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大型應(yīng)用軟件設(shè)計課程設(shè)計與實踐
大型應(yīng)用軟件課程開設(shè)的一個最大特點是課程的教育是依托真實的項目為背景，以項目的設(shè)計為課程主要教學(xué)內(nèi)容，下面是小編搜集的一篇相關(guān)論文范，歡迎閱讀借鑒。
1.引言
隨著計算機(jī)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，整個社會對于計算機(jī)應(yīng)用型人才的需求也在逐年攀升，計算機(jī)專業(yè)的特點就是一門實踐應(yīng)用型很強(qiáng)的學(xué)習(xí)專業(yè)教育。因此計算機(jī)專業(yè)的本科教育也需要從學(xué)術(shù)理論型人才培養(yǎng)向?qū)嵺`型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上需要更加注重專業(yè)技能的培養(yǎng)，這是現(xiàn)今本科教育特別是三本高校教育在新時期背景下的一個發(fā)展趨勢。大型應(yīng)用軟件設(shè)計是我校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課，選修開設(shè)針對大四的學(xué)生，課程學(xué)習(xí)的目的就是引導(dǎo)學(xué)生了解大型應(yīng)用軟件的設(shè)計過程，逐步培養(yǎng)學(xué)生在實踐項目中的軟件研發(fā)的能力。
2.課程設(shè)計安排
大型應(yīng)用軟件課程開設(shè)的一個最大特點是：課程的教育是依托真實的項目為背景，以項目的設(shè)計為課程主要教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)項目設(shè)計開發(fā)的各個階段，系統(tǒng)的將計算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫理論、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法、軟件工程和高級語言程序設(shè)計的相關(guān)知識融會貫通，真正讓學(xué)生做到從理論專業(yè)學(xué)習(xí)到實踐操作運用的飛躍。通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟悉目前主流設(shè)計平臺ASP.NET的Web的開發(fā)與設(shè)計，UML的設(shè)計與建模，大型數(shù)據(jù)庫軟件Oracle11g的使用，B/S的設(shè)計方式和軟件設(shè)計的環(huán)節(jié)以及軟件的生命周期;軟件的測試與部署。
本課程開始主要的教學(xué)方法：本課是一門純實踐性的課程，首選在多媒體教室授課和機(jī)房教學(xué)，這樣教師可以在課堂上一邊講解基礎(chǔ)理論知識，一般在通過實際的若干演示，讓學(xué)生們可以立刻看到設(shè)計和操作出來的效果，這樣才能到達(dá)基本的學(xué)習(xí)效果，課程上教師需要精心設(shè)計示例，分解步驟，然后再由教師引導(dǎo)，學(xué)生們嚴(yán)格按照軟件研發(fā)的各個步驟，循序漸進(jìn)地去做，讓每個學(xué)生都深入到軟件設(shè)計中，最終達(dá)到獨立設(shè)計的目的，不斷提高學(xué)生獨立設(shè)計、開發(fā)軟件的能力。
實驗課程必須選用具體的開發(fā)工具來實現(xiàn)，建議選用操作安裝方便、在Windows下功能強(qiáng)大的VS2010設(shè)計平臺和。NET來完成Web頁面的設(shè)計。無論學(xué)生在之前掌握的是Java語言，還是C++語言，ASP.NET的C#語言在語法習(xí)慣上與他們有很大相似性，可以由教師引導(dǎo)，讓學(xué)生自學(xué)掌握熟，VS2010的設(shè)計研發(fā)模式可以降低對學(xué)生用高級語言編程的要求，易學(xué)會，且上手快，學(xué)生容易實際操作，適合于短期的軟件設(shè)計課程的教學(xué)要求。
