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軟件工程游戲的模擬教學法及應用的論文
摘要：基于游戲的模擬教學法是目前國外軟件工程教學中較為成熟的一類提高計算機相關專業(yè)學生實踐能力的手段，目前在國內高校相關專業(yè)的教學中也有一定應用。本文在國內外軟件工程教學中常用的游戲模擬器基礎上，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：軟件工程；教學方法；游戲模擬教學
“軟件工程”是面向計算機科學及軟件工程等相關專業(yè)的核心課程，是一門用工程化方法構建和維護有效、實用及高質量軟件的課程。課程內容不僅包含軟件開發(fā)的理論、方法、過程、工具及一些實踐積累的原則、經驗等軟件開發(fā)方法和技術，同時涉及數(shù)學、管理科學、心理學、社會學等多學科的知識，具有體系豐富、關系復雜、理論性和實踐性強的特點[1]。而傳統(tǒng)的軟件工程教學方法，主要以課堂講授形式，針對理論知識點孤立的、離散的結合實例進行軟件開發(fā)方法和過程的講解，即使配備了課程實驗，學生也只是根據(jù)教師指定的項目需求，建立簡單實例的各類模型，編寫一些規(guī)定的文檔。同時在實踐環(huán)節(jié)上存在很大的不足。傳統(tǒng)的教學方法和組織形式難以實現(xiàn)良好的教學效果，這也是當前高校軟件工程教學亟待改革的重要原因。圍繞如何使軟件工程課程的教學以一種更貼近實際軟件開發(fā)過程的方式進行，使學生在接受理論知識的基礎上，提高并加強工程化知識與實踐能力的培養(yǎng)，目前國內外高校采用的主流方法包括：項目（案例）驅動教學法或是企業(yè)合作實踐�；咀龇ㄊ墙處熁蛐袠I(yè)人員提出項目需求，學生分組明確職責，依據(jù)指導完成整個軟件項目的開發(fā)。在實踐過程中，掌握軟件開發(fā)的具體過程，并對軟件工程課程的理論方法具有更為深刻的認識。但是這類方法需要學校和企業(yè)或業(yè)內專家建立長期的合作關系，并且需要學生具備更為扎實的前期課程基礎。除了面向實踐的軟件工程教學法，國內外一些高校提出并采用基于模擬的全新教學方式。主要形式有采用專用軟件項目管理訓練模擬器、基于游戲形式的模擬器教學以及支持群參與的模擬器教學方法[2]。這些基于模擬的軟件工程課程教學方法能夠使校園環(huán)境下的課程學習更接近于實際軟件開發(fā)環(huán)境，并使學生更快捷地參與到現(xiàn)實的軟件工程實踐中。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采用的基于模擬的軟件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。
1模擬教學法
所謂模擬教學，就是結合專業(yè)背景與行業(yè)特色，給學生創(chuàng)設直觀的、模擬仿真的工作場景，按實際的工作內容設計好課題（案例），讓學生模擬職業(yè)崗位角色，根據(jù)實際工作的操作程序和方式方法具體做事，使學生在模擬操作過程中，鞏固并擴大專業(yè)知識，培養(yǎng)職業(yè)技能素質[3]。與傳統(tǒng)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(yè)相關職業(yè)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(yè)學習的興趣和信心。
2軟件工程教學中游戲模擬教學法
隨著高等院校計算機專業(yè)教學改革的發(fā)展，軟件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件工程課程中的應用處于發(fā)展階段，越來越多的高校計算機專業(yè)提出或采用基于模擬（器）的軟件工程教學模式。其主要形式，是基于面向某一需求的軟件開發(fā)問題的模擬工具，由學生獨立或合作參與到軟件工程過程中，如開發(fā)團隊組建、項目計劃、預算、關鍵決策、隨機事件和不可預測事件應對等。在完成軟件的開發(fā)和實現(xiàn)的過程中，還包括對項目成員管理、激勵、懲戒等與現(xiàn)實開發(fā)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(jù)參與人數(shù)，這些模擬器又可劃分為單角色和多角色兩種類型。
2.1單角色模擬游戲
2.1.1SimSE
SimSE是一款2-D單人參與的軟件工程過程模擬軟件，由加州大學爾灣分校的Navarro于2006開發(fā)[4]。學生通過SimSE的友好的圖形用戶界面實現(xiàn)角色模擬和良好的人機交互，參與到軟件開發(fā)的全過程或子過程中，最終將大量的軟件工程理論知識融入到開發(fā)過程的理解中去。在模擬器的虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，參與者作為項目經理，領導一個中等規(guī)模的開發(fā)團隊。參與者需要根據(jù)虛擬的團隊成員的特長為其分配開發(fā)任務，更重要的是能夠針對軟件開發(fā)中出現(xiàn)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，項目經理還可以通過加薪或獎金提高項目組成員的積極性。參與者生產出來的軟件功能越完善、開發(fā)周期越短、錯誤率越低，獲得的評價分數(shù)越高；反之，如果參與者沒有在交付日期前完成項目，或者經費超出項目預算，均視為本次模擬的失敗。
