“互联网+”背景下辅助教学软件的分析和设计

王贵鑫+昝乡镇

摘 要

针对传统软件工程实践教学中学生参与度不足的问题，提出了“互联网+”背景下辅助教学软件的分析和设计。该辅助教学软件系统以企业软件开发过程为实训项目，以软件工程理论知识为支撑，对项目课题管理、软件过程设计、学生作业批改、阶段文档管理、代码版本控制、学生量化评价等环节加以系统功能设计，引导学生参与到项目开发过程，调动学生积极性，优化课堂教学。对该辅助教学软件进详细的需求分析，提出软件整体功能框架，再对关键模块进行程序设计。最终实现一个完整的、以软件工程课程实践结合的软件系统。

【关键词】互联网+；辅助教学；软件

今年以来，随着信息化技术的不断渗透，“互联网+教育”对“传统教育”的优势更加明显，在线课堂、在线实训平台等教育信息化建设也逐渐成为教师新的教学辅助软件。如何让课堂教学变成有温度的教学，以学生为主体？如何按照IT企业的培养模式去培养人才？如何提高学生的专业素养，提高动手实践能力？这些问题已经成为当下高校信息化建设关注的重要课题。

软件工程专业作为计算机专业实践课程，把学生所学的C编程语言、数据结构，面向对象方法、计算机组成原理、数据库设计等多方面的专业知识联系起来，培养学生综合应用计算机专业知识，分解IT项目模块并以团队协作的方式完成系统设计编码的能力。目前，学校还存在教学方法传统单一，在软件设计的过程中，缺乏对项目阶段各角色的认知，就业后往往不能适应IT企业项目式开发模式。为此，借助“互联网+”背景下辅助教学软件的强大功能，学生学习从线下走到线上，通过注册登录在系统进行在线选题，组内讨论、提交作业，互助协作和软件版本控制。教师支持注册登录、发布课题、布置作业、项目计划分解、更改项目进度、批改作业、量化评分等功能。

1 软件工程混合教学模式下的思考

1993年IEEE（电气电子工程协会）关于软件工程（Software Engineering）的定义为：将系统性的、规范化的、可定量的方法指导软件的开发、运行和维护的一门学科，它设计到计算机科学、工程科学、管理科学、数学等领域的综合性知识及实践的应用。它的目的是为建造高质量的软件提供一个框架。在软件开发过程中，各团队成员相互协作、各取所长，通过讨论、协商，群策群力的方式进行项目式开发。

依靠传统的教育方式，学生学习方式单，受时间和空间限制，很难将计算机学科专业知识应用到生产实践中。往往在项目实践活动中，拘泥于软件工程理论知识，缺乏工程化的解决方案，不可能多角度的思考问题。在辅助教学软件系统中，学生是按照角色进行实训，通过不同的角色分工来提高项目团队开发能力，角色主要分为四大类：产品经理、项目经理、软件开发人员、软件测试员。其中，软件开发人员包括：需求分析师、软件设计师、程序员。一个新学期开始之前，在老师的指导下，学生进行分组，人数应保持在4-5个人为宜。接着注册并登录辅助教学软件系统，选择软件开发过程所涉及的角色，角色分配要在组内成员充分讨论下确认的，一般由组长任项目经理。当然必要的时候也可以进行角色互换，小组内成员选择相应的角色之后，系统会自动分配该角色应该完成的任务，项目在实施的过程中，小组各成员必须按照计划要求完成阶段性作业，教师可以在系统中对学生各阶段作业进行评价打分，以便学生及时发现不足。辅助教学软件系统的物理拓扑结构如图1。

2 辅助教学软件系统的分析和设计

该项目式辅助教学软件系统是在Internet上基于Web应用的一种实现方式，本系统依托“互联网+教育”的新的创新教育理念，能够从管理和教学两个方面影响教学工作的运行，主要是模拟IT企业软件开发过程，实现教师和学生线下线上互动学习，从而达到锻炼学生软件项目分解、设计及编码的目的。针对软件工程项目式教学的特点，本系统主要用户有教师、学生、系统管理员三类用户。包括：①教师功能模块；②学生实训模块；③信息管理模块；④教学资源模块。该软件的层次结构图，如图2所示。

