《软件设计模式》课程教学过程设计
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摘要：本文针对当前《软件设计模式》课程教学中存在的问题，提出一种教学设计方法，并给出了一个教学案例，最后对提出的教学设计方法进行了分析。
关键词：《软件设计模式》；教学设计；教学案例
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0207-02
《软件设计模式》是一套多数人知晓的、经过分类编目的、被反复使用的代码设计经验的总结。学生感觉这门课程学习起来比较困难。市场上也有一部分教材以生活中的例子或典故为主导，授课时容易只注重细节，而很难上升到一定高度，最终学生只会简单应用，不会分析，更不会进行合理的选择。本文主要针对我校学生特点及当前教学中存在的问题，总结出一个相对合理的教学方法来提高教学效果。
本课程在讲授时采用教材为《Head First设计模式》，参考教材为《实用软件设计模式教程》、《Java与模式》、《大话设计模式》等。《软件设计模式》课程只有30（22+8）学时，要对本课程中各个具体的设计模式都一一介绍是不现实，也是不可能的。在制定教学大纲时，充分考虑到了学时、办学定位、学生特点等方面，选取了其中12个设计模式作为课堂教学的内容。选取标准主要为：①在以后工作中常用的模式。②在模式分类中具有典型代表的模式。结合传统的教学方法，在讲授本课程时使用了以下教学过程设计。
1.给出场景。即提出一个与本次课程要讲授的设计模式相关的设计问题。这一步选取场景时要注意，此场景必须是学生们比较感兴趣的、熟悉的，且学生能够依据此场景给出一个合理的设计方案。
2.场景分析。引导学生思考，给出此场景的设计方案，针对其中存在的问题，依据设计原则进行一步一步的“优化”，最后得出良好的设计方案。
3.讲授该设计模式中体现的设计原则。由于每个设计模式中体现的设计原则不同，并且同一个设计原则会在不同的设计模式中体现，所以此处的讲解关键在于设计原则的内涵及其使用。
4.引出欲讲授的设计模式的定义、意图、结构图、适用场景、优缺点、效果分析等，并用代码演示第一步提出的场景。
5.课堂练习。针对刚才的讲解，再给出1～3个不同的场景，让学生当堂给出其设计方案。
6.布置作业。此作业为课外作业，要求学生给出完整的设计及代码。
二、教学案例
观察者模式（又称/订阅模式）是软件设计模式的一种。观察者模式定义了对象间的一对多的依赖关系，当一方的对象改变状态时，所有的依赖者都会被通知并自动被更新。此种模式通常被用来实现事件处理系统。下面以该设计模式的教学为例，阐述前面的教学过程设计。
1.提出场景——报纸订阅系统。报社出版报纸，客户可随时向报社订阅或取消订阅报纸，即只要报社在运营，就会一直有人（或单位）向它们订阅或取消订阅报纸。当报社有新报纸时，就会给处于订阅状态的客户送去。如果你取消了订阅，则将收不到新的报纸。
2.场景分析。引导学生一起分析得出，该场景中主要涉及到的“角色”有：报社、报纸、客户（包括人或单位）。行为方式有：（报社）出版（报纸）、（客户）订阅（报纸）、（客户）取消订阅（报纸）。根据课堂提问及学生上课反馈情况给出其初始设计方案，如图1所示：
在初始设计方案的基础上，引导学生进一步分析，当报社有新的报纸出现时，会送到客户手中，说明客户是受到报社的影响的；并且客户向报社订阅或取消订阅报纸，其数据应放在报社方，即报社方要清楚当有报纸出版时，应发送给谁。为使此设计方案更有弹性，即当出现新的客户向报社订阅报纸或客户欲向新的报社申请订阅时，我们不影响到对方且不用修改代码，这就是说要“针对抽象编程”，如何完善已有的设计方案？也就是说我们要给报社及客户提供一个“抽象”概念。具体见图2：
3.总结模式要点。观察者定义了对象之间一对多的关系，主题用一个共同的接口来更新观察者，观察者和被观察者之间用松耦合方式结合，可观察者不知道观察者的细节，只知道观察者实现了观察者接口。使用此模式，可以从可观察者推或者拉数据，有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序。
4.体现的设计原则。观察者设计模式中出现体现的设计原则中“针对抽象编程”、“多用组合，少用继承”、“里氏替换原则”、“为交互对象之间的松耦合而努力”等。在课堂上对前面未讲过的设计原则再进行详述。
5.课堂练习。气象站（教材上的例子）：关键是抽象出主题和观察者；图形显示系统。
6.作业布置——班会通知。设计模式：班长临时通知大家一件事，辅导员有事，班会取消。当大家听到这个消息的时候，不再去教室开会，而是各忙各的事。
三、教学分析
从学生提交的作业、课下学生反馈及期末考核等多方面来看，本课程的教学设计基本上能达到预期的目标。但存在问题有：学生水平参差不齐，有一部分学生并没有完全理解设计模式的精髓，只会简单地去“套用”。如观察者模式中，个别学生并没有完全明白主题和观察者之间的关系，即观察者的状态是随着主题状态的改变而改变的。所以作业中有的同学只让“班长”充当观察者，而有的同学仅让“班长”充当主题，这都是不正确的。作业中的“班长”具有双重身份，充当“辅导员”的观察者，而又是班内其他同学的“主题”。
参考文献：
[1]徐宏喆，侯迪.实用软件设计模式教程[M].北京：清华大学出版社，2009.
[2]黄洪.PBL的改进及在“软件设计模式”课程教学中的应用研究[J].计算机教育，2008，（8）.
作者简介：李勇军（1983-），女，河南驻马店人，助教，硕士，主要研究方向为服务计算、服务组合等；余雨萍（1982-），男，河南驻马店人，助教，硕士，主要研究方向网络安全、可视化等。