基于UML软件建模的需求分析与课程改革研究

张守震

摘 要：作为一门计算机科学课程，统一建模语言具有较强的实用性、高度抽象性和概念化的特点。用传统的教学方法，初学者往往很难掌握。

關键词：UML；软件建模；需求分析；课程改革

一、引言

统一建模语言UML由于课程内容复杂、理论性强的特点，高校教师为提高学生的工程实践能力，结合工程教育模式对课程教学进行深入改革探索。UML又是一种通用的、可视化的建模语言，是面向对象分析与设计的工具。该课程隶属于软件工程课程体系，是计算机专业和软件工程专业学生的选修课。

二、软件建模的需求分析

传统的需求分析主要依靠结构化的分析方法，即面向过程和功能驱动的分析方法。主要根据用户需求确定系统的总体业务框架和功能范围，使用非开发人员易于理解的图形符号，结合文本和其他形式，描述每个功能的处理逻辑和业务规则，并适当地辅助一些功能分解图和数据流图。此外，开发人员可能无法准确识别业务需求的语言，需要在设计阶段进行重新分析，导致开发效率低下。

统一建模语言不同于传统的结构化方法。面向对象的需求分析方法侧重于现实世界问题的底层逻辑，将它们抽象出来以解决问题。从类和对象之间的关系出发，它们具有更强的通用性，能够有效地支持不断变化的业务需求。同时，面向对象需求分析的整个过程都以对象作为分析和设计的目标，在最终的编码中，它们也是对象，可以有效地确保从需求到分析、从分析到设计、从设计到编码的一致性。

三、教学方式改革的目的及意义

UML统一建模语言作为一门软件工程课程，统一建模语言UML课程具有与软件集成的能力具有强大专业理论、概念和独创原则的工程课程中的类似问题原理非常复杂，并且工程内容虽然高度实用，但由于规模大、复杂，学生们感到不知所措，很难上手抓住。因此，学生理论能力强，实践应用能力差，较强的个人能力和团队合作能力。最终，学生无法融入社会由于理论知识与实际应用完全结合，导致工程实践能力差的问题。做如何改进理论与实践相结合的工程过程提高学生的工程应用能力，培养学生的工程价值观，更好地实现工程教育的目标，创新式教学模式设计。

通过在整个实验过程中采用统一的项目，学生可以深入了解项目分析、设计和建模，并通过项目分析和模型创建体验团队协作。综合实验的发展是以学生为中心的实验教学，通过循序渐进的方式帮助学生参与建模实践。在实验过程中，学生承担着学习和实践的任务。在实践教学设计中，强调学生为主体，教师起主导作用。重点培养学生的主观能动性，提高他们的手机技能，帮助他们进一步理解模型的应用，加强沟通技巧，增加同学之间的沟通和互动以及协作。

四、改革的主要内容

（一）实验内容的改革

本课程最初的设计内容是关于UML建模中的各种模型图，包括用例图、类图、序列图、通信图和图表模型的验证练习，如状态机图、活动图、包图、组件图和部署图。实验形式主要包括教师设置问题和学生练习绘画模型。这种方法这个公式的优点是，老师设计的问题涵盖了一系列的知识点，可以涵盖所有或大部分教学知识点的实践，保证了学生对知识点有扎实、全面的掌握；缺点是，尽管学生们已经掌握了各种UML模型图的绘制方法和细节分段处理，但学生发现在面对特定系统时很难理解如何使用该模型如何在统一建模中综合利用各种模型图。

改革修改后的实验将使用原始的基本训练内容作为示例、练习和作业，供学生在课堂上或课外完成。基础实践注重理论知识的训练，为理论知识提供实践支持，旨在帮助学生理解各种模型和绘图方法的作用。整个实验过程采用贯穿始终的综合实践项目，采用团队开发模式，项目团队分工协作完成系统模型。

（二）教学方式的革新

将理论知识与在线案例研究相结合，展示本课程的理论和实践方面注重实践，理论联系实际的特点。在线培训内容基于基础知识评估，主要基于学徒式的基本案例，确保学生对所学知识有很好的理解，以及基本的应用能力。线下讨论主要集中在案例分析、主题讨论和问题上通过解决问题等形式，理论指导项目，面对面交流，提高学生知识的掌握程度和应用能力。离线作业通过项目分析进行培训掌握、锻炼学生的造型技巧。通过持续的项目，让学生体验挑战模型分配与产品开发经验在实践中的连续性之间的相关性向学生传递可持续工程理念。在项目实践中，穿插讨论和互动相互交流和评估，让学生对项目过程有更深入的了解。

基础实践采用小问题、小项目的形式，注重为理论知识的应用提供实践支持，帮助学生理解各种模型在系统分析中的作用。综合实践采用团队项目开发模式，项目团队分工协作，团队完成系统模型。遵循软件工程原理，采用启发式教学方法进行分析和建模过程。学生可以选择自己的项目或老师指定的项目，为他们提供充分的自主学习、独立分析、独立建模和团队合作能力。

五、总结

作为一门计算机科学课程，统一建模语言具有较强的实用性、高度抽象性和概念化的特点。用传统的教学方法，初学者往往很难掌握。可采用基于案例教学的项目驱动方法，强调在线课程建设和师生之间的沟通与互动。教学实践表明，这种教学模式能极大地提高学生的学习主动性和参与性，教学效果显著提高。通过实施综合项目实验改革，提高了学生的学习积极性通过积极参与小组讨论和建模，人们可以发现他们正在学习在学习过程中，积极向老师或同学提问，另一方面加深理解讨论了UML建模在软件开发中的作用。

参考文献：

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[3]商鹏.UML课程实践化教学改革方案研究[J].科技视界，2017（17）：89-90.

基金项目：校级线下课程项目（编号：szxy2021xxkc05）， 教育部产学合作项目（220901141062356），产学研科研项目（2022xhx301），宿州学院2021年博士科研启动基金项目（项目号：2021BSK017），产学研科研项目（2022xhx302）。