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軟件工程思想在應用型高校畢業(yè)設計中應用研究
軟件工程思想在應用型高校畢業(yè)設計中應用研究
摘要：針對地方應用型本科高校計算機軟件類(lèi)畢業(yè)設計質(zhì)量不高的問(wèn)題，對畢業(yè)設計中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并結合軟件工程的基礎理論，提出利用軟件工程思想對計算機軟件類(lèi)畢業(yè)設計進(jìn)行指導，以提高地方應用型普通本科高校畢業(yè)設計的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：軟件工程；畢業(yè)設計；應用
一、引言
畢業(yè)設計是本科畢業(yè)生在校期間的最后實(shí)踐和綜合實(shí)訓階段，是實(shí)現本科教育培養目標的重要組成部分，是深化、拓展、綜合應用所學(xué)理論知識的重要過(guò)程；也是綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養效果的全面檢驗；是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認定的重要依據；是衡量高等教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評價(jià)，是對專(zhuān)業(yè)理論知識和專(zhuān)業(yè)技術(shù)綜合應用能力的強化訓練和提升[1]。在畢業(yè)設計的過(guò)程中，學(xué)生利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識，通過(guò)了解社會(huì )，分析社會(huì )需求，深入實(shí)踐，完成畢業(yè)設計的任務(wù)和撰寫(xiě)畢業(yè)論文（設計）報告等各個(gè)環(huán)節的工作。對于地方應用型普通本科高校而言，畢業(yè)設計就相當于一般高等學(xué)校的畢業(yè)論文，但是畢業(yè)設計不同于畢業(yè)論文，它的組成部分不只是一篇學(xué)術(shù)論文。應用型高校的畢業(yè)設計注重的是“應用性”和“實(shí)踐性”，學(xué)生畢業(yè)設計要求學(xué)生針對某一課題，綜合運用本專(zhuān)業(yè)有關(guān)課程的理論和技術(shù)，自己動(dòng)手動(dòng)腦做出解決實(shí)際問(wèn)題的設計。目的是總結、檢查學(xué)生在校期間的學(xué)習成果，是評定畢業(yè)成績(jì)的重要依據。同時(shí)，通過(guò)畢業(yè)設計，可培養學(xué)生開(kāi)發(fā)項目的基本綜合能力，為學(xué)生就業(yè)能力中的專(zhuān)業(yè)能力奠定堅實(shí)的基礎；培養綜合運用已有知識獨立解決問(wèn)題的能力，從而加強學(xué)生應用能力的培養，使學(xué)生能夠學(xué)以致用。
二、地方應用型普通高校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設計的現狀
近幾年來(lái)，由于學(xué)校對畢業(yè)設計要求不斷提高，學(xué)生從選題到設計再到寫(xiě)出畢業(yè)設計報告的過(guò)程中總存在這樣那樣的問(wèn)題，最終有個(gè)別同學(xué)沒(méi)有順利通過(guò)畢業(yè)設計，沒(méi)有拿到畢業(yè)證和學(xué)位證的情況時(shí)有發(fā)生，并且大多數畢業(yè)設計的水平不高，達不到培養學(xué)生獨立解決問(wèn)題和提高學(xué)生應用能力的目的。因此，如何指導學(xué)生做好畢業(yè)設計，提高學(xué)生畢業(yè)設計水平和質(zhì)量，是地方應用型普通高校面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。
