管理软件的“天王”时代.doc

1、管理软件的“天王”时代管理软件的“天王” 时代所谓“四大天王”,本义是指佛教的护法天神,又称护世四天王 ,是佛教二十诸天中的四位天神,位于娑婆欲界第一重天。佛教中的四大天王,法相庄严,神力无边,统辖人间的东西南北四大洲,代表着佛的神圣与智慧。 在香港娱乐圈,通过成功的炒作,刘德华、张学友、黎明和郭富城在上个世纪九十年代初期被誉为香港演艺界“四大天王” 。时至今日,香港娱乐圈新人辈出,老天王们似乎也已经辉煌不再,但仍没有新生代艺人能真正取代他们的地位。 通过这两个例子可以看出,在中国人的辞典里,能称得上“天王”的,都不是等闲之辈。同样,在管理软件领域也有“四大天王”IBM,Oracle,微软和

2、SAP,它们每一个也都是相当厉害的角色。IBM 被很多人称为“伟大的蓝色巨人”,不仅历史悠久,而且经常在创新发展方面提出崭新的理念并付诸实施;Oracle,在其 “掌门人”拉里埃里森的领导下,不断收购和扩张,已经成长为一个拥有完整产品体系的超级软件豪门;微软更不必多说,这个公司可能是知名度最高的软件企业,这个星球上占有率最高的计算机操作系统就是微软的产品;最后一个是来自德国的 SAP 公司,也许它距离普通人的生活远了些 ,但大部分世界五百强企业日常运转所需的管理软件,都是 SAP 的产品。 在佛教以及香港娱乐圈的范畴,天王令众生倾慕和敬仰;但在管理软件领域 ,人们除了赞叹软件巨头纵横捭阖的商业

3、智慧之外,可能还要站在一个软件产品用户的角度思量一个问题天王时代的降临,是好是坏? 对于广大用户来说: 软件供应商数目越来越较少,规模却越来越大。也就是说,软件产品的价格将会更高,用户的选择将会更少,系统迁移成本将会更高,锁定厂商的情况将会越来越严重。 当下,Oracle,IBM,微软和 SAP 四大天王级厂商纷纷构成了各自完整的软件产品线。这无疑是竞争的必然,但是,当这些天王级企业具备了完整的产品线时,也就意味着产业链也被它们控制,除了用户的选择受到牵制以外,那些专注于某一细分市场的小型软件企业如何面对严苛的竞争环境?沦为天王级企业的合作伙伴恐怕还是上乘的境遇,更多的企业,必将难逃被收购或整

4、合的命运。 在国家教育部留学基金委的资助下，我们一行 25 名来自全国各高校的一线教师在去年上半年前往美国伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign，即 UIUC，本文以后均简写为伊利诺伊大学) 做访问学者和参观学习。一个学期的时间并不算太长，特别是在紧张忙碌的学习、工作过程中，几乎是转瞬即逝。1 留学目的地：伊利诺伊大学 伊利诺伊大学是“莫里尔法案”(由林肯总统在 1862 年签署) 生效最初十年期间通过公用土地赠与方式创立的全美37 所高校之一，于 1868 年正式开学。其座落于美国伊利诺伊州南部安静幽雅的姊妹城镇厄巴纳和香槟

5、，占地 1458 英亩，拥有 272 座主要建筑。此外，学校还拥有一个机场、433 英亩森林保留地以及占地 1765 英亩的阿勒顿公园。 经过近 140 年的发展，伊利诺依大学已经是全美国最好的大学之一，位居全美公立大学的前五位。该校拥有仅次于哈佛大学和耶鲁大学的美国第三大大学图书馆，图书资料达一千七百多万册。此外，学校还有自然史博物馆、世界传统文化博物馆以及一个美术馆和一个表演艺术中心。该校能提供一百五十多个专业方向领域的四千多门课程，每年授予一万五千多个学位，其中每年授予的博士学位获得者人数稳居全美前五名。目前，该校拥有近两千名教授和四万余名学生。其中，学生由近三万名大学生和一万一千余名研

6、究生组成，含外国留学生近五千名。 伊利诺伊大学以理工科尤称翘楚，稳居全美大学排名前六位。进一步讲，有十余个本科专业位列全美前二十五名，其中会计学、材料学、农业工程、土木工程、环境工程、计算机科学、核工程、机械工程等并位居前五位；有超过六十多个研究生专业位列全美前三十名，其中图书馆学、土木工程、材料学、微生物学、计算机科学、计算机工程、无机化学、分析化学、冷凝物质、逻辑学、数论等并高居前五位。该校共有 11 位教师及校友荣获过诺贝尔奖，18 位教师及校友荣获过普利策奖。其中，该校教授巴丁因发明晶体管和提出低温超导理论而成为历史上在同一领域(固体物理学) 两次获得诺贝尔物理学奖的第一人。另外，尼龙

