探究式需求工程课程教学模式研究

摘要：作为教学科研型院校计算机专业软件工程方向的必修课程,“需求工程”得到了各高校的广泛关注，传统的教学方法和教学模式很难达到教学目标与要求。本文从教学模式出发，探讨基于探究式的需求工程课程教学模式，并对该模式进行了分析，结合教学实践，旨在提高素质教学水平。

关键词：探究式；需求工程；教学模式

1研究背景

1.1课程的性质和地位

作为软件工程方向的专业课之一的需求工程课程，得到了各高校的广泛关注。我校从2008年开始，将需求工程课程作为计算机专业软件工程方向的必修课，如何将本课程的讲授与实际软件项目开发相结合，是本文要讨论的重点问题，即需求工程课程教学模式研究。

需求工程渐渐作为一个独立于软件工程的研究领域，越来越受到国内外软件项目管理的重视，也越来越成为广大学者研究的热点，特别是近几年知识工程的兴起，为需求工程注入新的研究理论和研究方法。

1.2教学目标剖析

对需求工程教学模式进行研究的目的是为了让学生能够积极主动地参与到需求工程课堂学习，激发学生学习的热情和兴趣，进一步提高课堂教学效果，提高学生的实践能力，以培养高素质的软件工程方向的专业人才。本文结合我校自身的现实情况，立足于培养优秀的软件工程人才，以社会需求为动力，积极创新，探索适合自己的需求工程教学方式。

以市场需求为导向，建立合理的需求工程课程体系，将需求工程新的技术和方法传授给学生，并加强需求开发过程和需求管理过程的能力培养，使他们能真正掌握基本的需求分析原理和方法，是需求工程课程教学改革的核心内容。

1.3国内外需求工程课程教学现状

在国外，很多大学开设了需求工程这门课程，例如，英国的伯恩茅斯大学在1990年开设了这门课程。Jackson M, Ian K. Bray, Harel D等人撰写了需求工程相应的教材。因此，国外相应的配套教材较多，本课程的教学手段和教学技术较先进。

在国内，20世纪90年代后需求工程成为软件界研究的重点之一，从1993年起，每两年举办一次需求工程国际研讨会(ISRE)，1994年起，每两年举办一次需求工程国际会议(ICRE)。华东师范大学软件学院自2004年开设了需求工程这门课程，近几年各大学的软件工程专业的本科教学相继开设了需求工程课程，但在教学中，存在很多问题，1)高校的教学模式单调；2)教学内容落后。目前大多数学校采用的教学方式重理论、轻实践，以教师讲授为主，学生只是知识的被动接受者，学生接受起来比较困难，导致学生学习需求工程时难以深入体会和把握需求工程知识的精髓和本质，更不知道如何运用需求工程的技术和方法来对需求进行开发和管理。

2需求工程教学中的探究式教学模式

2.1探究式的教学模式简介

探究式学习是美国著名科学家、芝加哥大学教授施瓦布倡导提出的，所谓探究式的教学模式是指学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过学习观察、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。在课堂教学中实施探究性教学时，教师要帮助学生构建科学的问题环境支架、引导学生主动学习和思考、鼓励学生大胆尝试，勇于在课堂上提出问题，教师在分析答疑过程中帮助学生提高解决问题的能力[1]。

2.2探究式的需求工程教学模式

需求工程是指应用已证实有效的技术、方法进行需求分析，确定客户需求，帮助分析人员理解问题并定义目标系统的所有外部特征的一门学科。随着软件系统规模的扩大，需求分析与定义在整个软件开发与维护过程忠越来越重要，直接关系到软件的成功与否。Roger Pressman从需求开发过程的角度，提出了需求工程过程描述，如图1所示[2]。

我们采用探究式的需求工程教学模式时，主要从以下几个方面来改进教学。

1) 加强教学研究与交流。

加强对国内外高等院校需求工程教学的研究与交流，学习全面的课程体系与先进的教学方法。构建适合于IT产业发展和需要的知识拓展型的需求工程教学内容。

2) 将知识的传授与能力培养相结合。

研究并改进需求工程的教学方式，减少需求工程教学过程中的讲授教学比例。以建构主义教学学习理论、人本主义心理学理论以及发现法教学理论为依据，构建以案例为核心的探究式需求工程教学模式。案例教学也有利于学生掌握理论知识，并运用知识解决软件需求开发中的实际问题。

