軟件工程思想在應用型高校畢業(yè)設計中的應用

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摘要：針對地方應用型本科高校計算機軟件類畢業(yè)設計質量不高的問題，對畢業(yè)設計中存在的問題進行分析，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畢業(yè)設計進行指導，以提高地方應用型普通本科高校畢業(yè)設計的質量。

關鍵詞：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踐和綜合實訓階段，是實現(xiàn)本科教育培養(yǎng)目標的重要組成部分，是深化、拓展、綜合應用所學理論知識的重要過程；也是綜合素質與工程實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗；是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據(jù)；是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價，是對專業(yè)理論知識和專業(yè)技術綜合應用能力的強化訓練和提升[1]。在畢業(yè)設計的過程中，學生利用所學專業(yè)理論知識，通過了解社會，分析社會需求，深入實踐，完成畢業(yè)設計的任務和撰寫畢業(yè)論文（設計）報告等各個環(huán)節(jié)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術論文。應用型高校的畢業(yè)設計注重的是“應用性”和“實踐性”，學生畢業(yè)設計要求學生針對某一課題，綜合運用本專業(yè)有關課程的理論和技術，自己動手動腦做出解決實際問題的設計。目的是總結、檢查學生在校期間的學習成果，是評定畢業(yè)成績的重要依據(jù)。同時，通過畢業(yè)設計，可培養(yǎng)學生開發(fā)項目的基本綜合能力，為學生就業(yè)能力中的專業(yè)能力奠定堅實的基礎；培養(yǎng)綜合運用已有知識獨立解決問題的能力，從而加強學生應用能力的培養(yǎng)，使學生能夠學以致用。

二、地方應用型普通高校計算機相關專業(yè)學生畢業(yè)設計的現(xiàn)狀

近幾年來，由于學校對畢業(yè)設計要求不斷提高，學生從選題到設計再到寫出畢業(yè)設計報告的過程中總存在這樣那樣的問題，最終有個別同學沒有順利通過畢業(yè)設計，沒有拿到畢業(yè)證和學位證的情況時有發(fā)生，并且大多數(shù)畢業(yè)設計的水平不高，達不到培養(yǎng)學生獨立解決問題和提高學生應用能力的目的。因此，如何指導學生做好畢業(yè)設計，提高學生畢業(yè)設計水平和質量，是地方應用型普通高校面臨的一個重要問題。

（一）畢業(yè)設計選題現(xiàn)狀最近幾年，我校計算機相關專業(yè)畢業(yè)生自進入大四秋季學期開始，在進行畢業(yè)實習的同時，也進入了畢業(yè)設計準備階段：畢業(yè)設計選題，雖然畢業(yè)設計選題過程中，各級領導、指導教師和學生在態(tài)度是都很重視，但是在選題時也會存在很多的問題，主要有以下三個方面。1.選題不夠準確。部分學生選題未經(jīng)深思熟慮，所選畢業(yè)設計題目要實現(xiàn)的功能太多，在規(guī)定時間內不能獨立完成，而最終只能實現(xiàn)部分功能，或部分模塊。

2.題目相似或重復雷同。學生選題存在渾水摸魚的思想，在畢業(yè)設計選題過程中不是根據(jù)自己的興趣愛好、專業(yè)知識學習情況等確定研究選題，而是選擇與他人類似或雷同的選題，甚至同一批畢業(yè)的許多學生選題一致。比如：“XX管理系統(tǒng)”等，除了可能冠以的系統(tǒng)名稱不同之外，其余基本相同。

3.應用價值低。部分學生的選題是當前十分成熟的項目，沒有研究的必要；有些選題已經(jīng)被淘汰，在實際生活和工作中沒有多大用途。

（二）畢業(yè)設計需求分析階段現(xiàn)狀

通過調查，許多學生選題完成后，沒有對自己所做畢業(yè)設計選題進行仔細了解、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[2]，從而造成畢業(yè)設計過程中主題經(jīng)常進行修改，最終使得整個系統(tǒng)雜亂無章，無法繼續(xù)進行下去。因此學生在畢業(yè)設計的需求分析階段主要有以下三個方面的問題。

1.選題后未進行實際調查研究，甚至未查找相應的參考文獻。

2.需求分析進行得不徹底、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.在需求分析階段沒有寫出需求規(guī)格說明書或系統(tǒng)分析報告就匆忙進入系統(tǒng)設計階段，導致隨著系統(tǒng)設計的逐步深入，原來確定的需求不能滿足畢業(yè)設計的需要，正在進行的設計與開始的期望和設想又不相符。

（三）畢業(yè)設計系統(tǒng)設計階段現(xiàn)狀

在系統(tǒng)設計階段，普遍存在以下兩個方面問題。

1.由于需求的不明確，在進行系統(tǒng)設計時，修改隨意，沒有嚴格按照軟件開發(fā)的步驟進行。好多學生在進行系統(tǒng)設計時并沒有建出相應的功能模型，不管是用例圖還是DFD圖都沒有，而且系統(tǒng)設計過程中功能隨意變換，并且各功能模塊的層次結構不清晰，使得整個系統(tǒng)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.在軟件設計過程中，不先進行概要設計、詳細設計和模塊設計，沒有軟件的過程性描述，直接進行編碼，存在想到哪里就做到哪里，走到哪兒算哪兒的隨意思想[3]，當前內容沒有做完便開始其他內容，使得整個系統(tǒng)設計雜亂無章。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，功能實現(xiàn)不完全，降低了軟件設計的質量。

