高员工士气、提高投资回报率和降低成本等8个方面的益处。

2 武器装备软件研发过程

2.1 软件项目策划

项目组长与各软件组组长在项目立项前后的产品实现综合策划、设计开发策划中明确本项目的软件生命周期模型、每个研制周期的各设计阶段及其技术评审、配置管理、质量保证控制要求,形成覆盖本研制周期的软件开发计划、软件配置管理计划、软件质量保证计划,并在适当时机完成软件测试计划、软件移交计划等的策划。软件开发计划、软件质量保证计划、软件配置管理计划、软件测试计划等应得到顾客批准。

2.2 按照软件工程化要求进行软件开发活动

设计开发工作主要由各CSCI的软件组完成,期间应按照GJB 2786A、《装备软件管理规定》以及总体单位软件工程化规定和工作程序的要求,开展本阶段的设计开发工作,完成当前阶段的设计开发任务。

顾客要求时:软件研制任务书评审应由顾客组织,否则应邀请顾客代表参加;软件需求规格说明的评审应邀请顾客代表参加;CSCI合格性测试、CSCI/HWCI合格性测试应邀请顾客参加;CSCI集成测试、CSCI/HWCI集成测试应邀请顾客参加。

2.3 完整、规范软件技术文档

软件技术文档格式及内容要求由项目组在项目策划过程中规定,并得到科研管理部门批准。一般情况下军用产品软件应按照GJB 438B-2009的要求执行,民品产品应按照GB/T 8567-2006的要求执行,当单位、顾客有特殊要求时应遵照执行。

2.4 组织评审各个开发阶段

各个软件工程化阶段均需在本阶段设计工作完成并通过评审后,方能开展下一阶段的设计开发工作。一般情况下军用产品软件应按照总体单位的要求执行,若总体单位没有要求的,由项目组在项目策划时按照相关要求进行策划,得到批准后才能执行。各级、各阶段评审组织者应按照软件评审规程的相关要求和步骤组织评审。顾客要求时,邀请顾客代表参加阶段评审。

2.5 阶段产品及时纳入软件库管理

软件开发的全生命周期内将陆续产生一系列包括各种文档、程序代码和数据等的阶段产品,这些产品应作为软件配置项纳入软件配置管理中。

在产品实现的综合策划、设计开发策划过程中,根据项目大小和关键等级等因素,通过《软件配置管理计划》《软件设计开发计划书》《软件开发计划》对本项目各设计阶段输出产生的软件配置项、输出时机等进行约定。各级配置管理员应按照《软件配置管理计划》的相关要求实施配置管理,确保重要的阶段产品及时纳入受控库、产品库进行严格控制。顾客要求时,对基线或产品库中的软件配置项进行更改时应得到顾客的批准。

2.6 生产和交付软件的使用和更改

生产和交付的软件及其技術文档应取自软件产品库(或受控库),交付后应注重分析来自顾客的《故障报告单》或《软件问题报告单》,若存在问题应及时以《软件问题报告单》向科研管理部门提出请求,启动设计更改过程。每批生产任务均应单独办理出库手续。用于产品生产及科研交付的软件出库应接受顾客监督。

2.7 非开发软件配置项应受控

2.7.1 外包软件

项目组以合同或合作协议等形式与外包软件的供方明确项目进度、配置管理、质量保证方面的要求和约束。在项目的研制过程中要求供方及时提供阶段产品,派人参加阶段评审,对阶段评审中提出的意见建议,科研管理部门或项目组应加以跟踪验证。

2.7.2 外购软件

项目组或软件组在充分选型、征求顾客意见的基础上选择外购软件,外购软件的采购由项目组或软件组提出,经科研管理部门批准后,按照相关制度进行采购并进行使用验证、入库受控。

2.7.3 可重用软件

推荐软件开发小组评估采用以前开发软件产品可重用的可行性,若可重用,由项目组验证并提供使用验证报告后(或软件测试报告),经科研管理部门批准后才能够采用该软件。

2.7.4 环境搭建软件

项目组进行软件开发的管理工具、开发工具、软件测试或调试需要的工具、软件生产过程中需要使用的工具以及软件在产品中运行所需的平台环境等软件均应受控,受控方式可采取纳入配置库或组织资源库。《软件设计开发计划书》或《软件配置管理计划》中明确要求当外购、外包、可重用软件(或模块)在关键软件及重要软件中使用时必须进行安全性、可靠性分析及审查。

3 软件控制过程流程及要求

基于GJB 5000A的武器装备软件控制过程流程图如图1所示。基于GJB 5000A的武器装备软件控制过程要求如下。

3.1 论证及方案阶段控制要求

3.1.1 基本要求

项目组长在立项论证中提出软件研制方法、软件产品应遵循的标准、已定型软件的选择、需改进的软件、软件的主要功能、安全性需求和计算机硬件资源需求等软件基本要求。相关信息应体现在《立项论证报告》等文档中。项目组长在研制中要求论证时细化立项论证中提出的软件基本要求,提出软件功能、性能、接口、人机交互界面、安全性、可靠性、测试性、易用性、维护性和设计约束(编程语言、运行环境、通信协议等)等软件研制要求,明确软件等级 ,提出软件系统研制过程的工程化管理要求。相关信息应体现在《研制总要求》或《可行性分析报告》等文档中。

