面向工程教育认证的软件系统分析与设计课程的建设

牛玉军 周东生 赵宏伟

摘要：以校企合作为基石，以项目驱动为载体，以工程教育认证理念为指导，对本校软件工程专业软件系统分析与设计课程进行了改革与实践，包括师资的培训与教学案例的收集、教学的组织与实施、教学评价和教学案例库的完善。实际应用后，学生的学习兴趣、实践和创新能力都得到了提高，培养的学生更加符合企业的用人需求。

关键词：工程教育认证;教学改革;软件系统分析与设计

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）16-0114-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

工程教育认证是一项国际认可的工程教育质量保障制度， 它的核心理念是以学生为中心、以产出为导向和持续改进[1-3]。工程教育认证是对工程教育本科专业认证的，通过工程教育认证来促进高校的相关专业制定符合自身定位和社会需求的培养目标。本校作为地方性高校，为了更好地服务于地方经济，正在向研究应用型大学发展。以工程教育认证为指引，我们对本科生培养方案进行了全面的修订。

《软件系统分析与设计》是软件工程专业的专业主干课程。此课程的前驱课程是软件工程课程，是对软件工程过程的分析和设计两个步骤进行展开详尽的讲解，为后继的软件编程实现和软件测试课程打下坚实的基础。此课程是一门交叉学科，课程内容不仅包括计算机科学，而且还包括系统工程学、管理学等学科，课程内容多，难度大，实践性强[4-7]。所以以往的教学过程中存在以下问题：①教材中的案例过于简单，只为了理解说明理论问题，与企业实际的开发项目相差太远。而且案例不连贯，例如系统分析阶段的案例是图书管理系统的，到了系统设计阶段的案例就变成了订餐系统的。②学生对软件系统的分析與设计的重要性认识不够，更喜欢软件编程实现，没有真正理解分析与设计是做好编程实现的前提。③学生认为软件系统分析与设计就是写文档，而写出的分析与设计文档又不能进行实际项目的开发，导致学生学习兴趣不高。

2课程的建设

软件系统分析与设计是软件工程专业的一门专业必修课，是一门理论与应用相结合，实践性很强的课程。授课对象需要较强的软件工程专业技术基础，是一门融合多门课程知识进行软件产品构思、设计和构建的综合技术应用类课程。本课程从面向结构和面向对象两个主要的软件开发角度组织内容，旨在培养学生利用数据流图和UML对软件系统过程进行分析、设计的能力，强调对软件系统分析与设计技术的规范化、实用化、工具化与文档化。通过本门课程的学习，将为以后其他软件工程类课程的深入学习和工程应用打下必要基础。

根据工程教育认证的要求，我们制定了软件系统分析与设计课程的教学目标：①知识目标：能够运用软件系统分析与设计的基础知识，包括面向结构和面向对象的分析与设计方法等，判断软件产品的优劣。②能力目标：具备软件系统的分析和设计能力，利用数据流图和UML模型对软件系统过程进行分析、设计的能力。能够正确的使用面向过程和面向对象的分析与设计方法、工具进行软件工程的实施与管理过程。能够对复杂的软件系统进行分析与设计的能力。③素质目标：基于软件产品的分析与设计资料，判断软件产品可能对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。

这门课程的教学目标对以下软件工程专业学生毕业要求形成了强支撑：①工程知识：掌握软件工程在应用领域的基本知识和实践方法，了解计算机软硬件原理、技术和方法在工程领域的应用，了解项目管理的基本知识，认识某个具体软件工程的实施与管理过程。②问题分析能力：具有能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论的能力。③工程实践与创新能力：具有能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元或工艺流程的能力。具有能够在设计环节中体现创新意识，掌握基本创新方法，并得到实际运用。④政治与道德素质：具有能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任的能力。

根据以上的教学目标要求，以校企合作为基石，以企业实际的项目案例为载体，以工程教育认证为指引，对软件系统分析与设计课程教学的各个阶段进行了建设，并在实际的教学过程中进行了持续改进。

2.1师资的培训与教学案例的收集

校企合作是我们专业建设的基石。本校的软件工程专业已经和多家软件公司建立了良好的合作关系。在这些公司建立了学生校外实践基地和进行师资培训，并签署了正式合作协议。这样我们的专业教师可以申请到企业进行培训，参与企业的实际项目的开发，进行学习和提高。企业的实际项目经过企业审核后，可以让老师收集整理，作为课程的案例。这样学生能够明确知道毕业后在企业需要开发什么样的项目，掌握什么技术，到什么程度，学生就会自己努力达到这一目标，从而保证了学校人才培养产出与用人需求的一致性，符合了工程教育认证的要求。

教师在收集项目案例时，要严格遵照软件系统分析与设计课程的大纲要求进行，将项目的可行性研究、分析和设计文档，项目的实现代码等全部收集。收集的项目一部分用于课堂的案例，一部分用于学生的分析与设计的实践内容。收集的项目不能太大、太复杂，防止在规定的学时内无法完成，也不能太小，不能激发学生的兴趣。最后建立本课程的教学案例库。

2.2教学的组织与实施

以企业实际的项目案例为载体，以学生为中心，进行了教学的组织和实施。软件系统分析与设计课程分为两部分，一部分是理论讲授，另一部分是课程实践。

（1） 理论部分的讲授

收集的项目案例一部分用于课程讲授，将项目的分析与设计资料按照章节的知识点进行分解，然后用于讲授。在讲授过程中，首先演示这个项目的代码运行，让学生感受到这个项目完全开发出来的效果，虽然本门课程不进行代码开发，但这样做会很大的鼓舞学生的学习兴趣，学生会更加认真地去学习这个项目系统的分析与设计。