（四）畢業(yè)設計實現(xiàn)階段現(xiàn)狀

通常把編碼和測試統(tǒng)稱為實現(xiàn)。在進行軟件設計后，就可以根據(jù)設計結果來實現(xiàn)，將軟件的過程性描述編碼，得到計算機可以運行的源代碼。在實現(xiàn)階段主要有以下幾方面的問題。

1.編碼隨意。學生在編碼的過程中，不注意編程風格的把握，導致程序的可讀性、可理解性、可修改性等較差，在答辨的過程中，要求指出某個功能模塊的代碼時，經(jīng)常要花費很多時間才找得到。

2.測試和調試可有可無。大部分學生在畢業(yè)設計的軟件編碼完成以后，從沒有想過進行完整的系統(tǒng)測試，或者只對個別功能進行測試或是隨意測試，沒有按照測試步驟逐步進行；基本沒有單元測試和集成測試，一般只是最終隨便輸入幾個數(shù)據(jù)簡單檢測一下，如果有錯，修改了就算完了；也沒有進行回歸測試，沒有測試計劃，沒有想過用什么測試技術來檢測某一類型的錯識，沒有相應的測試用例，也沒有測試結果分析。由于學生畢業(yè)設計都是一人一題，基本上是一個人完成所有步驟，就算有測試，在測試階段也是自己進行測試，從心理學的角度來說，自己對自己開發(fā)的軟件進行測試是不可取的。由于前面階段的文檔不完善，也不重視測試過程，不清楚是否實現(xiàn)了系統(tǒng)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)境或答辯時發(fā)生錯誤和問題，從而使得設計得不到好評甚至無法通過。

（五）畢業(yè)設計應用現(xiàn)狀

最近幾年，我校計算機相關專業(yè)畢業(yè)設計投入使用數(shù)量接近于零。究其原因主要是由于設計不完全，未進行測試和調試，存在的錯誤和缺陷較多，文檔和數(shù)據(jù)不完整，導致所開發(fā)的系統(tǒng)或軟件不能方便地轉讓、變更、修正、擴充和使用，也沒有為后期培訓、維護留下完備的資料；因此，不能投入到真正的使用過程中，也不能實現(xiàn)系統(tǒng)或軟件產(chǎn)品的效益。

三、軟件工程思想的應用

軟件工程（SoftwareEngineering，簡稱為SE）是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科。軟件工程中的軟件生命周期是一個軟件從軟件定義、開發(fā)、運行和維護，直到最終被廢棄的整個過程[2]。地方應用型普通高校計算機相關專業(yè)學生畢業(yè)設計基本都是開發(fā)一些中、小型應用系統(tǒng)或軟件，因此，學生畢業(yè)設計也要經(jīng)歷軟件生命周期各個階段，嚴格遵守軟件工程的各個原則，這樣有助于解決畢業(yè)設計中存在的問題，提高畢業(yè)設計的質量。通過對應用型普通本科高校計算機相關專業(yè)的學生在進行畢業(yè)設計的過程中存在的問題進行分析，在畢業(yè)設計的過程中，必須運用軟件工程的觀點、技術和方法來指導畢業(yè)設計，這樣既節(jié)約了畢業(yè)設計的時間和學生的精力，也能做出最優(yōu)質的畢業(yè)設計。

1.選題過程中的應用。畢業(yè)設計選題就是軟件生命周期的問題定義中的問題提出階段，選好題目是進行深入研究的基礎，也是寫出高質量畢業(yè)論文的前提。地方應用型普通本科高校計算機相關專業(yè)的畢業(yè)設計選題必須做到以下幾點：（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）必須符合本專業(yè)培養(yǎng)方案規(guī)定的培養(yǎng)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，對于較大型任務的課題要明確階段性成果。（5）要達到規(guī)定的工作量，難易度適中，確保能在規(guī)定的時間內完成整個課題工作。（6）要圍繞生產(chǎn)生活實際，所選題目一定具有一定的理論意義和實踐意義，具有一定的價值。（7）原則上一人一題，對于較大型任務的課題，每個學生必須有獨立子課題。結合以上幾點，分別從專業(yè)基礎、現(xiàn)實意義等方面進行全面分析，進行取舍，最終得出選題。