本課是程序設(shè)計類課程，必須通過編程驗證、設(shè)計來掌握所學(xué)內(nèi)容，針對課程特點，建議學(xué)生的設(shè)計以"教務(wù)管理系統(tǒng)"為項目背景。選擇"教務(wù)管理系統(tǒng)"主要有兩點原因，一是教務(wù)管理與同學(xué)的實際生活和學(xué)習(xí)息息相關(guān)，便于學(xué)生收集相關(guān)資料，容易了解需求，便于設(shè)計的時候得心應(yīng)手，貼近實際;二是信息管理系統(tǒng)涵蓋了目前大型應(yīng)用軟件設(shè)計中對信息的采集、錄入、修改、查詢和刪除等主要功能模塊的設(shè)計，有助于學(xué)生系統(tǒng)的掌握好設(shè)計的相關(guān)功能操作，對于其今后開展類似的軟件設(shè)計起到舉一反三的效用。
本課程的教學(xué)設(shè)計主要是由教師引導(dǎo)，學(xué)生自己動手操作，教師為學(xué)生提供相關(guān)的項目及實踐操作要求，講述要達(dá)到的課程成果，學(xué)生需要了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識，明確設(shè)計原理、思路以及相關(guān)設(shè)計目標(biāo)和實際操作步驟，自己動手獨立完成設(shè)計。下面是針對本門課題的特點設(shè)計的相關(guān)課時安排。
實驗課程設(shè)計內(nèi)容和要求：(以下僅為示例，學(xué)生可自由選擇項目)項目名稱：教務(wù)信息管理系統(tǒng)項目開發(fā)工具：TFS、VS2010、。NET項目設(shè)計目標(biāo)：教務(wù)管理系統(tǒng)包含以下十個子功能模塊的設(shè)計，即：①課程庫和培養(yǎng)方案管理、②年級教學(xué)計劃管理、③課程管理、④選課模塊管理、⑤考試管理、⑥成績管理、⑦學(xué)生學(xué)籍管理、⑧教師信息管理、⑨教學(xué)場所管理、⑩系統(tǒng)模塊管理。
項目設(shè)計的功能模塊以小組為單位，每一個小組由7-10名學(xué)生自由組成，共同完成項目的設(shè)計與開發(fā)，功能模塊的大小與復(fù)雜程度可根據(jù)各個小組的實際情況自行決定相關(guān)設(shè)計方案。
3.實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
針對大型應(yīng)用軟件設(shè)計課程是一項純實踐性的課程的特點，本文主要著重介紹關(guān)于應(yīng)用軟件設(shè)計中需求分析階段和概要設(shè)計階段中關(guān)于UML建模的部分。
3.1教務(wù)管理系統(tǒng)需求分析
教務(wù)管理系統(tǒng)是整個學(xué)校管理系統(tǒng)的一個重點，根據(jù)學(xué)校教育的實際情況，從業(yè)務(wù)角度來分析，將教務(wù)管理系統(tǒng)按照功能模塊劃分成以下十個功能模塊：課程庫和培養(yǎng)方案管理、年級教學(xué)計劃管理、課程管理、選課模塊管理、考試管理、成績管理、學(xué)生學(xué)籍管理、教師信息管理、教學(xué)場所管理、系統(tǒng)模塊管理。
3.2系統(tǒng)建模
在本節(jié)中，將以選課模塊為例進(jìn)行UML建模。首先進(jìn)行靜態(tài)建模，以用例圖來規(guī)范化地描述學(xué)生選課模塊的功能，幫助我們更好地了解系統(tǒng)需求，以類圖來描述選課模塊的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，從系統(tǒng)實施的角度描述整個系統(tǒng);其次進(jìn)行動態(tài)建模，以活動圖來描述學(xué)生選課模塊中整個交互過程。
3.2.1靜態(tài)建模
3.2.1.1選課模塊用例分析
建立用例圖首先要確定系統(tǒng)的邊界和角色。角色是指在系統(tǒng)外部和系統(tǒng)進(jìn)行交互的某類人，也可以是某個系統(tǒng)�？梢愿鶕�(jù)每個角色感受到的功能來描述系統(tǒng)的完整功能。
依據(jù)學(xué)校的實際業(yè)務(wù)情況，在教務(wù)管理系統(tǒng)的學(xué)生選課模塊中，其功能包括了三部分：第一部分包括學(xué)生選課設(shè)置，學(xué)生選課數(shù)據(jù)查詢，學(xué)生選課數(shù)據(jù)統(tǒng)計，學(xué)生選課門數(shù)統(tǒng)計，學(xué)生名冊的打印，初始化選課課程，設(shè)置停開課程，這些功能屬于教務(wù)處使用;第二部分包括綜合選課、分級課選課、公共選修課選課、大學(xué)體育選課、重修課選課、查詢選課結(jié)果、查詢個人課表、退課，這些功能屬于已經(jīng)注冊的學(xué)生使用;第三部分公共課表查詢包括按專業(yè)、教師、教室、時間查詢，這些功能屬于所有用戶(包括教務(wù)處、各個學(xué)院的教學(xué)秘書、教師、學(xué)生、匿名用戶)使用。