7、的发明者卡罗瑟斯、集成电路的发明者杰克科勒比、第 78 届奥斯卡金像奖最佳导演获得者李安等均为该校毕业生，我国前著名科学家竺可桢早年也曾在该校攻读农学。 非常幸运和特别值得一提的是，此番留学团队组成成员的研究兴趣或主攻方向均属伊利诺伊大学的优势学科方向，这为各位老师的学习和提高创造了非常重要的基础和前提条件，同时也从侧面反映了国家教育部留学基金委的工作非常到位和值得肯定。 2 计算机学科课程设置的比较 我是北京交通大学计算机学院的一名专业基础课程任课教师，主要讲授本科“操作系统”和研究生“安全操作系统” ，有幸被分派到久负盛名的伊利诺伊大学计算机科学系进行访问学习。网络神童马克安德森曾在那里设

8、计了互联网浏览器软件 Mosaic 及 Netscape，著名的微软 IE 浏览器至今还是构建在 Mosaic的基础上。留学期间和回国后，我曾对伊利诺伊大学计算机学科课程设置进行了较为粗浅的分析和对比性研究。 伊利诺伊大学计算机科学系可提供三种不同的大学学位教育(即工学院的计算机科学专业理学学士以及文理学院的数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士)、五年制本硕连读学位教育、辅修计算机科学专业学位教育及软件工程学历证书。本科学位教育主要由校院教学要求和专业教学要求两部分构成。前述计算机科学专业理学学士、数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士的主要区别就在于学院要求和专

9、业要求的不同。例如，工学院要求物理与化学，而文理学院则不要求，同时两个学院的一般教学要求也略微有所不同。不同专业间的教学要求区别在于数学与计算机科学专业要求多上三门不同的数学类课程，同时又比计算机科学专业少上五门计算机科学类课程。统计学与计算机科学专业和数学与计算机科学专业的要求大致相同，只是用统计学类课程替代了某些数学类课程。对于三个专业来讲，有 15 门数学类或计算机科学类课程是相同的，所以共性大于不同。需要指出的是，计算机科学类课程由计算机科学系负责开设和讲授，课号、名称及要求完全一致。这和国内的大学是不一样的，至少北京交通大学是如此：和计算机专业较为相似的理学院的信息与计算科学专业的某

10、些计算机类核心课程(如“操作系统” )的要求和讲授就与计算机学院无关。此外，国内大学本科培养方案则由通识教育、学科门类教育、自主教育三部分教学要求构成，它们与伊利诺伊大学的学院级或专业级教学要求间的对应关系并不明晰。其中，通识教育由综合基础和基本技能组成，为面向全校本科生的公共要求(伊利诺伊大学在这点上似乎不太明确或较弱) ；学科门类教育由学科门类基础课程、大类专业基础课程和专业课程构成；自主教育包括全校通识教育与各学科门类教育课程与实践、系列讲座、竞赛、证书、科研论文、自主和开放实验、就业实践、科研实践等，是我国高校为加强实践环节和推动就业竞争力而引入的具有中国特色的课程学分组成，国外自然无

11、等同物。 具体以计算机科学专业培养方案为例对比来讲，伊利诺伊大学总共要求 128 学分，含学院级要求 39-51 学分、专业要求 76-85 学分(参表 1 所示) ；北京交通大学总学分要求为 190 学分，含通识教育必修 40 学分和选修 20 学分、学科门类教育必修 97.5 学分和选修 22.5 学分以及自主教育选修 10 学分(参表 2 所示) 。后者比前者高出 62 学分，主要包括必修类的英语 16 学分(国外对外语的要求为 0-12 学分，注意其并未指定特定语种 )、选修类的自主教育 10 学分。国内通识教育综合基础部分(必修 22 学分、选修 14 学分) 近似等同于国外的人文社

12、会科学类课程 (18 学分)，但多出 18 学分的教学要求。另外，国外大学专门设立写作课程(含 4 学分写作 I、3 学分高级写作)来传授和培养学生的写作技巧与能力，国内大学则主要通过毕业设计环节的论文写作(毕业设计共 16 学分)来达到相同的目标。国外大学把普通化学 I 和普通化学实验 I(共计4 小学分)作为工科专业的公共基本要求，而国内大学如计算机科学专业在内的工科专业则可以不选修化学类课程；同时，国内大学设定数学、物理类课程同为学科门类基础课程，而国外大学则把其中的微积分、概率论或统计学作为计算机科学专业的专业要求。 表 1 伊利诺伊大学计算机科学本科专业培养方案 注：表中大类专业基础

