系统分析与设计课程教学模式分析

［摘要］课题组针对“双师型”师资不足、教学评价重实现轻设计、不能学以致用的问题，以面向未来、培养可持续发展的能力为目标，对系统分析与设计课程的教学和实践模式进行了有针对性的改革，强化系统设计意识，引导学生关注和掌握系统逻辑，由宏观到微观，逐步求精；在专业实训的校企合作阶段，改变单纯的技术培训模式，更强调学生综合能力的培养。实践表明，教学和实践模式的改革对提升人才培养质量发挥了积极的作用。

［关键词］系统分析与设计；教学模式；教学实践；校企合作；能力培养

计算机科学与技术专业强调实践性和工程性，提高学生的实践能力和创新能力，是应用型本科院校人才培养的核心目标。而能力的培养贯穿于培养体系的每一门课程，课程性质不同能力要求也各有侧重。系统分析与设计是计算机专业的一门核心课程，以软件生命周期为主线，讲授软件系统的分析与设计的方法、过程、工具与文档，方法性与实践性并存，尤其强调通过实践来理解和掌握软件系统的分析与设计方法，强调理论方法在实际项目中的应用，所以该课程的教学与实践模式对学生的思维能力、系统能力和抽象能力的达成至关重要。

一、教学现状及其存在的问题

中华女子学院是女性计算机专业人才的培养基地，作为一所应用型本科院校，更强调知识的实践应用，在计算机科学与技术专业的培养方案中也设置了从课程实验、课程设计、专业实训、专业实习和毕业设计等构成的实践教学体系，并且面对专业教师缺乏行业、企业背景，工程实践能力不强的现状，很早就开展了校企合作方式的专业实训，时间分别安排在第4学期和第6学期的暑期，称之为“小学期”。为此，我校先后与多家IT技术公司签订了合作协议并建立了校外实习基地，由企业选派有经验的技术人员进行授课和软件项目开发指导，在学生积累实战经验、提升团队协作能力以及新技术学习等方面发挥了很大的作用。但是在软件开发方面还是存在较大问题——注重实现（结果）轻视设计（过程），忽视分析和深层次的研究，只在同一个水平上重复。这也导致毕业设计的质量不高，做系统开发类的毕业论文类似实验报告，大部分篇幅都是代码加截图，老师的评语大多也是“实现简单、没有新意”，这样的学习结果显然无法满足社会对高质量信息技术人才的需求。计算机专业的基本学科能力包括计算思维能力在内的多种能力。《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》中指出系统能力是一项重要的专业能力，其内涵是要站在系统的观点上去分析和解决问题，追求问题的系统求解，要多考虑系统的逻辑，强调系统分析、设计和集成能力[1]。因此，要培养学生的系统能力必须强调系统设计。现在从教学与实践两方面分析我校学生存在的问题。1.课程教学中，教师本身缺乏足够的工程经验，没有重视理论与实践的有机结合，照本宣科，缺乏真实案例的分析和应用，系统需求被极大简化，分析和设计过程流于形式，学生只是在理论层面上学习了一些系统分析和设计的方法及建模工具的使用，对学习内容并没有真正理解和掌握。课程大作业或课程设计就是完成一个以数据库操作为主的简单的软件系统，虽然形式上也要求学生按照工程方法进行系统分析与设计，但并不注重设计与实现的相关性，考核重点放在最终实现的软件上。很多学生是在系统实现以后，再撰写系统分析和设计报告，没有按照软件工程的工作流程来进行系统的开发工作[2]。2.专业实训在第6学期末进行，由于直接面向学生的就业需要，通常都是以学习和应用新技术为主，如结合一个实际项目学习某种设计框架的使用。企业讲师为了完成项目开发的要求，将教学重点放在代码实现层面的技术应用上，认为学生没有项目开发经验，对于分析过程说了也不理解，软件的应用需求往往被极大简化，整个项目的分析和设计部分只是简单带过，直接就是按照企业已做好的设计文档开始编制软件，业务处理逻辑的要求也较为简单，缺乏深入的分析。为了显现成效，考核重点也是放在最终实现的软件上，因此学生也只是关注软件系统的代码实现及新技术的应用，忽视对问题的深入分析和思考。缺少系统分析和设计方面的实践训练，导致学生在进行项目开发时，往往缺少全局意识，缺乏问题的分析和抽象能力，一上手就想着怎么用程序实现，思路很容易就局限在编码的细节上，其结果就是能够实现常规的基本的流程，但是对于稍复杂一些的业务功能就没有解决思路，难以深入做下去。