分析該模塊可以得到的角色有：教務(wù)處、各個學(xué)院的教學(xué)秘書、教師、學(xué)生、匿名用戶。經(jīng)過對選課模塊中這些人員的角色進(jìn)行分析整理后得到頂層用例圖，如圖3-2所示。
對頂層用例圖進(jìn)行細(xì)化，得到二級用例圖中的選課設(shè)置，如圖3-3所示：通過用例圖規(guī)范化的描述，可以進(jìn)一步明確了系統(tǒng)的功能，使用戶和開發(fā)者雙方可以從高層次把握系統(tǒng)的主要功能，為后續(xù)的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。也為系統(tǒng)開發(fā)編碼階段提供清晰的有關(guān)角色、權(quán)限的指導(dǎo)。
3.2.1.2選課模塊類圖分析
在建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型中，進(jìn)一步工作是確立系統(tǒng)的類圖。
類反映的是一種面向?qū)ο蠓椒ǹ创锢硎澜绲挠^點，它是面向?qū)ο蟮臉?biāo)志。建立類圖的過程，實際上是對現(xiàn)實世界的一個抽象過程，它將現(xiàn)實世界中與問題有關(guān)的各種對象及其相互之間的各種關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)?shù)某橄蠛头珠T別類的描述。UML的最終目標(biāo)是識別出所有必須的類來，確定類的屬性和操作，分析這些類之間的關(guān)系，從而通過編程語言來實現(xiàn)這些類，并最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)。
對類的識別，通常的方法是從用例中來識別。用例圖實際上就是一種對系統(tǒng)描述的形式，因此，可以根據(jù)用例圖來識別類。根據(jù)選課模塊的用例圖，可以發(fā)現(xiàn)此模塊主要包含學(xué)生基本信息、選課課程、選課設(shè)置這三個實體類。學(xué)生基本信息類屬性有學(xué)號、姓名、年級、專業(yè)等;選課課程是指在課程安排模塊進(jìn)行了定課程、定時間、定地點、定教師、定教材后的一個特定課程，其主鍵是教學(xué)班ID,它是專門用于選課的實體類;選課設(shè)置類包含了可選門數(shù)、選課時間等設(shè)置信息。
選課模塊包含學(xué)生基本信息、選課課程、選課設(shè)置這三個實體類。一個學(xué)生可以選多門課程，一個課程也可以被多個學(xué)生選，因此學(xué)生基本信息與選課課程之間是多對多的關(guān)聯(lián)關(guān)系，于是產(chǎn)生了一個選課結(jié)果的關(guān)聯(lián)類，教學(xué)班ID與學(xué)號作聯(lián)合主鍵;選課設(shè)置是針對學(xué)生選課的，一個學(xué)生必定受一條選課設(shè)置條件的約束，一個選課設(shè)置可以約束多個學(xué)生，因此學(xué)生基本信息與選課設(shè)置是多對一的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
一般的，類圖描述了系統(tǒng)在運行時所有數(shù)據(jù)必須滿足的通用特征，在類圖中每個實體類在數(shù)據(jù)庫中都有相應(yīng)的表，實體類的屬性對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表中的字段。因此通過類圖的建立，可以為數(shù)據(jù)庫實施階段提供清晰的指導(dǎo)。
3.2.2動態(tài)建模
在建立好系統(tǒng)的靜態(tài)模型后，需要分析和設(shè)計系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)，建立相應(yīng)的動態(tài)模型，從而更好地理解用例的行為。在UML中可以通過行為圖(包括狀態(tài)圖和活動圖)和交互圖(包括順序圖和協(xié)作圖)來實現(xiàn)動態(tài)建模。對于某些復(fù)雜的實時系統(tǒng)，系統(tǒng)狀態(tài)變化較多，可以通過狀態(tài)圖來描述類的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。