13、理论与实践(必修)主要包括计算机科学技术导论、电子技术类课程 (电路分析基础3 学分、模拟电子技术 3 学分、模拟电子技术实验 1 学分、数字电子技术 3 学分、数字电子技术实验 1 学分)、计算机数学类课程 (离散数学 8 学分 )、计算机软件类课程(数据结构 4学分、高级语言程序设计 4 学分、操作系统 4 学分，编译原理 3 学分)、计算机硬件类课程(计算机体系结构 2 学分、计算机组成原理 3 学分、计算机组成原理实验 1 学分) 等；专业主修(必修) 课程主要包括数据库系统原理、接口技术、计算机网络原理、接口技术实验、计算机网络原理实验、毕业设计等。专业特色课程(选修)则划分为四个方

14、向给出可选课程：1、计算机软件类(软件测试、统一建模语言、高性能计算导论、软件工程、Web 程序设计、Unix/Linux 环境下程序设计、XML 程序设计、软件类综合实践)；2、计算机硬件类(计算机控制技术、硬件类综合实践)；3、计算机网络类( 计算机安全保密、网络安全与管理 )；4、计算机应用技术类(人工智能、人机交互技术、计算机辅助造型与动画设计、数字图像处理)。 伊利诺伊大学要求学生学习和掌握数字计算机的理论、设计和应用的广博深厚的知识。前两年主要学习数学与物理以及入门性计算机科学基本原理。第三年完成基本的计算机科学课程，并要求选修和拓展学生的理论基础。第四年鼓励学生就自己感兴趣的方向

15、和课题进行学习和深入的理解(均为选修课) 。进一步说，国外大学计算机科学专业关于计算机专业特色课程的公共要求简单明晰，仅包括计算机科学导论、数据结构与软件原理、计算机体系结构 I/II、系统编程、大程序设计项目、计算理论入门，等，而多达 24-27学分允许学生可按计算机科学、科学计算(计算机科学与工程) 、数学三大方向分轨选课(参表 3 所示)；而其中在计算机科学方向并给出系统、数据库、图形学、人机交互、编程语言、人工智能、信息安全、网络等八个子方向，在科学计算方向上并给出航空宇宙工程、应用数学、天文学、大气科学、生物学、生物医学仪器、生物分子工程、化学工程、化学、控制、电子工程、工程机械学、

16、环境工程学、遗传学、地质学、制造工程、材料科学、机械工程、建模与仿真、神经系统科学、原子工程、运筹学、优化、物理学、等离子工程、心理学、放射学工程、机器人学、信号与图像处理、统计学、结构工程等三十多个子方向上给出细化且较为明确的各 6-9 学分的选课指导和教学要求。 表 3 伊利诺伊大学计算机科学专业按方向分轨选课 相比较之下，国内大学计算机专业设立的公共特色专业课程则较多，有时即便划分出一些方向，要么方向太大，要么选课思路和教学要求不太明确。 3 教学科研、学生素质培养及其他 在伊利诺伊大学，我主要选择了三门与我在国内所授课程及研究方向关系密切的计算机科学专业课程(包括 CS 423 Ope

17、rating System Design“操作系统设计” ，CS 523 Advanced Operating Systems“高级操作系统”和 CS498DM Software Testing“软件测试”)进行旁听学习。 从专业课程教学内容组织安排及教学环节课堂组织可以看出，国外大学始终贯彻教学过程以“学生”为主体的宗旨和理念，强调学生的自主学习，要求学生在课前完成充分的预习准备、课后完成复习思考或上机作业，否则课堂根本就是听天书，学不会是学生自己的事情且归因于其自身的问题)；授课教师在课堂上主要扮演组织者的摘要：本文根据多年的教学实践，探讨了教学内容的选择和组织、实验教学组织和自主实验设计

18、等。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：多层次教学；密码学；课外项目设计 互联网已经深入我们的生活和工作。在我们充分体验信息共享带来的便捷的同时，网络也暴露出了不少的安全问题。鉴于密码学是信息安全的有力技术保障，在校大学生们对揭开密码学的神秘面纱表现出了极大的热情。每年的密码学公选课成了许多学生选报的热门课程。除此以外，研究生的选修课密码学基础也是修课人数较多的课程，学院内的本专科学生大多会选修信息安全(其中密码学是重要模块)。还有软件学院的特色：自主实验中设计的密码学相关实验有大量小组报名。针对展开多层次的密码学教学已经成为适应日益壮大的需求，为广大学生服务，成为密码学教学急需解决的问题。本文