产品进行综合策划时:项目组长根据研制总要求等前期论证结果,组建软件专项组,明确软件负责人;项目组长根据总体单位或研究所《软件工程体系》的相关要求,制定本项目的软件研制工作程序和规范,以便对软件研制过程实施质量控制,组织实施阶段评审;期间可明确本项目各软件组成(含开发软件和非开发软件),在设计开发计划书中明确每个软件的CSCI编号、软件工程化要求安全关键等级、软件生命周期模型等内容。

在项目研制的方案阶段,项目组长组织软件负责人等开展系统需求分析及系统设计工作,编制软件研制方案。期间按照设计开发计划书的策划安排形成《系统/子系统规格说明》《接口需求规格说明》《系统/子系统设计说明》《接口设计说明》《软件产品规范》和《软件开发计划》等技术文档。软件研制方案采取评审等方式进行设计开发验证,软件研制方案通过评审后,项目组长根据研制总要求等文档中的描述为每个CSCI主动编制(或配合总体单位编制)《软件研制任务书》。其他相关工作按《软件工程体系》的相关要求执行,其中外包软件开发按照《软件工程体系 供方协议管理》的相关要求执行

3.1.2 军用软件特殊要求

论证部门申请用户召开论证评审活动,软件研制方案、《软件研制任务书》交由总体单位,参加由用户组织的评审。通过评审的关键软件、重要软件的《软件研制任务书》需由用户批准,并进行项目策划及软件需求分析

3.2 项目策划及软件需求分析

3.2.1 基本要求

本过程相关工作按《软件工程体系》的相关要求执行,软件研制任务书评审前后,各CSCI承研部门可任命各CSCI的软件负责人,组建软件组(含软件开发人员、测试人员、配置管理人员和软件质量师等)开展后续项目策划和需求分析工作。软件组在产品实现综合策划输出框架内,按照《软件工程体系》中《项目策划过程》的要求,开展项目策划工作,并对本CSCI设计开发过程进行仔细策划,完成正式的技术文档《软件开发计划》《软件配置管理计划》《软件质量保证计划》等技术文档。在顾客需求发生重大变化、设计方案发生重大调整、项目计划进度出现变更时,也可重新启动设计开发策划活动,以便按照实际情况重新制订项目计划。

软件组开展软件需求分析工作期间应按CSCI分析确定软件的功能、性能、数据结构需求接口需求,进行危害性分析以确定软件可靠性、安全性設计准则,确定设计规范。定义和记录每个CSCI所要实现的功能、满足的需求,确定每项需求得到满足的方式、方法,建立CSCI软件需求与系统需求之间的可追踪性,按照项目策划的相关要求,完成本阶段的《软件需求规格说明》《接口规格说明》等软件设计类技术文档的编写工作。项目策划及软件需求分析结果应通过评审验证。

3.2.2 军用软件特殊要求

顾客要求时,《软件开发计划》《软件配置管理计划》《软件质量保证计划》等经顾客代表签字批准,必要时软件需求分析评审由用户或总体单位组织,邀请软件论证、测评、使用单位和顾客代表参加。

3.3 软件设计阶段

3.3.1 基本要求

软件设计阶段相关工作按《软件工程体系》的相关要求执行。主要由软件组负责,期间按照《软件开发计划》中的策划安排:根据确认的软件需求,按设计准则和规范进行软件的设计决策、体系结构设计和详细设计,期间应关注所用模型和算法、接口的设计;对关键、重要软件进行可靠性、安全性设计;编制《软件设计说明》《软件测试计划》等技术文档。软件设计结果应通过评审。

3.3.2 军用软件特殊要求

必要时,软件设计阶段还可细分为CSCI设计决策、CSCI体系结构设计和CSCI软件详细设计3个子阶段。

3.4 软件实现及单元测试过程

3.4.1 基本要求

软件实现及单元测试过程相关工作按《软件工程体系》的相关要求执行。本活动适用于软件实现及单元测试阶段,由软件组完成,软件测试人员协助,按照《软件开发计划》中的策划安排。