合作圖與順序圖相似，順序圖主要強(qiáng)調(diào)的是交互的時間順序，合作圖主要強(qiáng)調(diào)的是交互的語境和交互對象的整體組織。順序圖按時間布圖，合作圖按空間布圖，它們之間是等價的，可以互換�；顒訄D可以細(xì)化用例，描述系統(tǒng)功能性行為，并且描述用例之間的順序依賴關(guān)系;也可以理解和建模業(yè)務(wù)過程和工作流，處理多線程應(yīng)用;甚至可以用于描述復(fù)雜的計算型算法。為了清楚的表達(dá)需求，這里用活動圖來對選課流程進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
4.結(jié)束語
在教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)該明確一點，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計要由重知識傳播向重學(xué)生發(fā)展轉(zhuǎn)變，應(yīng)由重教師教學(xué)內(nèi)容選擇向重學(xué)生學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)轉(zhuǎn)變，教師要想在教學(xué)方法上有新的突破，就充分理解和把握教學(xué)目標(biāo)和要求然后在結(jié)合課程特點和專業(yè)重點在課堂設(shè)計上多下功夫和心思，使學(xué)生們能夠?qū)λ鶎W(xué)的課程提高興趣和積極性，有助于學(xué)生課上能夠集中精力投入學(xué)習(xí)中去。
1.問題引入環(huán)節(jié)
問題引入，這類似于情景設(shè)計，軟件的知識點往往是一個問題，當(dāng)然，問題的理解要想深刻一點，問題不能僅僅是"引入"一下就完事，我們需要"問題驅(qū)動式"軟件教學(xué)，把解決問題貫徹始終。
2.師生互動環(huán)節(jié)
師生互動環(huán)節(jié)對于課程學(xué)習(xí)是很重要的，在上課時由教師提問，學(xué)生回答，然后大家針對問題和答案在各抒己見，提出自己的觀點看法，不斷完善補(bǔ)充，最終老師在梳理總結(jié)，針對一些理解偏差大的教師要及時糾正，這是很好的課堂交流方式。這種訓(xùn)練，極其重要而有效，極易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和參與性，有助于學(xué)生發(fā)散性思考和不斷探索，整個教學(xué)過程由教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和課程內(nèi)容精心設(shè)計，成為一環(huán)扣一環(huán)，使學(xué)生能輕松地一小步一小步達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，讓學(xué)生愉快的學(xué)習(xí)。
3.課堂實驗環(huán)節(jié)
在課堂實驗中，由教師提出實驗的目的，然后針對老師設(shè)置的實驗問題，學(xué)生們在分小組討論，最終將每個同學(xué)的答案在匯總梳理，這樣能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和團(tuán)隊合作精神。課堂實驗課上，由學(xué)生獨立完成實驗內(nèi)容，老師在一旁引導(dǎo)和監(jiān)督，還能及時了解和掌握學(xué)生的實際操作能力，針對學(xué)生在實際操作中存在的問題和不足，能夠及時的給予學(xué)生相關(guān)指導(dǎo)，這也是一種將理論知識應(yīng)用于實踐的培養(yǎng)方式，可以不斷提高學(xué)生的實踐操作能力。在這種學(xué)以致用的驅(qū)動下，學(xué)生對課堂的知識會有更加深刻的體會理解，更容易將所學(xué)的知識融會貫通、舉一反三、靈活的運用;老師則，幫助學(xué)生可以盡快。
參考文獻(xiàn)：
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