二、改革课程教学模式，加强理论与实践的有机结合

系统分析与设计课程的教学过程本身就体现了一个由简到繁、从宏观到微观、逐步细化、分而治之的问题求解过程，教学目标就是培养学生的系统分析和设计能力，以及分析问题和解决问题的能力。为此，应该重视培养学生的实践工作能力，侧重知识的应用。结合我校教学的实际问题，首先从课程入手，针对学校教师缺乏工程经验的情况，请企业讲师进校授课，本专业校内教师特别是有过项目开发经历的教师，须随堂听课，进一步学习企业的项目开发经验和符合行业规范的开发方法，来年再担任课程教师。学校教师具有理论教学的优势，但不能只停留在理论层面的方法论的介绍上，必须加强理论和实际应用的有机结合，并强化学生的设计意识。1.明确课程学习目标和能力要求。在前期的课程学习中，学生接触的基本都是一些业务逻辑比较简单的应用，设计的意识不强。所以，在开课第一节介绍学习内容和学习方法的环节中，就要告知学生，要开发一个比较复杂的软件应用系统，必须先有设计再有实现，先做方案再去实施。就好比，要盖一栋楼房或者一座高楼大厦，就必须先有设计图纸，再按图纸施工。这门课的学习目标就是如何把“设计图纸”（设计文档）做出来，作为后续“施工”（编码）的依据。学习的过程就是锻炼自己分析问题解决问题的能力以及创新应用能力的过程。2.加强理论知识在实际问题中的应用训练。本门课程的理论课时和实践课时各占一半。（1）在理论教学环节中，讲授系统分析和设计方法、CASE工具（ComputerAidedSoftwareEngineering，计算机辅助软件工程）或建模工具的使用以及如何撰写相关文档。该课程理论性强，内容较为抽象，为了易于理解，可以选用经过简化的示例。同时，也要向学生强调，工具是用来辅助表达设计思想和设计结果的，会用工具并不代表掌握了分析和设计方法，需要通过项目实践，将工具应用于解决实际问题。（2）对于没有系统开发经验的学生来说，课程内容比较抽象难懂，因此课程实践环节就尤为重要。除部分验证性实验外，教师至少要带着学生分析和设计一个实际项目，这是整个教学过程的重要环节，实践出真知，有真实的需求才可能有深入的分析和思考。在这个环节中，教师承担项目需求方的角色，可以与学生进行充分的交流沟通，明确实际需求，引导学生学会关注系统逻辑，学会分层次考虑问题，逐步求精[3]；鼓励学生提出不同的设计方案，并对方案进行评审，加强思维训练、拓展思路，培养学生面向实际应用提出问题和解决问题的意识，通过项目实践加深对信息系统开发方法等理论知识的理解。（3）最后的课程大作业考核，要求学生做到系统的分析、设计和实现相一致，不能是“两张皮”。分析和设计结果是作为最后编码实现的依据，因此为了避免学生重视系统实现，轻视分析与设计，成绩考核分为两部分：首先检查系统分析文档和设计文档，再通过答辩形式检查学生的软件作品。考核重点不只是最终实现的软件，而是整个设计过程及设计方案的合理性。通过实际应用，强化系统设计意识，能够理解自顶向下的系统设计的重要思想，并切实体会到系统设计在系统开发中的重要性。

