軟體工程遊戲的模擬教學法及應用

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目前,軟體工程課程教學中的教學實踐與實際軟體開發環境存在較大差距,在國外,採取模擬教學法是解決這一問題的重要舉措,在軟體工程課程教學中採用模擬教學法受到學術界越來越多的關注。下面是小編蒐集整理的相關內容的論文,歡迎大家閱讀參考。

軟體工程遊戲的模擬教學法及應用

 摘要:基於遊戲的模擬教學法是目前國外軟體工程教學中較為成熟的一類提高計算機相關專業學生實踐能力的手段,目前在國內高校相關專業的教學中也有一定應用。本文在國內外軟體工程教學中常用的遊戲模擬器基礎上,簡要總結了該方法在國內外高校中的應用情況及作用。

關鍵詞:軟體工程;教學方法;遊戲模擬教學

1.件工程”是面向電腦科學及軟體工程等相關專業的核心課程,是一門用工程化方法構建和維護有效、實用及高質量軟體的課程。課程內容不僅包含軟體開發的理論、方法、過程、工具及一些實踐積累的原則、經驗等軟體開發方法和技術,同時涉及數學、管理科學、心理學、社會學等多學科的知識,具有體系豐富、關係複雜、理論性和實踐性強的特點[1]。而傳統的軟體工程教學方法,主要以課堂講授形式,針對理論知識點孤立的、離散的結合例項進行軟體開發方法和過程的講解,即使配備了課程實驗,學生也只是根據教師指定的專案需求,建立簡單例項的各類模型,編寫一些規定的文件。同時在實踐環節上存在很大的不足。

2.的教學方法和組織形式難以實現良好的教學效果,這也是當前高校軟體工程教學亟待改革的重要原因。圍繞如何使軟體工程課程的教學以一種更貼近實際軟體開發過程的方式進行,使學生在接受理論知識的基礎上,提高並加強工程化知識與實踐能力的培養,目前國內外高校採用的主流方法包括:專案(案例)驅動教學法或是企業合作實踐。基本做法是教師或行業人員提出專案需求,學生分組明確職責,依據指導完成整個軟體專案的開發。在實踐過程中,掌握軟體開發的具體過程,並對軟體工程課程的理論方法具有更為深刻的認識。

3.這類方法需要學校和企業或業內專家建立長期的合作關係,並且需要學生具備更為紮實的前期課程基礎。除了面向實踐的軟體工程教學法,國內外一些高校提出並採用基於模擬的全新教學方式。主要形式有采用專用軟體專案管理訓練模擬器、基於遊戲形式的模擬器教學以及支援群參與的模擬器教學方法[2]。這些基於模擬的軟體工程課程教學方法能夠使校園環境下的課程學習更接近於實際軟體開發環境,並使學生更快捷地參與到現實的軟體工程實踐中。同時也一定程度上緩解了目前高等院校的遠郊辦學模式與高年級學生社會實踐之間的矛盾。本文在回顧目前國內外高校通常採用的基於模擬的軟體工程教學形式和模擬方法的基礎上,對方法的應用效果進行了總結和展望。

一、模擬教學法

所謂模擬教學,就是結合專業背景與行業特色,給學生創設直觀的'、模擬模擬的工作場景,按實際的工作內容設計好課題(案例),讓學生模擬職業崗位角色,根據實際工作的操作程式和方式方法具體做事,使學生在模擬操作過程中,鞏固並擴大專業知識,培養職業技能素質[3]。與傳統的單向灌輸式教學不同,模擬教學法更注重實踐應用。通過模擬操作過程,從對問題的解析、工作計劃的逐步開展,逐步領悟專業相關職業領域的內涵,獲得切身的感受。從而提高對學習課程價值的認識和認同,增強對專業學習的興趣和信心。

二、軟體工程教學中游戲模擬教學法

隨著高等院校計算機專業教學改革的發展,軟體工程這門核心課程新的教學模式和教學方法也層出不窮。目前模擬教學法在國內外高校軟體工程課程中的應用處於發展階段,越來越多的高校計算機專業提出或採用基於模擬(器)的軟體工程教學模式。其主要形式,是基於面向某一需求的軟體開發問題的模擬工具,由學生獨立或合作參與到軟體工程過程中,如開發團隊組建、專案計劃、預算、關鍵決策、隨機事件和不可預測事件應對等。在完成軟體的開發和實現的過程中,還包括對專案成員管理、激勵、懲戒等與現實開發相關的元素。主流的模擬器包括SimSE、SESAM、SecondLife、MO-SEProcess以及Groupthinkspecificationex-ercise、AMEISE等。根據參與人數,這些模擬器又可劃分為單角色和多角色兩種型別。