19、主要依据实践，探讨了密码学多层次教学目标的设定和教学方法的组织，并给出了实践结果分析。 1 多层次教学模式随着我国信息安全专业的开设，密码学教学逐渐铺开，但总体来说它还处于起步阶段。从教材建设、实验课程等方面还在逐步成熟、推进过程中。密码学课程是一门理论性较强的课程，对初学者来说有一定难度。传统的教学中，往往偏重于理论教学，但实际上，这也是一门强调实践的课程。一般的密码教材以密码算法和协议原理为主，往往忽略了密码分析等实践环节，这也主要是密码学的相关实践有一定难度。 这样往往导致典型的填鸭式的密码学教学，学生被动的学习枯燥艰深的理论，进而遏制了学生学习密码学的热情。即便他们完成了课程的学习，面

20、对实际安全相关项目，仍会感到束手无策，不知如有应用学到的知识，把抽象的理论转化为实用技术。 鉴于已经有来自不同学院的低年级学生选修了密码学基础，还有本院的专业选修等，我们更加需要考虑到他们不同的基础和对密码学的不同需求。显然多层次教学是我们较理想的应对法则。我们努力把课堂教学和课外实践有机结合起来，并根据不同层面提供形式多样的实践内容。实践中我们有意侧重于实验部分，引导学生的完成实验和项目。实践得到了很好的效果，学生满意率较高。 2 我校密码学多层次教学现状 浙江工业大学的密码学教学从 2002 年开设了计算机专业的研究生选修课“密码学基础”开始。2004 年开始，面向计算机专业的学生开设了“

21、信息安全”专业选修课(其中密码学是最重要的模块之一)，然后延伸到专科。2005 年我校在面向全校的公选课中开设了“密码学基础” ，目前该课程每学期开设，影响逐渐增强。2006 年软件学院面向全院学生倡导创新学分、鼓励学生自主实验。我们在其中发布了十多个密码学相关的自主实验选题，有三十多组参与其中，学生急需补充密码学相关知识。显然，目前我校目前已经形成了密码学教学中的广泛的、层次差异较大的需求。 “因材施教”对于成功地开展多层次教学至关重要。首先，我们要依据不同的需求，为各层次的学生制定合适的教学目标。对于研究生，我们重点关注他们在密码学领域的自学能力、分析和研究能力的培养。对本科生，我们在介绍

22、基本理论和概念之余，提供更多的密码分析的训练和实验结果分析。对于计算机应用大专层面的学生，重点在密码学相关概念入门和工具的使用能力培养。 3 密码学多层次教学实践 基于上述认识，我们设计了多层次密码学教学的教学内容和考核机制，并提供了多个密码学相关小项目，供学生课余练习、提高。这有助于更好的辅助课堂教学，提升教学质量。 3.1 教学内容设计 在我们的教学实践中，针对不同层次，选择并合理组织教学内容是首要环节。之后我们开发了相应的多媒体课件来更好地辅助学生理解密码理论。 3.1.1 工具使用层面 对于计算机相关专业专科和非计算机专业本科生，我们认为教学的重点是掌握密码学基本概念和经典算法，要求他

23、们能借助工具软件完成基于经典算法的加解密。我们为此在教学中重点引入了诸如RSATool、DSATool、AESTool 和 CrypTool 等著名工具，它们实现了 RSA、DSA 和 AES等经典加解密算法和签名算法。对于古典加解密算法，我们利用 CAP 软件便于学生操作，鼓励学生分析明文和密文。这些工具大多提供了较好的交互性和可视化界面，甚至还提供了 Diffie-Hellman 协议等的可视化，为教学提供了很好的范例。 3.1.2 算法实现和分析层面 对于公选课堂，绝大多数学生是文理科的一年级新生，没有足够的数学基础(如：线性代数、数论等) 。对于他们来说，理解现代密码理论有较大困难，但

24、他们大多具有强烈的好奇心和良好的综合素质。我们考虑在教学中调整古典密码和现代密码的教学比例，大致为 4：1，以密码学算法设计思想为主线，引导学生分析、逐步掌握破解古典算法密文的技术。我们鼓励理科学生编程实现、分析古典密码算法。我们发现“经典密码学与现代密码学”是这一层面合适的教材。该书以 Alice 和 Bob 直接为防止恶意第三方Eve 而不停选用不同的加密算法以达到秘密通信的目的为主线展开，趣味性强，对相关的算法叙述清楚，提供加解密工具软件 CAP，可操作性强，难能可贵的是对破解思路介绍得很细致。学生可以边看书边印证。除此以外，我们还提供了多媒体课件、实验和操作演示等来帮助学生掌握 CAP