软件开发人员按照CSCI设计开发计划书中的要求,开展相应的编码、编译(汇编)、调试工作,完成本阶段的设计开发任务,完成数据库建立,将数据值填入数据库或其他数据文件以及其他为实现设计所需的活动。为每个软件单元制订测试计划(包括测试需求和进度)、准备测试用例(按照输入、预期结果、评价准则)、测试规程和测试数据,形成测试类技术文件或质量记录《软件验证、确认测试报告》。软件测试计划和测试说明需经过评审,测试按照测试计划和测试说明进行策划,严格按照测试用例、规程和数据进行,根据单元测试的结果进行必要的修改,并进行必要的回归测试。对单元测试结果进行分析和评价,按照项目策划的要求形成测试报告类技术文件或质量体系记录文件,对各非开发软件(外包、外购、重用软件等)进行分析,并进行测试验证。相关活动的原始记录应长期保存,如项目策划需评审时,设计组完成本阶段的设计开发工作后进行阶段评审。不需评审时,将《软件验证、确认测试报告》及相关原始记录提交科研管理部门进行备案后可转入下一阶段工作。

3.4.2 军用软件特殊要求

对于需交付软件,如采用非合同规定的程序设计语言,经顾客代表批准,设计组照项目策划的要求编写软件产品规格说明类文档。本阶段还可包含“软件开发环境建立过程”,将设计开发中需要的非开发软件及非交付软件(如操作系统、开发平台、运行平台)及时纳入软件配置开发库或提交信息中心纳入组织资产库进行管理。无特定软件产品规范约束时,软件代码注释率不能低于20%,关键软件单元规模不大于60行,重要软件单元规模不大于100行,一般软件单元规模不大于200行。在关键软件、重要软件中使用非开发软件时,必须进行安全性、可靠性分析和审查。

3.5 软件测试过程

3.5.1 基本要求

软件测试过程相关工作按《软件工程体系》的相关要求执行。由《软件开发计划》中的策划安排的机构完成,从事相关软件详细设计和实现的人员不能是负责合格性测试的人员,但可以为测试过程提供必要的测试文档和测试用例。

本阶段为相应的测试活动制订计划,并准备测试说明和测试用例、测试规程和测试数据,测试用例应涉及决策和体系设计的所有内容,相应信息应记录在书面的设计开发文档中或质量记录《软件验证、确认测试报告》。软件测试计划和测试说明应经过评审,必要时邀请信息中心参加评审。测试人员应按照已批准的软件测试计划,开展相应的测试工作,在进行合格性测试时应按照测试计划要求配置软件测试环境,相应的测试要求在与软件真实运行环境一致或相容的测试环境下进行。测试前的源代码应来自开发库及以上的配置库,测试前(或回归测试前)对源代码进行编译,生成可执行程序(目标代码),并将可执行程序灌装到产品中后方可进行测试,测试过程中的源代码及可执行程序一致性由测试人员负责,对测试问题加以跟踪和验证。测试人员要进行严格的回归测试,并对测试结果进行分析和评价,按照项目策划的要求形成《软件测试报告》类技术文件或质量记录《软件验证、确认测试报告》。测试过程中若进行了修改,则应在通过回归测试后,重新纳入配置管理库中进行管理,将相关活动的原始记录移交项目组长期保存。

如项目策划需评审时,设计组完成本阶段的设计开发工作后提请进行阶段评审,不需编制文档时将《软件验证、确认测试报告》及相关原始记录提交科研生产管理部进行备案后可转入下一阶段工作。

3.5.2 军用软件特殊要求

针对按照2786A、438B执行的军用软件,注意本阶段还可细分为“单元集成与测试”“CSCI合格性测试”“CSCI/HWCI集成与测试”“CSCI/HWCI合格性测试”4个阶段。

顾客要求时:合格性测试计划应经军代表签署;邀请军代表参与合格性测试活动;关键软件、重要软件的合格性测试由总体单位指定的测评机构实施并提供测评报告。

3.6 鉴定及定型前准备及支持活动

3.6.1 基本要求

软件组按照《软件开发计划》的策划,完成生产和交付软件包的制作和确定,完成软件归档入库,并编制《软件生产作业指导书》,若编写的技术文档内容不能覆盖相关要求时,各CSCI均需编制《软件开发人员手册》(原软件编译说明)。按照《软件开发计划》的要求,完成《软件研制总结》《软件配置状态报告》《软件质量保证报告》等技术文档的编制及评审;按照《设计开发计划书》的要求,完成产品使用、移交、检定所需的生产、交付和后续维护文档编写;对本项目开发的监视测量软件或用于本产品的监视测量软件,应按照《监视测量软件管理制度》的要求,向计量管理部门提出确认申请,协助项目组开展部队试验、第三方测评、定型鉴定、培训维护等后续工作。

3.6.2 军用软件特殊要求

将整个准备及支持过程分解为软件使用准备、软件移交准备和软件验收支持3个子阶段。当顾客有特殊要求时,本阶段需编制必要的培训教材,以便为用户提供培训服务。

3.7 設计变更过程

3.7.1 基本要求

在软件全生命周期内,任何发现软件问题的部门及人员均向科研生产管理部提交《软件问题报告单》或质量信息联络单启动本过程。当项目组、软件组提出更改申请时可跳过《软件问题报告单》,直接填制《软件更改申请单》申请设计更改。

