“软件工程”网络课程与IBM-Jazz平台整合的研究和实践
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摘 要：针对当前“软件工程”网络课程存在的问题，本文通过在该课程中整合IBM公司的下一代软件开发协作平台Jazz，以理论结合实践的方式设计了该课程的教学计划：利用Jazz平台对软件工程生命周期各阶段任务的支持，及其跨地域的团队协作能力和适用于敏捷软件开发的特点，该课程着眼于培养学生的工程实践能力，从授课部分（包括理论知识和工具培训）以及学生工程实践部分两个方面展开，在实践中取得了良好的教学效果。
关键词：软件工程；网络课程；教学实践；Jazz
中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)07-0061-04
一、引言
随着远程教育需求的日益增长和网络教育支撑技术的飞速发展，设计适用于网络上教学的高质量课程已经成为网络教育发展的一项重要课题。
“软件工程”课程的目的是使学生能够系统地掌握软件工程的基本概念和原理，以及实用的开发方法和技术，了解软件工程各领域的发展方向，学习用工程化的思想和方法开发和管理软件项目，了解软件开发过程中应遵循的流程、准则和规范，为从事软件工程研究或应用开发工作打下坚实的基础。[1-3]考虑到软件工程是一门注重工程实践能力的课程，课程的学习既要求要掌握软件工程基本理论，又要求锻炼运用这些理论知识解决实际问题的能力，做到理论与实践相结合。
当前“软件工程”网络课程的设计日益受到重视，但在实际教学中还存在着一些问题，包括：在理论课程中贯穿整个软件工程过程的系统化案例不多，以及实践课程中项目开发实践平台不完善等。[4-6]这些缺陷都影响了学生对于软件工程整体思想的理解与实践。
解决上述问题已成为当前“软件工程”网络课程设计的迫切需求。因此，本文以理论结合实践的方式将IBM公司的下一代软件开发协作平台Jazz整合到课程的设计中：使用基于Jazz平台的工具集（尤其是其中的RTC、RRC、RQM，以及ClearCase和ClearQuest），提供对软件工程生命周期各阶段任务的支持，并将Jazz平台跨地域的团队协作能力和适用于敏捷软件开发的特点充分利用到学生的工程实践中，具有一定的创新性，取得了良好的效果。
二、“软件工程”网络课程的总体教学设计
本文在“软件工程”网络课程的教学设计中注重理论知识的掌握，同时以培养工程实践能力为导向, 强调学生能力的培养。通过对该课程的学习，让学生理解工程化方法在软件开发中的应用，以理论结合实践的方式进行同步教学：理论讲授部分采用网络多媒体教学模式，辅之以课后测验和课后作业，课程实践部分采用学生分组完成一个中小规模软件项目开发的教学模式。
在课程开展的可行性方面，苏州大学计算机科学与技术学院在与IBM公司的合作框架下，能够获取学生课程培训与实践所需要的工具和相关电子资源。此外，通过校、院或系一级的教学管理系统和FTP服务器建立教师与学生的互动平台。教师可以通过网络教学课件和案例分析等电子资源，还可以布置课后测验、课后作业以及实践项目；学生则可以通过网络下载教学资源进行课程学习，也可以通过网络进行课后测验、提交课后作业以及参与实践项目的开发。
该课程的教学设计分为两个部分：授课部分和学生工程实践部分，其中授课部分又可进一步分为理论知识授课部分和工具培训授课部分。这两部分的结合能达到配合理论教学，进行工具使用能力训练，并提高学生工程实践能力的目的。
1.授课部分
（１）理论知识授课：本部分由主讲教师完成，提供网络多媒体教学课件。理论知识授课部分主要介绍软件工程的历史、现状，以及发展趋势，以软件工程发展历史上的两个主流方法学（结构化软件工程和面向对象软件工程）为基础，深入讲解软件工程的基本原理、方法和技术，并涉及软件工程的管理话题，如软件质量管理、配置管理、过程管理、项目管理等。该课程的理论知识授课内容可以划分为结构化软件工程，面向对象软件工程，软件过程管理与质量这三个主要部分。在课程教学中，注重提供贯穿整个软件工程过程的系统化案例，使得学生能够对于软件工程的理论知识有一个全面、直观、感性的认识。
（２）工具培训授课：本部分由辅讲教师和工具提供商工程师完成授课和辅导，与理论授课部分同步进行，采用专题讲座方式进行相关工具的使用培训。工具培训授课部分主要针对IBM公司新一代的软件开发协作平台Jazz，采用IBM公司Jazz平台系列集成工具的培训教材和教学资源，对学生进行Jazz平台及相关工具体系的使用方面的培训，并对工具使用的实验进行指导，该实验也可通过网络完成。
2.学生工程实践部分
本部分由辅讲教师和助教完成，指导学生分组完成软件项目的开发。学生工程实践部分主要参考IBM公司的Jazz平台实验方案，选用一组典型的中小规模软件项目，由学生分组并选择适当的项目进行开发。在软件开发过程的不同阶段中，学生项目组需要展示对理论课程内容的掌握程度和工具使用的熟练程度，每周就项目进行进展报告，并提交各阶段相应的成果。教师需要对学生项目组进行过程管理和技术辅导，并对集中的问题进一步进行辅导。