25、 和 Cryptool 等工具软件的使用，并进行密码分析、古典密码密文破解的工作。密码史中的奇人轶事、趣事、古典密码的产生背景、破解线索和得到附加分的激励等穿插在课堂中，课堂师生互动良好。启发式教学和激励促使学生踊跃地寻求问题的解决方案。 3.1.3 现代密码热点追踪层面 作为计算机应用与软件专业研究生的专业选修课，我们在课内主要向学生阐述当代密码学的主要思想和应用领域，为学生今后的项目实践提供理论指导。建议我们对这一层面的学生，注重密码算法和协议内容，因而有密码学圣经之称的“应用密码学：协议、算法与 C 源程序”成为我们首选的教材。此外，还有“应用密码学手册” 、 “信息安全工程”等也是我们

26、建议的重要参考书。为增强学生在密码学实践能力，我们要求选课的学生 35 人自由成组，阅读并整理OpenSSL、CrypTool 等开源软件的算法，或者利用 JAVA 类库等开发密码学应用等。同时，阅读一定量的近期文献也是学生的必要任务。我们指定的范围是：LNCS 系列、专业杂志(如：Advances in Cryptology， Journal of Cryptology，International Journal of Information Security 和 Designs, Codes and Cryptography 等)以及知名的密码学国际会议(密码学亚洲会议、欧洲会议和美国会议

27、等)。学生也可以选择部分国内一级刊物或硕、博士学位论文库中相关文献。 各层次教学内容设计中，我们特别考虑到了层次间的衔接。鉴于学生可能有机会选修上述多个层次，我们在教学内容设计中特别注意了层次的衔接，减少重叠的可能。比如在工具使用层面，强调应用，只阐述密码学中最基础的概念和原理。算法实现和分析层面的教学中注重密码史的介绍，从古典密码发展中帮学生把握密码学发展的历程，以古典密码为主，学习密码分析，对现代密码只作简单的算法介绍。而到了研究生阶段，主要着眼于现代密码理论热点和前沿介绍，以及基于类库和开源软件的安全项目的快速开发。这样，学生参与了多个层面的密码学课程后，并不会感到简单重复，能更全面地把

28、握这门课程，掌握实践技能和理论。 3.2 考核机制设计 由于密码学作为课程，具有理论性较强、模块化、概念、新思想多、分析困难等鲜明的特性，因而常规的闭卷考试所侧重的概念识记、理解、掌握和计算等不适合作为密码学课程的考核方式。根据我们的教学经验，对各层次的密码学教学我们设计了针对性的开放式考核机制。我们的考核机制旨在把学生从枯燥、散杂的概念识记中脱离出来，更注重他们的实践能力和解决实际问题的能力。这样的考试预计让学生减少学习压力，能比较轻松的通过；同时激励学生为兴趣和取得满意的成绩付出力所能及的努力。在这样的机制里，教师有更多的自由度选择模块化教学而不必泛泛地讲授所有的内容；而学生则可以根据兴趣

29、和能力，有更多的自主学习的选择，如自选实验难度和侧重点等。我们重视实验质量，把实验报告作为学生成绩评价的重要部分。我们给出了实验报告的统一模板。要求学生报告必须能清楚地描述实验过程和实验结果，并给出合理的解释，如实验结果不理想也应尽可能分析出错可能和改进方向等。写实验报告有助于学生深入理解相关原理，培养基本的研究能力。因而，我们把实验报告或小论文作为信息安全大专层面和选修密码学的研究生的主要考核依据。 公共选修课与专业选修课有较大差别，因而在考核方式上也有一定变化。鉴于在密码学公选课授课过程中强调动手实践，但课内时间不足以完成密码分析等类似比较费时的实验，学生需要在课外自主学习并完成实验。我们

30、把考核分成 3 部分：平时成绩(主要考察到课率或小作业) ，课堂挑战的附加分和开放式上机实验考试成绩。其中附加分主要用于奖励完成课堂挑战题的学生。教师结合教学内容，选择部分有趣的加解密方法、算法分析等作为课堂挑战习题，激发学生兴趣。这部分习题学生可以根据兴趣、难度决定是否参与。 期末考试是其中最重要的部分，也是我们精心设计的部分。这是一份开放式的电子考卷，内容集中于经典算法的加密解密。考试时学生只需选做其中的部分内容即可。所谓开放性主要指考试的样卷内容会在考前一周公布。我们这么做是基于密码分析的特点即使是最简单的古典密码分析，成功有较大的偶然性，往往需要数小时、甚至数天完成如果局限于两小时考试