软件问题报告单处理:科研管理部门对《软件问题报告单》进行登记后,转给软件组按照《软件工程体系》的要求进行原因分析、提出处理意见,软件问题报告单应及时向顾客代表通告。软件更改申请单处理:若相关问题需对受控库、产品库中的软件配置项进行更改时,则由软件组按照《软件工程体系》的要求进行更改申请。软件更改控制单处理:软件更改通过回归测试验证后,按照《软件工程该体系》申请科研管理部门对本次更改活动进行验证和批准后,纳入配置管理受控。

3.7.2 军用软件特殊要求

对于已纳入基线的软件配置项,科研管理部门应将软件问题报告单中反映的问题及其处理结果及时通报军代表。同时,软件更改后的回归测试邀请军代表参加。

3.8 配置管理活动

软件配置管理员按《软件工程体系》的相关要求编制《软件配置管理计划》并执行。

3.9 质量保证活动

软件质量师按《软件工程体系》的相关要求编制《软件质量保证计划》并执行。

3.10 软件生产过程

3.10.1 基本要求

新产品试制或批量产品生产中应参照《产品制造部软件生产管理办法》进行控制,期间根据生产计划中的软件版本领用相应的生产及交付软件包用于生产。生产过程中严格按照《软件生产作业指导书》中规定的操作步骤,将相关软件配置项下载到相应单体中,并按照工序文件的要求做好生产记录。设计部门协助进行样机生产时,也应使用从受控库中领用的“生产及交付软件包”。

3.10.2 军品生产中的特殊要求

产品制造部门或设计部门在生产每批软件前,填写出库方式为“发布使用”的《软件配置出库单》,其描述信息应与《军用软件配置库有效版本清单》中的描述严格一致,经科研管理部门批准后,用于领用软件生产用作业光盘,并在生产完成后及时将光盘归还。每批软件生产前填写的《软件配置出库单》应经军代表签署意见。

3.11 交付及服务过程

设计部门根据总体单位要求,向相关方(如测评机构、总装厂、顾客等)单独交付软件产品(如设计文档、源代码、执行程序等)时,填写出库方式为“发布使用”的《软件配置出库单》,经科研管理部门批准后,从受控库、产品库领用相关软件配置项,并按照相关规定及要求进行交付。

4 软件控制过程的监视、测量和分析

过程测评按表1所述方式进行。

5 结 语

本文主要研究了基于GJB 5000A的武器装备软件产品在软件生命周期内进行活动控制的方法,并结合科研产品特点提出了相关软件控制要求。本文可用于指导软件开发的设计工作,希望能够为相关人员提供借鉴。

主要参考文献

[1]朱竞夫.装甲兵作战模拟训练装备综述[J].现代军事,2005(12).

作者:卢忠伦 赖文娟

结合模拟项目组的软件工程论文 篇2:

“计算机网络”课程“虚与实”相结合教学模式的研究与实践

摘要:本文从“计算机网络”的教学现状出发,结合自身的教学实践,提出了“虚与实”相结合的教学模式,并加以实践。该教学模式可推广到相关计算机专业课程教学上。

关键词:计算机网络;教学实践;虚与实

中国分类号:G642.42 文献标识码:A

1前言

近年来网络技术发展非常迅猛,网络技术的应用几乎已经深透到各个行业。对于一位计算机专业的学生来说,网络技术掌握如何,毕业后能否很快适应社会的需求来说是很重要的[1]。但一方面是IT技术人才的匮乏,另一方面是计算机专业毕业生由于缺乏计算机技术应用的实际技能和创新能力而就业困难的尴尬局面。虽然造成这尴尬局面的原因是多方面的,但其中主要原因是计算机专业教学模式受到传统教学思想的影响和支配[2]。为此,在各大高校扩招与现有师资力量的情况下,教师兼顾繁重教学任务和科研的同时,如何提高“计算机网络”课程的教学质量成为一个热点问题,有的专家/教师提出了改进/改革的建议或方案——例如案例教学法[3],理论课与实验课分开法[4]。

然而,这些改革/改进,虽然在教学或某种特定的简陋环境下,能够收到一定的成效,但是不能满足现在科技快速发展和社会对人才需求的要求。因此,为了提高教学质量,帮助学生更好的理解和掌握“计算机网络”这门重要课程,本文提出了“虚与实”相结合的教学模式,并基于我院软件工程专业的学生进行了实践。

2“计算机网络”教学现状剖析

“计算机网络”课程现在大都还是在采用传统的教学模式,主要是以课堂教学为主、上机实习为辅,以教师教授,学生听讲为主,忽视了学生的实践能力以及学习主动性的培养,不少学生对课堂讲授的知识只是一知半解,造成理论知识与实际应用的脱节[5]。主要表现为:

(1) 教学内容缺乏重点,知识不能更新同步。对TCP/IP或OSI/RM模型的每一层相关协议根本就没有从应用的角度去让学生理解,也没有加入时下最为流行的网络技术,整个教学过程枯燥乏味。