2.1.2SESAM
SESAM（SoftwareEngineeringSimulationbyAnimatedModels）是另一款針對軟件工程進行建模的工具軟件。參與者同樣獨立承擔項目經理的角色，基于一個初始軟件工程模型，根據(jù)不同的場景對其進行更新。SESAM模擬器于2000年由德國斯圖加特大學Ludewig團隊研發(fā)，與SimSE不同，SESAM缺乏圖形用戶界面，參與者通過輸入模型語言來控制虛擬過程，這要求參與者除了了解軟件工程的基本理論之外，還需要掌握模擬器的控制語言。
2.2多角色模擬游戲
2.2.1SecondLife
大規(guī)模多玩家網絡游戲SecondLife（SL，中文名“第二人生”）是一款三維虛擬現(xiàn)實程序。用戶在游戲中以虛擬形象參與到虛擬的在線社會活動中，包括參與教育、科學研究以及與現(xiàn)實生活相似的運動、交往等活動。同時SL提供了即時通信和聊天室兩種溝通方式，實現(xiàn)了角色間的無障礙交流。因而SL成為不同領域如建筑、法律等有效的開放式教學手段。而在軟件工程的模擬教學中，SL通常與其他單角色模擬器聯(lián)合使用，仿真團隊式軟件開發(fā)實踐過程。
2.2.2MO-SEProcess
MO-SEProcess是另一款多人在線軟件工程過程模擬游戲。與SL類似，MO-SEProcess基于單角色模擬器，在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，以一定的開發(fā)目標和預算，要求一組學生成員承擔一定的角色，完整實現(xiàn)軟件工程過程。類似的多角色模擬器還包括SimVBSE、SimjavaSP、Hainey等人所設計的軟件工程過程游戲等。
3模擬游戲的應用分析
國外高校中流行的軟件工程游戲SimSE和國外高校新開發(fā)的三維環(huán)境中的同類游戲MO-SEProcess是目前被國內外高校軟件工程課程中廣泛采用的模擬教學方式。其中，SimSE是目前在軟件工程教學領域最為成熟的模擬器，并且在以教學應用為目標的發(fā)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范圍。國內的部分高校也通過引入教育游戲或游戲模型，如湖北經濟學院計算機學院的軟件工程教學團隊在SecondLife中集成了SimSE和MO-SEProcess，提高了學生對軟件工程過程整體把握[5]；哈爾濱工業(yè)大學軟件學院提出生存游戲模型，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(yǎng)更多的軟件專業(yè)人才產生積極影響，并為軟件工程過程的教學提供了新的思路。
4結論
基于游戲的模擬教學法是軟件工程教學一種較為新型的教學方式，它通過虛擬現(xiàn)實的形式，模擬現(xiàn)實軟件開發(fā)過程的組織形式、軟件生存周期以及軟件工程和質量管理的內容。這種新興的教學方式應用范圍雖然不如項目（案例）驅動教學法應用廣泛，但是擴展了軟件工程課程實踐的空間和時間尺度，同時以虛擬空間的游戲形式，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，模擬軟件工程過程的游戲仍然是為軟件工程的理論教學服務的，應該更全面的整合軟件工程的理論、方法與實踐中的問題、技術，使學生在模擬的過程中對軟件產品開發(fā)具有更為清晰和深刻的理解。
參考文獻
[1]孟繁鋒.結合模擬項目組的軟件工程教學[J].計算機教育,2014(22):54-56.
[2]李廣原,胡秦斌.軟件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(yè)大學學報,2005,16(1):35-36.
[4]NavarroEO,HoekAvd,editors.SIMSE:AnInteractiveSimulationGameforSoftwareEngineeringEducation.Proceedingsofthe7thIASTEDInternationalConferenceonComputersandAdvancedTechnologyinEducation;2004August16-18;Hawaii,USA.
[5]朱慶,項慨,賈玉福.“軟件工程”課程中的教育游戲[J].現(xiàn)代教育技術,2007(17):104-106.
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