31、时间不能较完整地体现学生的实际水平。根据我们的教学内容，一周时间能保证学生有足够的时间熟悉并完成有关试题。除此以外，我们的试题内容也是对学生开放的。摘要：随着软件工程专业的出现，高校中计算机专业的传统基础课程“软件工程”的教学面临着更多的挑战。本文讨论该课程的教学中出现的典型问题和解决办法。在分析该课程特点的基础上，指出必须面向需求、突出重点，然后结合实例，提出了一个面向普通高校、针对不同地区特点的软件工程课程的教学方案，并与SWEBOK2004 进行了对比和分析。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：软件工程；教学设计；教学实践；SWEBOK “软件工程”课程在国内的计算机科学与技术专业以及国际

32、上 2001 年的计算机科学教学体系(IEEE CC2001) 中都是不可或缺的核心专业知识课程，其主要内容也是 2004 年由 IEEE-CS/ACM/AIS 建议的计算科学教学体系的关键知识域(CC2004)。近年来，软件工程的知识已经成熟和系统化，足以构成一个专业的知识体系，在国内外大学的计算学科下面相继出现了“软件工程专业” 。在这种情况下，传统的“软件工程”课程出现的新老问题更加凸显，急需高校、特别是我国普通高等院校探讨，尽快地提出解决问题的途径和办法。 1 “软件工程”的教学难点 “软件工程”课程的内容广博，涉及软件开发的基本概念、原理、过程、方法、技术、标准、管理和工具等广泛的技

33、术与管理知识。作为一门课程， “软件工程”所包含的知识面面具到，却又难以深入。由于课程内容不如数学严谨，不如编程具体，不如数据库实用，不如图形学生动，加之学生基本上没有参与过大型软件开发的实践，这就使得学生难以在一个学期就深入理解软件工程中庞杂、抽象的内容。在传统的考试方式下，学生只能死记硬背，使得“软件工程”课程变成了“第二政治课” 。此外，由于软件工程的理论和技术发展迅速，教材总是跟不上技术的发展；如果教师缺乏理论研究和实践经验，教学就变得更加困难。 自 2002 年起， “软件工程”在全国 35 所学校成为一个专业之后，庞大复杂的“软件工程”从一门课程变成了一系列课程，知识的传授相对容易

34、起来。可是对其它专业而言，则又面临新的问题：如何在学时不变甚至减少的条件下，把一个专业的知识浓缩在一门课程中，完整而有效地传授给学生。 2 “软件工程”课程之管见 “软件工程”研究的是如何系统地构造软件的知识，是计算学科中唯一涉及管理学的课程，内容独特，不可或缺。2004 年 IEEE 和ACM 的联合公布的软件工程知识体系(SWEBOK04)将其内容概括为十个知识域，每个知识域又分若干子域，每个子域分为若干知识点，等等。SWEBOK04 的出现标志着软件工程知识的成熟和一门专业的诞生。 笔者根据对软件工程的多年研究、对该课程的中英文教学，以及给二学位本科和研究生讲授“软件设计方法” 、 “组

35、件开发技术” 、 “软件体系结构” 、 “软件项目管理”等相关课程的经历，认为根本不可能在一门课程中把软件工程的所有知识都让学生掌握！前人尝试的结果导致了无论是教材、还是教学，都只能是走马观花、蜻蜓点水，造成教与学的困惑。SWEBOK04 及其教学指南提出了软件工程的基本知识范围，却没有明确规定教学的详细程度，允许灵活掌握。作为一门课程，我们应该、而且必须结合实际、面向需要，合理地取舍传授知识的寡众与深浅。 事实上，国内外的经典与新近出版的“软件工程”课程的教材基本上都可以覆盖要求的知识内容。但是，在选材的深度与广度、知识的更新以及组织方面有明显的侧重。以软件分析与设计为例，有些教材注重知识的

36、全面性，把结构化方法与面向对象技术并重地讲解(如 Pressman 的最新版本，国防科大齐治昌、谭庆平和宁洪的教材)；有些教材只讲最新颖、更实用的基于UML 的面向对象建模方法(作者如 Sommerville，清华大学的孙家广与刘强)。 我们认为， “软件工程”作为一门课程是计算学科的入门课，可以借鉴管理学科，将其称之为“软件工程导论”或“软件工程概论” 。区分对待 SWEBOK04 中的知识点，确定出了解、理解和掌握等不同程度的教学要求。下面就结合实例介绍一个具体的教学设计和实施。 3 “软件工程”课程教学内容的一个设计 3.1 背景 笔者所在大学是一所省属综合性大学，界于教学型与研究型大学