�。ㄒ唬┊厴I(yè)設計選題現狀最近幾年，我校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生自進(jìn)入大四秋季學(xué)期開(kāi)始，在進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習的同時(shí)，也進(jìn)入了畢業(yè)設計準備階段：畢業(yè)設計選題，雖然畢業(yè)設計選題過(guò)程中，各級領(lǐng)導、指導教師和學(xué)生在態(tài)度是都很重視，但是在選題時(shí)也會(huì )存在很多的問(wèn)題，主要有以下三個(gè)方面。1.選題不夠準確。部分學(xué)生選題未經(jīng)深思熟慮，所選畢業(yè)設計題目要實(shí)現的功能太多，在規定時(shí)間內不能獨立完成，而最終只能實(shí)現部分功能，或部分模塊。
2.題目相似或重復雷同。學(xué)生選題存在渾水摸魚(yú)的思想，在畢業(yè)設計選題過(guò)程中不是根據自己的興趣愛(ài)好、專(zhuān)業(yè)知識學(xué)習情況等確定研究選題，而是選擇與他人類(lèi)似或雷同的選題，甚至同一批畢業(yè)的許多學(xué)生選題一致。比如：“XX管理系統”等，除了可能冠以的系統名稱(chēng)不同之外，其余基本相同。
3.應用價(jià)值低。部分學(xué)生的選題是當前十分成熟的項目，沒(méi)有研究的必要；有些選題已經(jīng)被淘汰，在實(shí)際生活和工作中沒(méi)有多大用途。
�。ǘ┊厴I(yè)設計需求分析階段現狀
通過(guò)調查，許多學(xué)生選題完成后，沒(méi)有對自己所做畢業(yè)設計選題進(jìn)行仔細了解、分析，他們認為在畢業(yè)設計中最重要的就是編程，其他方面一帶而過(guò)[2]，從而造成畢業(yè)設計過(guò)程中主題經(jīng)常進(jìn)行修改，最終使得整個(gè)系統雜亂無(wú)章，無(wú)法繼續進(jìn)行下去。因此學(xué)生在畢業(yè)設計的需求分析階段主要有以下三個(gè)方面的問(wèn)題。
1.選題后未進(jìn)行實(shí)際調查研究，甚至未查找相應的參考文獻。
2.需求分析進(jìn)行得不徹底、不準確，即使選題后查找了參考文獻和資料的，也未做充分了解和分析。
3.在需求分析階段沒(méi)有寫(xiě)出需求規格說(shuō)明書(shū)或系統分析報告就匆忙進(jìn)入系統設計階段，導致隨著(zhù)系統設計的逐步深入，原來(lái)確定的需求不能滿(mǎn)足畢業(yè)設計的需要，正在進(jìn)行的設計與開(kāi)始的期望和設想又不相符。
�。ㄈ┊厴I(yè)設計系統設計階段現狀
在系統設計階段，普遍存在以下兩個(gè)方面問(wèn)題。
1.由于需求的不明確，在進(jìn)行系統設計時(shí)，修改隨意，沒(méi)有嚴格按照軟件開(kāi)發(fā)的步驟進(jìn)行。好多學(xué)生在進(jìn)行系統設計時(shí)并沒(méi)有建出相應的功能模型，不管是用例圖還是DFD圖都沒(méi)有，而且系統設計過(guò)程中功能隨意變換，并且各功能模塊的層次結構不清晰，使得整個(gè)系統的功能模塊劃分凌亂，不符合軟件設計中“高內聚，低耦合”的原則。
2.在軟件設計過(guò)程中，不先進(jìn)行概要設計、詳細設計和模塊設計，沒(méi)有軟件的過(guò)程性描述，直接進(jìn)行編碼，存在想到哪里就做到哪里，走到哪兒算哪兒的隨意思想[3]，當前內容沒(méi)有做完便開(kāi)始其他內容，使得整個(gè)系統設計雜亂無(wú)章。在這樣的一種研究狀態(tài)下，即使完成了設計，效率也非常低下，軟件結構混亂，功能實(shí)現不完全，降低了軟件設計的質(zhì)量。
�。ㄋ模┊厴I(yè)設計實(shí)現階段現狀
通常把編碼和測試統稱(chēng)為實(shí)現。在進(jìn)行軟件設計后，就可以根據設計結果來(lái)實(shí)現，將軟件的過(guò)程性描述編碼，得到計算機可以運行的源代碼。在實(shí)現階段主要有以下幾方面的問(wèn)題。
1.編碼隨意。學(xué)生在編碼的過(guò)程中，不注意編程風(fēng)格的把握，導致程序的可讀性、可理解性、可修改性等較差，在答辨的過(guò)程中，要求指出某個(gè)功能模塊的代碼時(shí)，經(jīng)常要花費很多時(shí)間才找得到。