2.1 教师功能模块

教师模块的任务是实现教师制定软件工程课程各个阶段任务及进度计划，编辑上传教学资源，发布项目课题，查看批改各阶段文档和代码，阶段打分，组织教学活动。该模块的内容主要包括课前准备、课堂教学、课外作业和学生评测等活动，同时批量管理学生信息，对同类目下的内容统一管理。由此可以看出教师功能模块主要由实务管理子系统和信息管理子系统两部分内容构成，其中，实务管理子系统是教师功能模块的核心业务。主要实现课题管理、课件管理、进度管理、任务管理、学生记录跟踪、作业批处理及成绩管理等功能。信息管理子系统包括用户注册、用户登录、密码重置、公告信息管理等功能。

（1）课题管理：课题是教师在新学期开始前，注册并由管理员审核通过，在系统中录入本学期的项目实训题目，为学生实训提供方向。

（2）课件管理：课件是教师上课时提供的实操案例，通过对企业案例讲解，让学生学会问题分解，并能快速搭建软件模型。

（3）进度管理：对不同项目的里程碑进行严格的把控，通過平台设置项目阶段节点，使学生优化项目开发时间。

（4）任务管理：根据项目实际情况，按照软件生命各周期特点，规定不同阶段需要完成的任务，包括软件文档以及程序代码，向学生进行任务派发，

（5）学生记录跟踪：类似系统日志，教师可在线查看学生日志，包括学生访问课程时间按、次数以及某个项目的参与情况。

（6）作业批处理及成绩管理：对每个阶段完成的文档和程序代码进行客观评价，通过批改进行阶段性打分，通过姓名和学好可以查看、修改阶段成绩。

（7）用户注册和登录：老师、学生以及系统管理员，通过不同权限完成系统功能操作，系统管理员具有最高系统权限。

（8）公告信息管理：将学生在软件开发中共性的问题放在公告版，组织学生大讨论，在讨论中帮助学生建立工程化的思维方式。

2.2 学生实训模块

学生实训模块帮助学生完成课程设计，提供自主、开放的学习环境，可以完成文档设计编写，代码编写，也可以自主完成项目选题，下载教师共享资源，下载软件过程阶段课件，查看项目进度要求，实训作业提交、查询成绩、文档管理、代码版本控制等功能。

（1）登录模块：首先，通过教务系统将学生名单导入到该教学辅助系统中，学生通过设定的用户名和密码进入到教学辅助系统中。

（2）课件下载及查询：通过下载教师课件，查看每个课件（案例）中不同的任务在不同的阶段是怎样由不同的角色来完成的，并可以查看该项目阶段代码及详细的代码说明。通过案例分享，让学生真切的感受项目开发的过程。

（3）项目进度查询：通过子页面可以查到该账户下所有选题的（实训项目）的进度情况，以及未完成任务及预期时间。

（4）成绩查询：在线查看该账户下已完成课题以及教师每个阶段批改的作業的成绩、评价。

2.3 信息管理模块

（1）文档管理：用于上传和下载行业相关的约束文件，教师课件及不同项目阶段性产生的文档，并在平台统一分类管理。

（2）代码版本控制：支持文件重命名提交系统会提示删除旧文件，创建新文件，是项目小组协同工作重要的工具。

2.4 资源管理模块

教学资源主要包括教学课件、教学计划、实验报告模版、参考文件、导学文件、教学视频、精品课程资料等。

3 网络辅助教学与课堂教学混合模型

教学实践表明，使用网络辅助教学软件可以改善课堂教学的效果，尤其是类似软件工程项目式教学案例，不到可以弥补教学资源不足，并且可以方便教师掌握学生学习进度，发现学生在学习过程中的“盲区”，通过“线下讲解、线上分享、线上实训”教学方式，使项目开发过程阶段化、模块化，充分降低了学生综合实训所面临的难题，这些都是课堂教学无法比拟的优势，有效地提高课堂教学质量。结合课堂教学与辅助教学系统的特点和优势，提出了线上先下混合教学模式下的教学模型，如图3所示。

4 结语

基于“互联网+”的计算机辅助教学软件系统，为教师和学生进行教学改革提供了方法和平台，改变了教师为主体、学生被动接受的教学模式，学生的能力得到了提升，从以前的盲目学习变成探究学习。在互联网的带动下，教育逐渐从线下走向线下线上混合模式。今后，探索更多未来教育教学新模式，以此促进数字化学习环境的形成，促进教育信息化和教育现代化，促进优质教育资源社会成员共享。

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作者简介

王贵鑫（1986-），男，山西省大同市人。硕士研究生学历。现为温州商学院助教。研究方向为光伏并网发电、智慧城市。

作者单位

温州商学院信息工程学院 浙江省温州市 325035