在理论讲授的过程中，我们充分的考虑了学生的参与，这符合工程教育认证的以学生为中的理念。①激励学生回答问题，教师在讲授的过程中，多提出问题，鼓励学生回答。学生无论回答对错，都要给予分数奖励，并计入平时成绩。②学生参与讲解，有的简单部分可以让学生提前预习准备，课堂上由学生讲解。学生也可以毛遂自荐，自己指定某一部分进行讲解，学生讲解后由老师进行补充和总结。对于讲解的学生要给予加分。

（2） 实践部分的安排

课程实践部分是由学生分析设计企业的实际的项目，最后学生设计的分析设计文档结果要与企业项目的分析与设计文档资料进行对比。首先要把企业收集的项目的分析设计资料按照功能模块进行分解，一个模块的分析與设计一般由1个学生来完成，较大的模块由2个学生来完成。学生自愿组成一小组来完成一个项目的分析与设计，并选出一个组长。组长与老师一起定制分析与设计计划，协调组员间的合作。每个组的分析与设计计划基本上与理论课的相关知识点讲解进度同步。最后由老师和小组组长对每个组的项目分析与设计结果进行考核，并对分析与设计过程中的经验和教训进行总结。

（3） 线上和线下相结合的教学方式

理论部分的讲授我们采用线上和线下相结合的教学方式。对理论课在教室里讲授的过程进行完整的录制，然后放到学校的网络教学平台。学生对于学过的知识遗忘或自己项目分析与设计过程中遇见较难的知识点的时候，都可以在线进行学习。理论部分讲授的过程中，有实践部分同步进行，学生自己进行实际项目的分析与设计，这样我们做到了“学中做”。而学生在项目分析与设计开发的过程中，也可以在线学习，这样我们做到了“做中学”。

（4） 多导师制度

这门课程的指导教师除了教授这门课程的教师，还有企业相关项目的开发工程师和一些已经毕业在软件企业工作的校友。我们建立了一个软件系统分析与设计课程指导和交流的微信群。学生可以通过这个群请教和讨论问题，指导老师可以在线回答，非常方便有效。

（5） 其他激励措施

在多个方面我们尽最大努力给予学生支持和鼓励：①对于利用课余时间进行项目分析与设计的学生，提供教室等环境的支持。②对于本门课程取得优异成绩的同学，可以选择去合作的企业实习。③对原来企业的项目分析与设计有改进的，或提出新的思路和方法的同学，可以参加相关的大学生竞赛。④组织学生到合作企业参观学习大型软件项目的设计与开发。

2.3教学评价

本门课程采用工程教育认证提出的以成果为导向的绩效评估，学生的最后成绩分为两个部分，一部分是课堂成绩，主要是根据课堂学生的回答问题和讲解问题的情况给分，这部分占总成绩的30%。另外一个部分是项目的分析与设计成果，占总成绩的70%。

项目的分析与设计成果由各个小组分别展示和讲解，并上交所有文档，其他小组的组长和指导老师给予打分。最后每个项目的分析和设计成果要与收集的该项目企业分析与设计进行对比，各组要写出对比总结报告，指出那些地方错了、那些地方做得不够完善、那些地方有改进创新。指导教师要给对比总结报告打分。

2.4教学案例库的完善

对本门课程的教学案例库我们每年都要更新和完善，这符合工程教育认证的持续改进的理念。①对于过时的项目，也就是过时的分析与设计方法、技术的项目给予删除。②在教学的过程中，有的项目分析与设计得到了改进和完善，案例库也要同步进行。③及时收集新技术的软件项目，增加到课程的案例库。

3 结论

软件系统分析与设计课程是一门融合多门学科、难度大、实践性很强的课程，如何建设好这门课是一个值得研究的教育课题。我们以校企合作为基石、以企业实际的项目案例为载体，以工程教育认证的理念为指导，对这门课程进行了全面的建设和探索。实际教学应用后，取得较好的教学效果，希望能够为其他学校相关课程的建设起到借鉴的作用。

参考文献：

[1] 林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015（2）：10-19.

[2] 王鲁，朱红梅.工程教育认证背景下设计模式课程教学研究[J].福建电脑，2020，36（5）：35-37.

[3] 陈丽萍， 张勇， 江家宝， 李小荣. 地方应用型高校《UML 面向对象分析与设计》课程案例教学法优化研究与实践[J]. 忻州师范学院学报， 2019， 35（5）：17-21.

[4] 张杨， 朱磊， 徐传运. 系统分析与设计课程的双向驱动案例教学法[J]. 计算机教育， 2014（5）： 84-86.

[5] 张杨， 朱磊， 徐传运. 系统分析与设计课程的双向驱动案例教学法[J]. 计算机教育， 2014（5）： 84-86.

[6] 李 磊， 张艳武.《信息系统分析与设计》课程改革与实践[J]. 开封教育学院学报， 2019，39（9）：160-161.

[7] 谭火彬，张 莉，林广艳. 系统分析与设计课程互动式案例教学改革与实践[J]. 计算机教育， 2019（2）：5-10.

【通联编辑：王力】