基于项目的计算机软件专业模拟教学法研究

包铁等

摘要：本文针对科研项目与教学相结合的问题进行研究，提出一种基于项目的计算机软件专业模拟教学法，通过模拟项目研发过程中的真实需求和交互环境，培养学生在计算机软件理论技术研究、系统开发实践和现场实施应用等各方面的能力，并在吉林大学计算机和软件专业中开展实践，结合电厂生产管理软件的项目，验证了这种方法具有良好的教学效果。

关键词：计算机软件；模拟教学；项目

中图分类号：G424 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）18-0105-02

前言

随着社会信息化程度不断提高，计算机软件在各行业的应用越来越广泛，社会对计算机软件方面的高层次人才需求也越来越大，因此许多高校建立了计算机软件及相关专业。计算机软件专业的学生不仅需要具备扎实的理论基础，而且需要具有较强的软件开发实践能力以及解决工程问题的能力，这些都对学生的培养方式提出了较高的要求。

针对本专业特点和学生培养目标，许多学者开展了科研项目与教学相结合的研究，如结合科研项目加强计算机专业学生软件开发实践能力的培养[1]，通过项目课程化提高高校课堂教学质量[2]，通过科研项目与计算机专业具体课程相结合，培养学生的科研创新实践能力。[3-4]但是如何将计算机软件专业的科研项目与教学相结合还需要进一步研究，本文提出一种基于科研项目的模拟教学法，通过模拟项目的真实需求和环境培养学生的计算机软件研究、开发和实践能力，同时能够控制教学过程，取得预期的教学效果。

教学目标及思路

教学目标：通过模拟计算机软件项目研发过程中的各种需求、交互人员、实践环境和动态事件，基于项目各阶段的特点开展教学工作，培养学生计算机软件的理论研究创新、软件开发实践、工程实施应用等各方面的能力，并且通过教学过程评估学生各方面的素质能力，从而制定有针对性的人才培养方案。

教学思路：根据学生特点和意愿划分研发小组，分析已完成或在研究的项目，选择适合教学的项目。建立策划者、引导者、互动者三个角色群。其中策划者负责划分项目工作和制定计划，确定项目场景和动态事件，以及项目中涉及的交互人员和材料，根据项目研发进度和质量激发相应的事件，对项目总体质量和成果给予评价；引导者负责引领学生小组开展项目的研发工作，把握小组的研究方向，审核小组的重要设计文档，协调解决研发过程中的重大分歧或问题，对学生的科研能力、组织能力等给予评价；互动者是项目进行中与学生交互的各类人员，包括领域专家、工程师、各类用户等，其行为遵循策划者制定的计划，也对学生在交互过程中的表现给予评价。学生小组通过经历项目模拟的各个阶段，开展科研实践工作，锻炼了各方面的能力。

教学过程与实践

教学实践以计算机和软件专业的本科生和研究生为对象，选择电厂生产管理软件项目进行模拟教学。通过对已完成电厂项目的积累，结合电厂生产管理软件项目的需求，也为了控制研发任务的工作量，确定本次模拟教学主要任务为研发电厂生产管理中的燃料管理和设备管理两个模块。下面结合吉林大学计算机和软件专业的应用实践，说明教学过程中的主要阶段。

1.模拟准备阶段

根据任务量选择四位学生组成研发小组，确定一位具有较强组织能力和研究能力的学生作为组长。教学团队选择教师及博士建立策划者、引导者、互动者三个角色群，其中策划者还需确定软件具体的功能边界，并进一步设定现场场景，如电厂为东北地区以燃煤发电为主的热电厂，燃煤以火车运输为主等。互动者包括电力行业业务专家、电厂信息工程师、燃料部用户、设备部用户，由具有实际研发经验和行业背景的教师和博士模拟扮演，他们将按照计划和软件功能边界与学生展开交互。

2.基础研究阶段

小组根据项目需求明确项目所涉及的基础理论和技术，除了要使用数据结构和面向对象编程等理论技术外，还要采用JSP语言、Tomcat服务器和MySQL数据库构建系统，由于专业课程中已经设置了数据结构和面向对象编程技术等课程，因此小组需要重点学习和研究JSP开发环境及工具、服务器和数据库的应用等，同时还要对电力行业基本知识和电厂基本业务进行了解。这个阶段主要是引导者辅助小组开展相关学习和研究。

3.开发实践阶段

小组通过与模拟的业务专家、电厂工程师反复交流，明确各种具体的软件需求和业务流程，由引导者辅助确定软件的具体功能和界面布局，开展软件结构和组件的设计工作。小组采用JSP语言开发燃料管理和设备管理两个模块，并将模块部署到Tomcat服务器上，与MySQL数据库连接，通过测试保证模块运行的稳定性和正确性。学生通过这一阶段能锻炼自身的软件开发实践能力。

4.现场应用阶段

小组将在模拟的电厂环境中实施部署软件，与模拟的电厂工程师、燃料部和设备部的用户交流，进行软件功能的最后确认以及修改完善，应对现场的各种突发情况，直至完成项目初步验收。为了考验小组的应变能力，策划者可以模拟一个突发状况：由于电厂燃料部门尚未完全建立，所以要修改燃料化验的工作流程就需要小组修改最初的设计，并随之修改燃料管理模块的代码。这极大地锻炼了学生的现场实施能力、应变能力和沟通能力。

5.分析评估阶段

小组最终的教学评价由两个方面组成：一方面是对开发软件质量的评价，需要考察软件功能是否完善、运行是否稳定、文档是否规范完整、用户是否满意、是否具有较好的灵活性和可扩展性等；另一方面是对小组互动的模拟人员的评价，包括引导者对小组科研能力、组织能力、执行能力等的评价，互动者对小组沟通能力、变化响应速度、领域知识掌握程度等的评价，策划者对项目总体进度、完成情况等的评价。评价结果不仅能评估本次教学的效果，而且能分析出小组学生的优势与不足，从而制定有针对性的后续教学计划，这对学生未来的发展将是非常有利的。

实践效果总结

基于项目的计算机软件专业模拟教学法能够充分发挥科研项目在教学中的积极作用，并且在一定程度上减少教学和项目中的不确定因素，具有需求可控、周期可控、场景可控、变化可控、风险可控的优点。通过模拟教学法在吉林大学计算机和软件专业的实践，我们发现不仅学生的理论技术学习能力、软件开发实践能力和现场实施应用能力得到了很好的锻炼，而且学生与电力行业专家、工程师以及用户的沟通能力也得到了极大的提升，初步具备了解决电力行业较复杂工程问题的能力，同时也掌握了丰富的电力行业知识，这为将来从事科学研究或实际工程工作奠定了良好的基础。

参考文献：

[1]李芳，高敬阳，尤枫，耿志强.科研项目驱动的计算机软件人才培养方案研究与实践[J].计算机教育，2014（15）：72-74.

[2]冯纪强，孙忠梅.教师科研项目课程化探析[J].中国高校科技，2014（9）：39-41.

[3]王辰.高职计算机应用基础课中项目教学法的应用[J].中国信息技术教育，2015（4）：94.

[4]李旭，张为公.基于科研项目的数字电路创新型实验教学改革[J].实验室研究与探索，2015（1）：168-171.