(2) 实验内容陈旧,缺乏系统性和可行性[6,7]。“计算机网络”所需的实验环境必须要独立的计算机,相关的组网设备,还要能够和其他网络互连的设备和工具。

(3) 只重视实验条件的改革,忽视与实验条件配套的教学方法的改进与创新,教学方法与手段单一[8,9]。老师是课堂上的主角,缺少师生互动,难以激发学生的激情,加之理论抽象,学生会渐渐失去学习的兴趣,会造成沉闷的课堂氛围,教学效果自然不理想。

(4) 实验教学跟不上,甚至实验与教学分离,实践活动缺乏。只有经过实际的动手实验和实践,才能加深对网络理论的理解,掌握有关网络技术,提高动手能力。

(5) 教学与专业结合不够紧密。由于现在一些高校所开设的计算机课程与专业结合不够密切,因而在学生中产生了两种极端分化的情况:一部分学生认为计算机课程太简单,只需要死记硬背命令和程序就足够了;另一部分学生热衷于各种应用软件,在上机实习操作中,只求数量而不求质量地接触各种软件,结果学生的计算机应用能力受到影响,不利于人才的培养。

2“计算机网络”中虚与实相结合的教学模式

2.1虚与实相结合的教学模式

如图1所示,所谓的“虚”,不仅针对“理论知识”是虚的,要利用通俗简洁的语言进行描绘,而且包含了利用虚拟软件对相关知识的虚拟,特别是对于无法可视化的层面进行描述。所谓的“实”,一方面指的是教学过程中要理论与“实践”相结合,安排好学生进行相应的实验,帮助学生对理论知识的理解;另一方面是讲课的过程中,尽量能结合实际的例子进行分析和讲解,避免太过理论化,从而产生“空洞”的感觉,让学生能够“学以致用”。“虚与实”相结合的教学模式,注重的就是让理论知识如何和实际应用之间的互动和转化,重视培养学生的自学能力,发展创造性思维,开发学生智力,为终身学习奠定基础。当然,对教师的业务素质也提高了,不仅需要具备专业的理论知识,而且还需要有一定的实战经验。整个教学过程多样化,结合书本的理论与案例,辅助实验及课题研究、企业论坛、实训,让学生能够用理论知识指导实践,在实践中能对理论知识进行消化、吸收,甚至升华。

图1 虚与实相结合的教学模式

“虚与实”相结合的教学模式与其它教学模式的最大差别是它从层次性、有效性、整体性对整个教学过程进行了改进/改革。整个教学过程是一个动态的过程,注重与实际相适应,微调和反馈,也是一个“师生互动”交流的平台。

2.2“计算机网络”课程中虚与实相结合教学模式的研究

在“计算机网络”课程中应用“虚与实”相结合的教学模式,为提高教学效果,首先要高度重视教学资源建设,构建具有动态交互功能的资源丰富的网络学习平台。同时做到如下几个方面:

(1) 精选教材与编写讲义相结合,教学手段多样化、现代化。“虚”可以认为是记忆方法,“实”是实际内容。采用多媒体教学与网络化教学相结合的手段,将枯燥难懂的理论形象化、生动化。

(2) 重视每一次实验课。最好是根据相应的知识辅助练习。形式多样化,可采取观摩、硬件试验、网络规划设计、上机操作、软件编程等形式。

(3) 结合真实案例进行讲解和实验,注重兴趣的培养。教师结合实验课题进行教学,开展学生之间的互助式学习,将学生分成若干小组进行设计,使组内学生互相帮助,协助配合,共同完成教学要求。

(4) 虚拟实验。对于比较难以理解的,特别是物理上无法直接可视化的知识,可以利用相关的虚拟工具,例如NS2,OpNet等进行虚拟仿真。

(5) 教师要解放思想,提高自身的业务素质。教学活动是一个动态的过程,不是墨守成规或者静止的,可以根据不同专业,不同基础的学生进行有的放矢。可利用网络平台与学生多互动,同时,可以对于比较优秀的学生,加入到教师平时相关的课题科研中,让学生能够亲身体验负责和完成某个实验的过程。

3“虚与实”相结合教学模式在“计算机网络”课程中的实践

基于“虚与实”相结合的教学模式,应用在我院“软件工程”专业“计算机网络”的教学中,不仅掌握和收集了丰富的教学资源,而且重点改进以下几个方面。

3.1理论知识的通俗化,鼓励学生考证

所使用的教材是电子工业出版社的《计算机网络》(第四版,谢希仁编著)。授课过程中以“TCP/IP”为主线,以主流的局域网以太网、主流的广域网Internet为重点,结合计算机网络的主要应用和未来发展方向来讲解。对整个网络模型结合书本内容进行了概括(如图2所示)。通过动画和视频演示分组丢失和延迟、数据报网络、虚电路网络、CSMA/CD协议、DNS等较为复杂和抽象的概念、协议。为了使得学生对知识不会感到太过抽象,对理论知识点的描述通俗化。例如在讲述OSI/RM模型时,模型概括为一句话(如图3所示),不仅讲述清楚层与层之间的关系,而且让学生方便于记忆。