2.1單角色模擬遊戲

2.1.1SimSE

SimSE是一款2-D單人蔘與的軟體工程過程模擬軟體,由加州大學爾灣分校的Navarro於2006開發[4]。學生通過SimSE的友好的圖形使用者介面實現角色模擬和良好的人機互動,參與到軟體開發的全過程或子過程中,最終將大量的軟體工程理論知識融入到開發過程的理解中去。在模擬器的虛擬現實環境中,參與者作為專案經理,領導一箇中等規模的開發團隊。參與者需要根據虛擬的團隊成員的特長為其分配開發任務,更重要的是能夠針對軟體開發中出現的一些事件做出決策,如客戶更改了需求、某一成員離開團隊等。同時,專案經理還可以通過加薪或獎金提高專案組成員的積極性。參與者生產出來的軟體功能越完善、開發週期越短、錯誤率越低,獲得的評價分數越高;反之,如果參與者沒有在交付日期前完成專案,或者經費超出專案預算,均視為本次模擬的失敗。

2.1.2SESAM

SESAM(SoftwareEngineeringSimulationbyAnimatedModels)是另一款針對軟體工程進行建模的工具軟體。參與者同樣獨立承擔專案經理的角色,基於一個初始軟體工程模型,根據不同的場景對其進行更新。SESAM模擬器於2000年由德國斯圖加特大學Ludewig團隊研發,與SimSE不同,SESAM缺乏圖形使用者介面,參與者通過輸入模型語言來控制虛擬過程,這要求參與者除了瞭解軟體工程的基本理論之外,還需要掌握模擬器的控制語言。

2.2多角色模擬遊戲

2.2.1SecondLife

大規模多玩家網路遊戲SecondLife(SL,中文名“第二人生”)是一款三維虛擬現實程式。使用者在遊戲中以虛擬形象參與到虛擬的線上社會活動中,包括參與教育、科學研究以及與現實生活相似的運動、交往等活動。同時SL提供了即時通訊和聊天室兩種溝通方式,實現了角色間的無障礙交流。因而SL成為不同領域如建築、法律等有效的開放式教學手段。而在軟體工程的模擬教學中,SL通常與其他單角色模擬器聯合使用,模擬團隊式軟體開發實踐過程。

2.2.2MO-SEProcess

MO-SEProcess是另一款多人線上軟體工程過程模擬遊戲。與SL類似,MO-SEProcess基於單角色模擬器,在虛擬現實環境中,以一定的開發目標和預算,要求一組學生成員承擔一定的角色,完整實現軟體工程過程。類似的多角色模擬器還包括SimVBSE、SimjavaSP、Hainey等人所設計的軟體工程過程遊戲等。

三、模擬遊戲的應用分析

國外高校中流行的軟體工程遊戲SimSE和國外高校新開發的三維環境中的同類遊戲MO-SEProcess是目前被國內外高校軟體工程課程中廣泛採用的模擬教學方式。其中,SimSE是目前在軟體工程教學領域最為成熟的模擬器,並且在以教學應用為目標的發展歷程中,經過不斷地額測試和完善,已經遠遠超越其最初的應用範圍。國內的部分高校也通過引入教育遊戲或遊戲模型,如湖北經濟學院計算機學院的軟體工程教學團隊在SecondLife中集成了SimSE和MO-SEProcess,提高了學生對軟體工程過程整體把握[5];哈爾濱工業大學軟體學院提出生存遊戲模型,使每個學生都有成為一名虛擬公司員工或管理者的機會,對培養更多的軟體專業人才產生積極影響,併為軟體工程過程的教學提供了新的思路。

四、結論

基於遊戲的模擬教學法是軟體工程教學一種較為新型的教學方式,它通過虛擬現實的形式,模擬現實軟體開發過程的組織形式、軟體生存週期以及軟體工程和質量管理的內容。這種新興的教學方式應用範圍雖然不如專案(案例)驅動教學法應用廣泛,但是擴充套件了軟體工程課程實踐的空間和時間尺度,同時以虛擬空間的遊戲形式,能夠更為迎合當前大學生的學習方式,一定程度上提高學生的學習興趣。但是,模擬軟體工程過程的遊戲仍然是為軟體工程的理論教學服務的,應該更全面的整合軟體工程的理論、方法與實踐中的問題、技術,使學生在模擬的過程中對軟體產品開發具有更為清晰和深刻的理解。

參考文獻

[1]孟繁鋒.結合模擬專案組的軟體工程教學[J].計算機教育,2014(22):54-56.

[2]李廣原,胡秦斌.軟體工程課程模擬教學法初探[J].計算機教育,2011:92-95.

[3]徐靜.模擬教學法的內涵闡釋[J].蘇州市職業大學學報,2005,16(1):35-36

[4朱慶,項慨,賈玉福.“軟體工程”課程中的教育遊戲[J].現代教育技術,2007(17):104-106.