三、提高专业实训与培养目标的契合度

系统分析与设计课程结束后，接着就是专业实训，在第6学期末，请企业指导，集中在4周时间内以小学期的形式开展。校企合作是学校教育教学的延伸和补充，是当前工程教育类专业提升人才培养质量的有效途径，很多高校也针对校企合作实践教学模式进行了积极探索[4-5]，但也存在缺乏足够交流、合作紧密度不够等问题[6]。专业实训是我校计算机专业开展校企合作的主要形式，但不能是单纯的技术培训，应该更强调培养学生综合应用知识解决实际问题的能力，更强调系统分析、设计和集成能力，培养学生的创新意识和创新能力，增强学生适应社会的能力，提升就业质量。在专业实训中，所涉及的项目大多是企业已完成项目的简化版，也有的是基于某个应用的实际需求设置的。针对现阶段存在的问题，首先是向企业明确实训目标及其人才培养规格，并根据校企双方的实际情况，在现有实训内容不变的情况下，将系统分析和设计的主要内容提前在学校完成。1.企业向学校提供基础设计文档，教师通过与企业实训负责人及授课讲师的深入交流，明确应用需求，再指导学生遵循软件工程的工作流程完成系统分析和设计，并形成相应的设计文档，但不涉及代码的具体实现，重点引导学生关注和掌握系统逻辑，由宏观到微观，逐步求精。2.鼓励学生能够针对应用需求提出不同的设计方案，并进行分析对比，积极引导学生站在系统的全局的角度来分析问题，并且结果能够形成一个闭合；实训阶段，再由企业讲师进行评审，各组学生根据自身情况选择一种合适的解决方案。由此，学生不再是被动地接受企业提供的设计结果，而是能够通过自己的分析和思考运用理论知识解决实际问题，提升学习的主观能动性。对于比较复杂的应用，要求各组学生除了完成项目的总体分析和企业规定的基础功能，还要再选择2~3个业务逻辑较为复杂的功能块进行分析和设计，而不是像以往做的项目那样，只是比较单纯地针对数据库的增删改查操作的简单信息系统，从而避免总是在同一个水平上重复，努力提升设计水平，强化培养学生的独立实践能力和基本的科研素质。3.实训期间，也进一步要求企业能够兼顾学生专业能力和职业素养的培养，使得整个系统的设计和开发过程更符合IT行业规范，在项目实施过程中加入项目管理和项目评审内容，并根据各组学生的不同情况，努力开发和挖掘学生的潜能，锻炼学生分析问题和解决问题的能力以及自主学习的能力。另外，校内教师要跟班听课，多接触积累实际项目，充实案例库，不断提升教学水平和教学质量。

四、效果评价

实践表明，这种形式的课程教学设计及其实践方式是有效的，能够满足学生认知渐进的要求，有助于提高学生运用基础理论知识分析、解决实际问题的能力，得到了学生的认同。在课堂的案例教学环节中，学生们能够针对需求提出不同的解决思路，或者就某种设计方案在师生和生生之间展开积极讨论。实践过程中，大部分学生也不再纯粹是为了完成任务，而是能够通过实践有意识地锻炼自己分析问题和解决问题的能力。现阶段的这种改革方式，同样得到了企业的赞同和积极的配合，授课讲师反映，在项目开发过程中，学生的整体思路都比较清晰，各组都在规定的基础功能上尽可能多地做扩展，既设计和实现了企业设定的难度等级比较高的若干用例，并根据自身情况采用了不同的实现方案，又做到了功能的闭合，以及对细节处理的考虑。在最后的实训答辩中，学生们反映，自己收获满满，再一次感觉到了团队合作的重要性，小组内的每个人都充当着重要角色；前期的需求分析和设计很重要，前期工作做得越细致，后面的功能实现越明确越易于完成，并且能在整个项目开发过程中保持清醒的头脑；能学以致用，学会总结，学会对比，学会查问题，找bug，认识到出错是锻炼自己的最好方法；认识到命名规范并且数据类型明确，可以减少许多麻烦；认识到源码备份和版本控制非常重要。可以看到，学生们很有成就感，不仅收获了新技术，同时也深切体会到系统分析和设计的重要性。教学和实践模式的改革对提升人才培养质量发挥了积极的作用。

五、结语

能力培养是高等教育的核心，系统分析与设计是一门理论与实践并重的课程，对于应用型本科院校，不仅要注重培养学生的专业知识体系，更要锻炼学生的工程实践能力。在我校“双师型”师资不足的情况下，一方面需要教师通过科研活动提高自身的工程应用能力，另一方面还需要校企之间的深度合作，确定企业参与专业人才培养的内涵建设的实质内容，建立协同育人机制。校企合作的教学内容不限于仅开展实训实习教学，学校可依托校企合作资源进行教学改革，将理论与实践、课内与课外、校内与校外有机统一，完善实践教学体系，锻炼学生的工程能力。校企合作是我国应用型本科教育改革的重要方向，尤其是在当下的“新工科”建设中，校企合作是必由之路，需要充分发挥校企合作在人才培养方面的作用，提高人才培养与社会需求的符合度，从而提高学生的就业和创业能力。

作者:陈洁 单位:北京中华女子学院