图3 OSI/RM七层协议的通俗记忆图

同时,学校培养学生的最终目的就是要面向社会就业。为此,对于学习能力比较强的同学,建议其参加一些对网络产品和网络技术的职业认证考试,如Microsoft、Cisco、华为3Com的网络工程师认证,此类考试除了要求考生掌握基本的网络理论外,主要是针对特定产品的使用,从而拓宽学生的就业渠道和打造就业的核心竞争力。

3.2重视实验课

针对实验教材相对缺乏且内容太旧的情况,自编了实验手册。实验内容与课本知识同步,包括:网络协议与分析、路由器配置、广域网实验等5个必做实验和8个选做实验。学生以小组(4~7人/组)的形式做实验。例如让学生利用Sniffer对网络协议进行分析(如图4所示)。同时,针对该专业的特点,所布置的实验与其专业相关,或者与其所学的其它学科内容嵌套或融合,形成一个完整的实验——“一站式实验”。例如结合“软件工程”专业和其“可视化程序设计”课程,让学生基于应用层,开发一个“FTP编译器”,分析如何进行用户及密码验证。

3.3利用虚拟实验辅助教学实验

鉴于很多实验设备很难人手一份,且避免因操作不当而损坏物理实验设备,利用Sniffer、NS2、Netsim等虚拟工具进行辅助实验,使用这些软件可以建立虚拟网络实验室,可以充分拓展实际网络实验室的内涵和外延,使学生深刻理解抽象的理论知识,克服时间和空间的限制,节省投资,升级方便,使学生能够跟上网络设备更新换代的速度,掌握最新的技术。例如,为了做好路由的实际实验,先让学生基于“Cisco”的CCNP软件进行了仿真。再到实际的环境中进行“硬件”和“软件”的设置,并利用Sniffer捕获数据包,最后进行分析和相应的探讨。针对学院“无线传感器网络实验室”,拥有80个节点,但是不可能让学生直接在物理设备上进行尝试,为此,基于NS2对网络路由协议设计、实现和仿真,最后将程序烧录到物理设备上。如图5~7,针对洪泛协议,进行了分析和设计,利用NS2进行了实现,并基于nam工具进行动态模拟。

图7 基于nam的模拟

3.4实例教学,并让学生到企业中实训

为了让学生掌握知识的同时,能够对知识运用,最直接的方法就是结合实例进行讲解。针对“计算机网络”课程,收集了20多个不同的实际案例——有企业的、有校园的、有政府部门的。不仅设计书齐全,而且从招标书开始到物理的布置图都完整(如图8所示)。授课过程,学生如做实际工程项目一样。为了激发学生的思考,经常让大家基于实际问题进行讨论,例如针对我校的校园网,扩招后解决IP不足等实际问题进行了探讨和设计。

在大四阶段,安排学生到“成都某实训基地”参加实训,接受企业管理模式的洗礼,让学生把所学的知识应用到实际工作中去,并在实际操作中提高,升华;巩固所学的知识;补充在课堂上学不到的新知识及新技术,使学生真正把在课堂上学到的知识与社会实践相结合,为今后的就业打下良好的基础。对于那些有精力、有兴趣、有能力的同学加入教师的科研课题组,并为其分配一定的任务,让学生在任务的压力下,边学习边实践。

图8 某省地税内联专网

4结论

“虚与实”相结合的教学模式已经运用在我院“软件工程”专业学生“计算机网络”的必修课学习上,从学生的考察、实验和课程设计来看,学生对所学过的知识具有综合应用能力和创新能力,能独立分析问题、解决问题、并能参与团队合作,具备良好的沟通协调能力。

总之,计算机网络的教学不能只采用单一的模式,必须采用多种教学方式相结合,在课堂教学和实践教学环节注意教学内容的安排,以及加强师生的互动,调动学生的积极性,才能达到较好的教学效果。

参考文献

[1] 董志民. “计算机网络”教学的思考与实践[J]. 职业技术,2006,22(62):30.

[2] 黄俊. 基于计算机网络教学实验基地的计算机专业人才创新与实践教学模式的探索[J]. 技术监督教育学刊,2006,(2):41-44.

[3] 张萍. 案例教学法在高职计算机网络教学中的应用[J]. 科技资讯,2007,(10):134-135.

[4] 张昆朋,宋振方. 计算机网络理论课与实验课分开教学的尝试[J]. 福建电脑,2007,(7):202-215.

[5] 邱林. “计算机网络”课程的教学初探[J]. 科技信息,2007,(5):115-138.

[6] 任昌荣. “计算机网络”课程实验教学的改进方法与实践[J].教学研究,2007,(7):13-14.