2.測試和調試可有可無(wú)。大部分學(xué)生在畢業(yè)設計的軟件編碼完成以后，從沒(méi)有想過(guò)進(jìn)行完整的系統測試，或者只對個(gè)別功能進(jìn)行測試或是隨意測試，沒(méi)有按照測試步驟逐步進(jìn)行；基本沒(méi)有單元測試和集成測試，一般只是最終隨便輸入幾個(gè)數據簡(jiǎn)單檢測一下，如果有錯，修改了就算完了；也沒(méi)有進(jìn)行回歸測試，沒(méi)有測試計劃，沒(méi)有想過(guò)用什么測試技術(shù)來(lái)檢測某一類(lèi)型的錯識，沒(méi)有相應的測試用例，也沒(méi)有測試結果分析。由于學(xué)生畢業(yè)設計都是一人一題，基本上是一個(gè)人完成所有步驟，就算有測試，在測試階段也是自己進(jìn)行測試，從心理學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，自己對自己開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行測試是不可取的。由于前面階段的文檔不完善，也不重視測試過(guò)程，不清楚是否實(shí)現了系統最初設計的功能，是否達到相應的性能要求，總以為程序做出來(lái)后畢業(yè)設計就完成了，使得畢業(yè)設計經(jīng)常在更換運行環(huán)境或答辯時(shí)發(fā)生錯誤和問(wèn)題，從而使得設計得不到好評甚至無(wú)法通過(guò)。
�。ㄎ澹┊厴I(yè)設計應用現狀
最近幾年，我校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設計投入使用數量接近于零。究其原因主要是由于設計不完全，未進(jìn)行測試和調試，存在的錯誤和缺陷較多，文檔和數據不完整，導致所開(kāi)發(fā)的系統或軟件不能方便地轉讓、變更、修正、擴充和使用，也沒(méi)有為后期培訓、維護留下完備的資料；因此，不能投入到真正的使用過(guò)程中，也不能實(shí)現系統或軟件產(chǎn)品的效益。
三、軟件工程思想的應用
軟件工程（SoftwareEngineering，簡(jiǎn)稱(chēng)為SE）是一門(mén)研究用工程化方法構建和維護有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的學(xué)科。軟件工程中的軟件生命周期是一個(gè)軟件從軟件定義、開(kāi)發(fā)、運行和維護，直到最終被廢棄的整個(gè)過(guò)程[2]。地方應用型普通高校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設計基本都是開(kāi)發(fā)一些中、小型應用系統或軟件，因此，學(xué)生畢業(yè)設計也要經(jīng)歷軟件生命周期各個(gè)階段，嚴格遵守軟件工程的各個(gè)原則，這樣有助于解決畢業(yè)設計中存在的問(wèn)題，提高畢業(yè)設計的質(zhì)量。通過(guò)對應用型普通本科高校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設計的過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，在畢業(yè)設計的過(guò)程中，必須運用軟件工程的觀(guān)點(diǎn)、技術(shù)和方法來(lái)指導畢業(yè)設計，這樣既節約了畢業(yè)設計的時(shí)間和學(xué)生的精力，也能做出最優(yōu)質(zhì)的畢業(yè)設計。