2.開題過程中的應用。在畢業(yè)設計的開題過程中，需要明確所選題目的選題依據(jù)（包括選擇課題的背景、選題研究的理論及實踐意義）、選題研究現(xiàn)狀（包括目前國內外對本選題的研究情況和有待解決的問題）、研究內容與方法，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新的或改變一個現(xiàn)存的電腦系統(tǒng)時描寫新系統(tǒng)的目的、范圍、定義和功能時所要做的所有的工作[3]。因此開題過程中最重要的是進行需求分析，需求分析具有決策性、方向性、策略性的作用，在軟件開發(fā)的過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(xù)軟件開發(fā)的質量。開題過程中需要指導學生大量地閱讀相關的研究資料，同時根據(jù)資料進行分析研究，對當前畢業(yè)設計的研究進度做到心中有數(shù)，明確畢業(yè)設計的具體方向，寫出畢業(yè)設計的研究內容與方法，得到相應的設計提綱，解決好設計什么，如何設計的問題。因此，應用好軟件工程的思想來指導畢業(yè)設計的開題是至關重要的。根據(jù)學校對學生畢業(yè)論文的要求，在計算機相關專業(yè)的畢業(yè)設計報告中，要求要有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等相應內容，而軟件工程中的數(shù)據(jù)流圖（DataFlowDia-gram，簡稱DFD），它是從數(shù)據(jù)傳遞和加工角度，以圖形方式來表達系統(tǒng)的邏輯功能、數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內部的邏輯流向和邏輯變換過程。它是描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的圖形工具，它標識了一個系統(tǒng)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，在這個階段，要指導學生按照DFD圖的要求，確定設計的功能，然后根據(jù)系統(tǒng)分析結果寫出分析報告，就得出畢業(yè)論文中系統(tǒng)分析階段的初始文檔。

3.在實踐研究環(huán)節(jié)的應用。根據(jù)需求分析（開題階段）的結果進行軟件的概要設計和詳細設計，注意在設計過程中要嚴格按照軟件工程對于設計階段的指導原則來進行設計。將概要設計階段需求分析得到的DFD轉換為軟件結構和數(shù)據(jù)結構，即是根據(jù)需求確定軟件和數(shù)據(jù)的總體框架，設計出軟件的結構，也就是要確定系統(tǒng)中每個程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關系。然后再進行詳細設計，設計出每個模塊的實現(xiàn)算法、所需的局部數(shù)據(jù)結構，并且對每個模塊寫出過程性描述；為每個模塊設計出一組測試用例，在進行測試時就以此測試用例來進行測試。詳細設計階段的任務還不是具體地編寫程序，而是要設計出程序的“藍圖”，以后將根據(jù)這個“藍圖”寫出實際的程序代碼。因此，指導教師要對學生的設計過程進行監(jiān)督和指導，防止學生盲目的進行編碼。

4.在實現(xiàn)階段的應用。在編碼的過程中，要注意編程風格的把握，編程的風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，可以進行交叉測試，即學生之間可以兩兩交叉，相互測試，以更好的達到測試效果，同時也培養(yǎng)了學生的團隊意識和合作意識。在測試過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(tǒng)測試→驗收測試的測試步驟進行，利用白盒測試技術進行單元測試，黑盒測試技術進行其他測試，并且在找出錯誤并修改后要進行相應的回歸測試，確認修改了錯誤并且沒有引入新的錯誤，這樣有利于找到軟件中的各類錯誤，提高軟件的質量。因此，在軟件的測試過程中，一定要嚴格按照軟件工程中的測試原則來進行，不可隨意進行測試，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，鼓勵學生大膽創(chuàng)新，用應用型人才培養(yǎng)目標來要求學生，保證高質量的畢業(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專業(yè)的畢業(yè)設計而言，不單單是完成了一個系統(tǒng)的設計，還要有相應的設計報告，而設計報告的編寫過程中，很多學生存在文字表達能力不強的現(xiàn)象，為了完成報告，就有可能會抄襲，特別是在軟件開發(fā)的各個階段文檔材料不全的情況下更為嚴重。因此，在學生進行軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)中，指導教師都應該按照軟件工程的觀點來進行指導，并要求學生在各個階段都完成相應的文檔。這樣在畢業(yè)設計報告撰寫的過程中，只要將各個階段的文檔進行合并、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量的設計報告。6.在畢業(yè)設計實際應用方面的應用。因為學生在整個系統(tǒng)或軟件過程中均按軟件設計規(guī)范準備了文檔和進行了完整的系統(tǒng)測試，從而為系統(tǒng)或軟件的專利申請?zhí)峁┝顺浞直匾馁Y料，并為畢業(yè)設計的實際應用打下良好的基礎。

四、結語

計算機相關專業(yè)學生的畢業(yè)設計在學生的整個大學生活中具有極其重要的地位和作用，根據(jù)應用型普通本科高校人才培養(yǎng)的定位，主要是培養(yǎng)學生的獨立思考能力、動手能力和應用能力。通過對軟件工程思想在計算機相關專業(yè)學生畢業(yè)設計的過程及方法中的應用研究，逐步實現(xiàn)學生畢業(yè)設計的實際成果轉化，從而為應用型計算機相關專業(yè)人才培養(yǎng)提供相應的借鑒。

作者:龍亞 張仕學 余廷忠 單位:貴州工程應用技術學院

參考文獻：

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[3]張海藩.軟件工程導論第六版[M].北京:清華大學出版社,2013.