[7] 赵海阳,范敏. 高校计算机网络教学改革探讨[J]. 高校论坛,2007,(8):36-73.

[8] 容治. 计算机网络教学实验环境存在的问题和改革探讨[J]. 科技信息,2007,(21):91-158.

[9] 沈德海,于忠党. 计算机网络教学研究[J]. 四川教育学院学报,2007,4(4):88-89.

Research and Application of Teaching Model integrating Void with Fact base on Computer Network Curriculum

作者简介:林惠强(1981-),男,信息学院(软件学院) 计算机科学与工程系,助教,硕士。研究方向:无线传感器网络,信息安全。

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基金项目:广东省21世纪教改课题——创新软件人才培养模式的构建与实践

作者:林惠强 刘财兴

结合模拟项目组的软件工程论文 篇3:

基于项目驱动的 1+1+1+1软件项目管理课程的应用

摘要:本文针对课程教学中存在的一些关键问题,统筹规划教学课堂,从项目式分组、“学生教师”授课和交叉互评出发,组织全新的课堂,促进生生、组组、师生交流,激发学生学习的热情。采用项目式驱动的1+1+1+1教学模式,着重培养学生沟通表达能力、项目经理职业素养与实践管理技能,并能运用管理与软件知识解决实际问题(如统筹规划项目实施计划等)。

关键词:软件项目管理;项目驱动;1+1+1+1教学模式; 教学改革

● “软件项目管理”课程现状分析

“软件项目管理”课程开设的目标是培养软件开发项目经理,它是项目责任制的核心,负责统筹规划项目质量、成本、进度和安全等。项目经理需要拥有扎实的软件项目管理知识,能根据实际问题,独立分析并提取需求,给出专业的项目计划,并能在项目运行期间与项目组成员有效沟通,保持团队的协作能力。基于培养目标,“软件项目管理”课程采用项目式教学法[1-2],使学生的实践能力得到提升,能够根据项目需求规划项目进展,但项目式教学并未作为单独的教学手段,只是依附于其他教学方法。[3-4]同时,学生主动学习的积极性有待提高,不能对知识进行内化或者进行深度学习。

1.学生现状

本科与专科的培养计划,注重学生动手操作能力的培养,毕业学生目标岗位也多为软件开发工程师,学生对软件管理体系的系统知识了解较为薄弱。在教师主导讲授的课堂,学生只是被动的知识接受者,对软件开发难以有宏观的理解。本课程具有理论知识强的特点,实践环节也非代码实操,所以学生学习兴趣不高。

2.课堂现状

教师上课讲授的教学案例单一且与学生项目经验脱节,现阶段的大学生多为互联网的原住民,涉猎广泛,兴趣多样,教师课堂讲授的项目知识与学生实际生活、日常涉猎匹配度不高,学生学习讨论兴趣不足,课堂学习积极性不高。

3.考核现状

学生成绩评定与课程目标差距较大。学生的课程成绩仅根据平时作业与期末项目成果展示来评定,但本课程培养目标岗位的项目经理需要具备良好的沟通交流能力,这在传统的成绩评定流程中难以体现。

● “软件项目管理”课程的教学对策

针对教学中存在的问题,“软件项目管理”课程采用基于项目驱动的1+1+1+1教学模式,以项目驱动的教学方法将课程繁杂的知识点融合到实际的软件开发项目中,将课堂的教学组织分成四个环环相扣的环节。同时,课程的考核体系中加入“学生教师”授课内容的考评,将学生表达、沟通的能力作为考核的一部分。

1.1+1+1+1授课模式

1+1+1+1授课模式指的是将课堂的教学分成四个部分:“学生教师”知识讲述、教师知识总结、集体项目实训和小组项目实训。课堂教学以学生为中心,以学生项目团队为主体,教师作为课堂知识交流的组织者,充分尊重学生的天性,培养学生表达、讨论、交流以及协作的能力。通过配备与知识点相应的实战项目,让学生在项目演练后掌握软件项目管理知识,并对软件项目管理工程化产出有更直观的认识,最终达到提高学生理论知识运用和解决实际问题能力的目的。这也是作为项目经理沟通能力与协作能力培养的第一步也是关键的一步。课堂流程图如下图所示。

2.分组授课

分组授课指课前采用自愿原则让学生自由组合成项目组,每个项目组负责一个软件项目管理体系,作为“教师”进行备课、知识讲解、问题解答。课前,项目组与教师讨论授课的主要知识点与授课过程,教师根据小组讲授知识与学生一起整理思路,调整授课案例,宏观把控课堂。课堂上,项目组成员作为“课堂教师”结合本项目组在软件开发过程中的管理实践流程,分享理论知识的理解,教师作为课堂的组织者参与其中。