1.選題過(guò)程中的應用。畢業(yè)設計選題就是軟件生命周期的問(wèn)題定義中的問(wèn)題提出階段，選好題目是進(jìn)行深入研究的基礎，也是寫(xiě)出高質(zhì)量畢業(yè)論文的前提。地方應用型普通本科高校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設計選題必須做到以下幾點(diǎn)：（1）必須在對選題做了充分調查、分析，對檢索的參考文獻、資料有了整體把握的基礎上提出。（2）必須符合本專(zhuān)業(yè)培養方案規定的培養目標的要求。（3）以選擇工程性較強的課題為主，確保有足夠的工程性訓練。（4）要有明確的設計成果，對于較大型任務(wù)的課題要明確階段性成果。（5）要達到規定的工作量，難易度適中，確保能在規定的時(shí)間內完成整個(gè)課題工作。（6）要圍繞生產(chǎn)生活實(shí)際，所選題目一定具有一定的理論意義和實(shí)踐意義，具有一定的價(jià)值。（7）原則上一人一題，對于較大型任務(wù)的課題，每個(gè)學(xué)生必須有獨立子課題。結合以上幾點(diǎn)，分別從專(zhuān)業(yè)基礎、現實(shí)意義等方面進(jìn)行全面分析，進(jìn)行取舍，最終得出選題。
2.開(kāi)題過(guò)程中的應用。在畢業(yè)設計的開(kāi)題過(guò)程中，需要明確所選題目的選題依據（包括選擇課題的背景、選題研究的理論及實(shí)踐意義）、選題研究現狀（包括目前國內外對本選題的研究情況和有待解決的問(wèn)題）、研究?jì)热菖c方法，而這些就是軟件工程中需求分析階段應該做的事情。需求分析指的是在建立一個(gè)新的或改變一個(gè)現存的電腦系統時(shí)描寫(xiě)新系統的目的、范圍、定義和功能時(shí)所要做的所有的工作[3]。因此開(kāi)題過(guò)程中最重要的是進(jìn)行需求分析，需求分析具有決策性、方向性、策略性的作用，在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中具有舉足輕重的地位。需求分析完成的好壞直接影響后續軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。開(kāi)題過(guò)程中需要指導學(xué)生大量地閱讀相關(guān)的研究資料，同時(shí)根據資料進(jìn)行分析研究，對當前畢業(yè)設計的研究進(jìn)度做到心中有數，明確畢業(yè)設計的具體方向，寫(xiě)出畢業(yè)設計的研究?jì)热菖c方法，得到相應的設計提綱，解決好設計什么，如何設計的問(wèn)題。因此，應用好軟件工程的思想來(lái)指導畢業(yè)設計的開(kāi)題是至關(guān)重要的。根據學(xué)校對學(xué)生畢業(yè)論文的要求，在計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設計報告中，要求要有數據流圖、數據字典等相應內容，而軟件工程中的數據流圖（DataFlowDia-gram，簡(jiǎn)稱(chēng)DFD），它是從數據傳遞和加工角度，以圖形方式來(lái)表達系統的邏輯功能、數據在系統內部的邏輯流向和邏輯變換過(guò)程。它是描述系統中數據流程的圖形工具，它標識了一個(gè)系統的'邏輯輸入和邏輯輸出，以及把邏輯輸入轉換為邏輯輸出所需的加工處理[3]。因此，在這個(gè)階段，要指導學(xué)生按照DFD圖的要求，確定設計的功能，然后根據系統分析結果寫(xiě)出分析報告，就得出畢業(yè)論文中系統分析階段的初始文檔。
3.在實(shí)踐研究環(huán)節的應用。根據需求分析（開(kāi)題階段）的結果進(jìn)行軟件的概要設計和詳細設計，注意在設計過(guò)程中要嚴格按照軟件工程對于設計階段的指導原則來(lái)進(jìn)行設計。將概要設計階段需求分析得到的DFD轉換為軟件結構和數據結構，即是根據需求確定軟件和數據的總體框架，設計出軟件的結構，也就是要確定系統中每個(gè)程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關(guān)系。然后再進(jìn)行詳細設計，設計出每個(gè)模塊的實(shí)現算法、所需的局部數據結構，并且對每個(gè)模塊寫(xiě)出過(guò)程性描述；為每個(gè)模塊設計出一組測試用例，在進(jìn)行測試時(shí)就以此測試用例來(lái)進(jìn)行測試。詳細設計階段的任務(wù)還不是具體地編寫(xiě)程序，而是要設計出程序的“藍圖”，以后將根據這個(gè)“藍圖”寫(xiě)出實(shí)際的程序代碼。因此，指導教師要對學(xué)生的設計過(guò)程進(jìn)行監督和指導，防止學(xué)生盲目的進(jìn)行編碼。