37、之间，目前更偏重于教学型。毕业生多数在省内、特别是在青岛工作。自 2003 年起青岛市把软件列为优先发展产业，重点扶持软件外包、信息家电等产业领域。我校是全国 35 所成立了软件学院的院校之一，负责培养软件工程专业的本科学生。工程硕士的培养仍由笔者所在的信息工程学院负责。 我院最近 5 年的考研率在 20%左右，大多数本科生毕业后面临就业问题。除升学与出国外，我院近 80%学生的就业去向包括：软件企业、非软件企业、政府部门与事业单位、自谋职业等。只有在软件企业或者大型传统企业 IT 部门的毕业生从事软件开发，其它大多数计算机毕业生从事与软件开发无关的职业，如市场、销售、采购、管理等。为了满足社

38、会需要，更好地为地方经济发展服务，我院经将计算机科学与技术分为 3 个方向供学生选择：软件技术与理论、嵌入式系统和网络工程。 “软件工程”课程是所有专业方向的必修基础课。3.2 需求分析与教学内容的设计 在这些背景下，我们的“软件工程”课程的教学方针是：满足社会需求、面向学生未来；将课程定位为：全面地介绍软件工程学的基本知识，突出大型软件开发和管理的基本原理、方法和实用技术，满足计算学科对系统化软件构造知识的基本要求，同时成为学习软件工程专业的先导课程。课程名称也相应地改为“软件工程导论” ；在满足软件工程知识点和学科体系的同时，根据市场需求，适当增减内容，把具体的实用技术讲深讲透，同时介绍前

39、沿课题，提高学生的学习兴趣。 表 1 是我院“软件工程导论”课程的理论授课内容与课时安排(不含课程绪论与课堂练习、总结的 4 个学时)，按照 SWEBOK04 提出的 10 个知识域进行了重新组织。由于选用的教材以及实际教学内容的组织与 SWEBOK04 的知识域并非完全一致，因而出现小数点学时。如“软件工程工具与方法”知识域，我们在授课章节介绍相关的软件工具，如在软件需求和设计中使用了 ROSE 和 MS Visio；在讲解项目进度中示意了 MS Project；在软件测试中提到了 JUnit。此外，还按照教材集中地讲解了 CASE 概念与工具，补充了 Eclipse 以及最新的青鸟系统。

40、为便于对比，我们将“软件工程导论”的教学内容按照SWEBOK04 的知识域计算出每个知识域所用学时占总课时的百分比；同时计算出SWEBOK04 中 10 个知识域中的子知识域在整个子知识域中的百分比，如图 1 所示。 从图 1 可以看大：我们对产品工程的设计和测试讲授了更多的内容。相比于SWEBOK04，我们的设计部分超出一倍，软件测试的内容则多出三分之二。对于同样重要的需求分析则没有增加更多的内容，这主要是考虑到需求分析是超越初级软件工程师的知识，需要沟通技巧、领域知识和实践经验等综合知识与能力，属于系统分析员的职责，应届本科毕业生基本上达不到。对软件构造以及软件支持方面的知识(如软件配置管

41、理) 则缩减了学时，一个原因与所选教材有关。在软件质量方面，则补充了 CMMI 的过程改进及其结合 TSP/PSP 的内容，使得我们的学时略微高出。 在处理知识域时，我们遵循了“突出重点、面向实用 ”的指导思想，举例如下。我们在软件建模和测试方面加大了学时，以便学生掌握这两个领域的技术；同时减弱了对其它知识域的学习要求，只需要理解、甚至了解有关的知识。例如，我们在需求分析与设计中都讲解了结构化方法和面向对象方法，但是，所分配的时间差别巨大。对于结构化方法，主要介绍其基本思想、常用工具及其简单应用，如 DFD 图、数据字典、程序结构图、判定树、PDL 等。对面向对象技术，则大大地扩充了选用教材的

42、内容，加上相应的实验课程，共有近 30 学时，可以当作一个“基于 UML 的软件建模”的小型课程。目的是使学生认识到软件工程并非是空虚无物的条条框框，开发软件的工作在编程之外还有分析、设计和测试等。而且希望学生通过该导论课程实实在在地掌握一种当前常用的软件建模技术，以便能够在实际工作中尽快地熟练使用。图 2 示意了“软件工程导论”中对软件设计有关知识点分配学时的比例。 4 实践与体会 教学内容的变更仅仅是改善教学质量的一个方面，还需要改变教学方式，举例如下。 例 1：传授知识的过程要从日常生活到软件领域。在讲解过程改进时，我们以刘翔为例提出问题：刘翔身后的科研小组和上百万元的投资，包括摄像、动