3) 自主学习模式。

给学生明确的教学目标、要求，按教学计划自主浏览多媒体课件，理解教学内容，发现问题、分析问题和解决问题。比如，让学生采用“结构化的需求分析方法”来完成某系统的需求分析，并画出DFD图(数据流图)。学生就应自学SA的分析方法并建模。

4) 团队合作法教学。

每个学期挑选一个较为大型的项目[3]，模拟实际工作中的角色给同学们分工，要求学生按照软件需求开发真实流程做出这个项目的需求文档，每个项目最后演示他们的成果，其他小组作为裁判给出评价。在实际操作中还可以接受真实的软件开发项目，让学生在实际工作中体会团队合作的意义。

3探究式的需求工程课程教学模式实践

3.1教学案例

基于上述原则，结合需求工程课程的特点选取一些实际问题，讲解软件项目的需求分析过程，从而使学生掌握需求的开发过程。

传统的教学方式，本课程期末时，给学生留个大作业分析“某大型系统的需求过程”；而本门课程在第一次课就让学生先自选题目，然后教给老师，教师要随着课程的进展进行阶段性的检查，期末学生提交本作业。下面采用结构化分析方法(SA)对“某医院拟开发一个分布式患者监护系统(PMS: Patients Monitoring System)”进行需求分析。如表1和表2所示。

定义数据字典：略。

最后，基于上述实例，总结SA方法的主要步骤：(1)描述客户需求；(2)创建功能模型(DFD)；(3)定义数据字典。

3.2实践环节

加强教学实践的研究，结合需求工程课堂教学与开发软件项目的实际情况，将构建的探究式需求工程教学模式应用到实际教学实践中，以提高教学质量。有了真实的开发实例，如何将这些案例应用在教学中才是至关重要的。首先将了解该软件项目的需求，然后通过需求获取技术引导学生独立进行需求获取，将其采用形式化和非形式化的方法对获取的需求信息描述；最后，采用结构化分析方法SA、面向对象分析方法OOA或面向问题域分析方法PDOA进行需求分析，形成需求文档；从而总结各个方法的步骤和流程。

整个实践教学过程就是软件项目的分析过程，但要结合教学，让学生能够理解整个需求分析过程，掌握足够的知识，任务的实施要教师引导、学生独立完成为主。教师在引导过程中充当协调者和顾问，引导学生自主学习和分析，激发学生的学习积极性，帮助学生完成需求分析过程任务，使学生体会系统分析员的角色和任务，全面提高个人能力[3]。

3.3教学考核环节

课程成绩 = 理论考试(占总分60%)+实训项目占总分40%)本课程结束后，学生能独立完成软件项目的需求分析任务，并提交一份规范的规格说明书。

4教学效果的评价

依据探究式需求工程教学模式，经过三年的教学实践，其教学效果通过笔者所任课班级可进行比较，如表3所示。同时，笔者研究和编写的需求工程补充教材，让学生了解和掌握最新的技术和方法。教学实践表明，在需求工程教学中实施探究式的教学模式对培养学生的软件项目分析能力效果明显，从而，提高了学生的专业素质。

5结语

本文以需求工程课程为例讨论了在计算机专业的软件工程类课程开展问题驱动模式的教学方式的尝试，取得了初步的效果，一定程度上促进了学生需求分析方面能力的提高。但是仅仅需求工程课程的改革是远远不够的，这一新的教学方法值得进一步完善和改进以及在其他计算机专业课程中的教学实践中加以推广和应用。

参考文献：

[1] 刘会敏. 对实施探究性教学的思考[J]. 石家庄职业技术学院学报,2003(8):54-55.

[2] 毋国庆. 软件需求工程[M]. 机械工业出版社,2008:40-50.

[3] 李崇. 引入式项目教学方法在高职院校计算机软件教学中的应用[J]. 计算机教育,2010(1):149-150.

Study and Practice of Requirement Engineering Course’s Teaching Model Based on Inquiry

ZHANG Lijuan1, LI Dongming2, WANG Junnan1

(1. School of Computer Science & Engeering, Changchun University of Technology, Changchun 130012, China;

2. College of Information Technology, Jilin Agriculture University, Changchun 130118, China)

Abstract: As an obligatory course Requirement Engineering, which is Software Engineering direction of computer in a teaching and research-based university, it has received widespread attention in colleges and universities, because traditional teaching methods and teaching models are difficult to achieve teaching objectives and requirements. We start from the teaching model, and investigate of Requirement Engineering course’s teaching model based on inquiry. Analysis of the model and practicing on teaching, the aim is to improve the quality of teaching.

Key words: inquiry; Requirement Engineering; teaching model

(编辑：白杰)

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