4.在實(shí)現階段的應用。在編碼的過(guò)程中，要注意編程風(fēng)格的把握，編程的風(fēng)格在很大程度上影響程序的可讀性、可測試性和可維護性。在測試階段，可以進(jìn)行交叉測試，即學(xué)生之間可以?xún)蓛山徊�，相互測試，以更好的達到測試效果，同時(shí)也培養了學(xué)生的團隊意識和合作意識。在測試過(guò)程中要注意運用軟件工程的測試原則和測試思想，嚴格按照單元測試→集成測試→確認測試→系統測試→驗收測試的測試步驟進(jìn)行，利用白盒測試技術(shù)進(jìn)行單元測試，黑盒測試技術(shù)進(jìn)行其他測試，并且在找出錯誤并修改后要進(jìn)行相應的回歸測試，確認修改了錯誤并且沒(méi)有引入新的錯誤，這樣有利于找到軟件中的各類(lèi)錯誤，提高軟件的質(zhì)量。因此，在軟件的測試過(guò)程中，一定要嚴格按照軟件工程中的測試原則來(lái)進(jìn)行，不可隨意進(jìn)行測試，并且要注意測試文檔資料的收集整理，要有相應的測試計劃和測試報告。對學(xué)生的創(chuàng )造性的思維和想法，指導教師要給予支持，積極引導，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng )新，用應用型人才培養目標來(lái)要求學(xué)生，保證高質(zhì)量的畢業(yè)設計的完成。
5.在畢業(yè)論文（設計）報告方面的應用。對于應用型普通本科高校計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設計而言，不單單是完成了一個(gè)系統的設計，還要有相應的設計報告，而設計報告的編寫(xiě)過(guò)程中，很多學(xué)生存在文字表達能力不強的現象，為了完成報告，就有可能會(huì )抄襲，特別是在軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段文檔材料不全的情況下更為嚴重。因此，在學(xué)生進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節中，指導教師都應該按照軟件工程的觀(guān)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行指導，并要求學(xué)生在各個(gè)階段都完成相應的文檔。這樣在畢業(yè)設計報告撰寫(xiě)的過(guò)程中，只要將各個(gè)階段的文檔進(jìn)行合并、整理就得到相應的設計報告，并且是一篇重復率不高的高質(zhì)量的設計報告。6.在畢業(yè)設計實(shí)際應用方面的應用。因為學(xué)生在整個(gè)系統或軟件過(guò)程中均按軟件設計規范準備了文檔和進(jìn)行了完整的系統測試，從而為系統或軟件的專(zhuān)利申請提供了充分必要的資料，并為畢業(yè)設計的實(shí)際應用打下良好的基礎。
四、結語(yǔ)
計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設計在學(xué)生的整個(gè)大學(xué)生活中具有極其重要的地位和作用，根據應用型普通本科高校人才培養的定位，主要是培養學(xué)生的獨立思考能力、動(dòng)手能力和應用能力。通過(guò)對軟件工程思想在計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設計的過(guò)程及方法中的應用研究，逐步實(shí)現學(xué)生畢業(yè)設計的實(shí)際成果轉化，從而為應用型計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養提供相應的借鑒。
作者:龍亞 張仕學(xué) 余廷忠 單位:貴州工程應用技術(shù)學(xué)院
參考文獻：
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