43、作分解和分析是为了什么？表面上看是为了改进跨栏和起跑的动作(软件开发过程) ，实质上最终是为了改进其跨栏成绩 (软件产品)。从学生们比较熟悉、容易理解的事情开始，立刻就吸引了他们的注意力，进而简化了对软件过程及其改进的讲解。 例 2：综合运用学过的知识。在讲开发高可信软件时，把容错技术与面向对象编程中异常处理的机制结合起来，加深了学生对容错技术的理解、对异常处理的认识；在介绍形式化技术时，通过演示断言在 Java 中的实现，使学生认识到这些看起来玄乎的理论正在逐步实现。 例 3：不失时机地简单介绍相关的研究动向以及国内的相关工作，让学生了解软件工程学最新的理论研究，对少数优秀的学生指出钻研方向

44、、提高研究兴趣。例如，我们在课堂上简介了最近三年中国首次主办的“软件工程国际大会” ， “软件过程改进”和“软件工程理论”等国际高规格专业会议，包括其中的主题报告。 教学内容和教学方法的改进，极大地提高了学生的学习热情，成绩也显著提高。限于篇幅，我们在考试、课程设计以及实践教学方面的尝试不在本文讨论范围。我们将继续搜集和分析不同专业方向的学生对该导论课程的反应，针对性地调整有关内容，以便更好地满足社会的需要，如针对嵌入式系统的软件开发，增加摘要：本文探讨了基于建构主义的操作系统实验教学策略设计、实验教学内容设计、实验教学情景设计、实验教学方法设计、实验效果评价设计，并以支架式建构方法给出了进程

45、通信实验的过程及步骤。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：操作系统；建构主义；实验 “操作系统”课程的教学与实验一直在计算机学科的教学计划中占据重要位置，我们进行了一些尝试和探索，摸索了用建构主义教学理论进行教学实验的一些方法，提出了操作系统实验的教学模式。1 建构主义指导实验的理论和方法 建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习实验，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在实验过程中从以下几个方面发挥主体作用： 要用探索法、发现法去建构知识的意义； 在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所做实验的问题要

46、提出各种假设并努力加以验证； 要把当前实验内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。 教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在实验过程中从以下几个面发挥指导作用： 激发学生的实验兴趣，帮助学生形成做实验动机；通过创设符合实验内容要求的情境和提示相关知识之间联系的线索，帮助学生建构当前实验知识的意义； 为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作实验(开展讨论与交流 )，并对协作实验过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。 教师在现代教育技术的帮助下，努力创造条件，更多地让学生主动思考、主动发现、主动探索，从而形成一种更好地教育教学效果。就操作系统

47、课程实验的教学与实施而言，实验本身要求要在一定的情境之下才能开展，通过学生与学生、学生与教师之间的协作，完成学习资料的搜集与分析、实验操作验证、对实验结果或现象的仔细观察、分析来形成新的认识，加深对实验原理、该实验所反映出的概念和规律的认识和理解。 2 建构操作系统实验的设计 2.1 实验教学策略的设计 在建构主义理论指导下，操作系统实验可依据具体的情况采用以下两种教学策略： (1) 支架式教学策略 支架式教学为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入1。实验教学中教

48、师围绕当前实验主题，按要求建立概念框架。将学生引入一定的问题情境，让学生独立探索。探索开始时要先由教师启发引导，然后让学生自己去分析；探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。然后可以进行小组协商、讨论，在共享集体思维成果的基础上达到对当前实验比较全面、正确的理解，最终完成对所学知识的意义建构。这种策略主要应用在设计性实验。 (2) 抛锚式教学策略 抛锚式教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚” ，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了1。实验教学中教师在具体的实验情境里，选择出与当前实验密切相关的

49、问题作为学习的中心内容，教师不直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是给学生提供解决该问题的有关线索，并特别注意发展学生的“自主学习”能力，引导学生利用以前的知识建构模块，通过协作学习来解决问题。这种策略主要应用在验证性实验。 2.2 实验教学内容的设计 实验教学内容主要是由实验课程目标和学生的特征决定的。操作系统实验课程目标是：通过实验的练习，掌握操作系统相关的基本原理和调度算法，掌握现代操作系统的设计思想和方法，并具有动手设计相关功能的能力。因此，操作系统实验内容的设计应以培养学生设计现代操作系统特征的思想和方法为主线，培养学生设计和验证相关功能为主要目的。设计教学实验内容的时候，我们从基本功能的设计着手，用结构化设计的思想培养学生系统设计的能力。根据学生的知识能力、逻辑思维能力和自我建构能力以及学生的特征，我们将操作系统实验分层设置，分为验证实验和设计实验，验证实验部分是操作系统中必须掌握的基本原理及技术，设计实验则由学生根