3.项目驱动

在课堂教学过程中,每个学生会接触两个完整的项目案例,一个是课堂教学项目案例,一个是学生所在的项目组自行调研开发的实训案例。课堂教学项目案例会采用实际的软件项目开发案例,如本学期笔者使用的项目案例是数据库跟踪系统。小组项目根据项目组前期的开发经验与兴趣调研,自行拟定开发项目,要求符合当代大学生主流价值观,且同教师商定好详细的项目需求。

4.个性化考核

期末成績包含“学生教师”授课情况的成绩。学生总成绩=平时成绩×40%+授课成绩×10%+期末考核×50%。其中,期末考核成绩=组内互评×20%+组间互评×40%+教师评分×40%。组内互评的成绩根据各项目成员商讨的贡献度,采用排名赋分制。组间互评根据各项目组得到评分的平均值排名赋分。

● 教学成效

1.体现以学生为中心的教学理念

项目驱动的1+1+1+1的教学模式将课堂教学分为四个部分,第一个“1”代表着学生作为“学生教师”进行课堂知识的讲述。“学生教师”根据实际项目经验与其他学生分享软件项目管理体系理论知识的理解,以及如何运用到实际项目中。真正将课堂回归到以学生为中心、以学生项目团队为主体的课堂教学氛围中,培养了学生自主学习的能力。

2.促进教师专业素养的提高

项目驱动的1+1+1+1教学模式的第二个“1”代表着教师知识总结。教师要根据“学生教师”的知识讲述情况进行知识点的补充以及知识的概括梳理。在分组讨论的课堂上,针对每个小组的项目和项目的进行情况,小组间的问题不会完全相同,教师要参与到每个小组的项目中,与每个小组成员一起讨论解决的办法,这就要求教师在相关的课程中有较好的知识储备和良好的专业素养,在把握前沿学科知识的同时,能够了解学生的学习情况与基本的生活情况。这也促进了教师在教学的过程中边思考边总结,提高自身的业务水平和教学水平。

3.激发学生的学习兴趣和学习积极性

以项目驱动学习,将学生学到的理论知识与实际的项目结合,项目驱动的1+1+1+1教学模式的第三个“1”代表着集体项目实训,教师指导全体学生完成一个完整软件项目的管理。将课堂上学到的理论知识转化为软件管理中实际问题的解决手段,将无形的理论知识转换成有形的项目成果。对学生来说,为了完成软件项目管理任务,实现项目目标,他们必然会要求自己对课程知识敏感,会积极主动地参与到课堂的教学过程中,完成课程的学习。

4.有利于照顾学生间的差异

学生与教师是多对一的关系,在传统的课堂中,知识是单向的传输,但在项目式驱动的教学过程中,学生会和教师一起讨论在实际项目中遇见的问题,在问题的解决过程中,变成了知识的双向交流。项目驱动的1+1+1+1教学模式的第四个“1”代表着小组项目实训,每个项目组设计出一个符合自身情况的软件项目,教师在完成集体项目实训后,根据每个小组的项目完成情况,单独进行小组软件项目管理情况的指导,在交流的过程中,照顾到每个学生的差异,因材施教,注重每个小组的项目完成过程,在小组中观察每个学生的学习情况。

笔者所在课程团队将基于项目驱动的1+1+1+1教学方法应用到2017级、2018级学生的教学中。经实践发现,应用本方法在有效提高教学效率和教学质量的同时,能让学生在宏观角度对软件开发有更细致的认识与了解。通过问卷调查,97.44%的学生接受这种上课方式,在“本课程对理解项目进展,对项目开发是否有帮助”的问答中,38.46%的学生认为非常有效,33.33%的学生认为有效,25.64%的学生认为较为有效。同时,84.62%的学生认为项目需求分析、思维扩展的能力得到提升,56.41%的学生认为课程分层次教学效果显著,照顾到了自身的差异。

● 总结

項目驱动的1+1+1+1教学模式,通过项目组的方式来模拟实际项目团队。团队成员相互交流合作完成项目任务,组间的竞争都在项目管理过程中真实模拟,学生充分认识到合作和竞争的活力与乐趣,创新能力、实践能力和系统思维能力都得到提升。在全新形式的课堂上,学生与教师是双向交流,教师能了解每个项目组的进度与执行情况,照顾到每个小组;每个小组成员方便具体问题具体分析,因材施教;课堂上,每个学生都作为主角参与到课堂教学活动中,提升了成就感和获得感。

参考文献:

[1]曹春萍,赵逢禹,张刚,等.软件项目管理课程教学法研讨[J].计算机时代,2015(12): 76-78.

[2]李林蔚.浅谈项目教学法在软件工程教学中的应用[J].内江科技,2016(01):56.

[3]姜宛彤,万超,钱松岭.以问题解决为导向的微课程设计研究[J].现代远距离教育,2018(01):35-43.

[4]国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见[J].实验室科学,2015,18(04).

基金项目:温州商学院2020年度校级教育教学改革项目“基于项目驱动的1+1+1+1模式在软件项目管理课程中的教学改革研究”(项目编号:2020XJJY11)。

作者:郝慧君

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