Jazz平台是IBM推出的面向跨地域团队的下一代团队协作平台，也是一个整合软件工程生命周期各阶段任务的软件开发平台。[7]
1.Jazz平台的特点
Jazz平台的主要特点包括下述三项，这些特点使得Jazz平台能够提供对于“软件工程”网络课程工程实践的支持：
（１）跨地域的开发团队实时协作能力。Jazz平台支持Web2.0技术，能帮助分散的软件开发团队克服地域障碍，搭建实时协作的平台。Web2.0技术支持实时的信息和信息反馈，通过网络，分布在各地的开发团队成员都可以在Jazz上了解最新的开发进度，提交最新的开发和测试结果，找到应遵循的工作流，在该工作流的指引下循序渐进地工作，而不必担心偏离了开发目标。项目的管理者也能够在Jazz上找到需要了解的信息，包括团队的进度、每位开发者的现状，以及资源的配置等，从而帮助其配置资源，确保开发按时按目标完成。这种通过网络提供的协作能力很适合网络课程中工程实践部分的团队协作工作，包括了学生的参与和教师的管理。
（２）支持整个软件生命周期各阶段任务的无缝集成。Jazz平台提供了对于软件开发和管理流程的定义和执行能力，在这些自定义流程的基础上，能够跨越包括需求、设计、编码、测试、配置与交付等软件生命周期的各个阶段，对各阶段的任务进行无缝集成。Jazz平台对软件工程生命周期各阶段任务的支持，符合“软件工程”课程的工程实践要求，使得学生能够对于软件工程过程有一个全面和系统的理解和实践。
（３）支持敏捷软件开发。Jazz平台还预定义了一些适用于敏捷软件开发的流程，对RUP的支持使得最新的需求能及时交付给软件开发项目的提出者，并且能很快得到最新的反馈意见。Jazz平台对于敏捷软件开发提供了支持，符合“软件工程”网络课程的工程实践部分中“开发中小规模软件项目”的要求。
2.Jazz平台工具集
从2008年开始，IBM陆续推出了基于Jazz平台的工具集，这些工具都是以与Jazz平台集成的插件或连接器的形式的。主要的工具包括：
（１）Ｒａtional Team Concert（简称RTC）：RTC是IBM推出的第一个基于Jazz平台的产品。作为一个协作软件交付平台，RTC通过提供整合的项目计划、工作管理、配置管理、团队构建、版本构建、报告能力等，为整个开发团队提供了协作的基础。RTC还能够帮助开发团队简化、自动化和监管整个软件交付过程。
（２）Ｒａｔional Requirements Composer（简称RRC）：RRC是基于Jazz平台的需求开发管理平台。辅以Rational DOORS Requirements Professional，RRC将各种需求定义手段和需求相关人员有机地结合在统一的集成协作平台上，实现协作化的需求定义与需求管理。RRC采用多种需求开发方法和协作技能，使需求相关人员能更好地进行需求的获取、分析、精化、管理、评审以及验证。使用RRC能够尽量确保在开发之前将需求定义清楚，减少因为需求定义不良为后续开发带来的问题。
（３）Ｒａtional Quality Manager（简称RQM）：RQM是基于Jazz平台的全生命周期质量管理协作平台。RQM在整个软件工程生命周期中提供了从测试需求管理、测试计划、测试用例设计、测试执行、测试评价和缺陷管理等完整的测试生命周期管理方法，能够简化和自动化繁杂的测试任务，支持手工测试以及自动测试。通过与其扩展组件Rational Test Lab Manager的集成，RQM还能提供自动化的测试环境和测试资源的管理，从而提高测试的效率。
（４）Ｒａｔｉｏｎａl Project Conductor（简称RPC）：RPC是基于Jazz平台的项目及资源管理平台。RPC可以帮助项目经理进行项目计划、制定项目进度，为项目和任务安排合适的资源。RPC还提供了对项目状态和进度进行管理监控和可视化的功能，可以作为项目开发的核心数据库。
（５）Ｒａｔｉｏnal Insight：Insight可以帮助获取关于开发团队的度量数据，客观地度量开发的状态和进度。Insight能够提供关于系统和软件交付准确的深入信息，确认高优先级的业务目标，并给出软件交付的最佳实践，从而更好地定位开发团队的目标、度量最佳实践和业务成果。
（６）Ｒａｔｉｏnal Build Forger（简称RBF）：RBF是基于Jazz平台的过程执行框架，可以对软件工程生命周期中重复的开发任务和构建过程进行自动化的安排、管理和追踪。RBF支持主流的开发语言、工具及平台，能够在沿用现有开发资源的同时，增加有价值的自动化、加速、通知和日程安排等功能。
（７）Ｒａtional Asset Manager（简称RAM）：RAM可以帮助组织了解所拥有资产的状况，资产之间的关系，以及资产所交付的业务价值，从而使组织能够基于一致的可重用资产更快地向市场交付高品质的软件解决方案，并减少解决方案实现和维护的成本。
除了上述工具外，IBM还将陆续基于Jazz平台推出相关工具，并进行众多上一代Rational工具的Jazz化过程，已完成的包括ClearCase和ClearQuest等。
在“软件工程”网络课程中，主要涉及的基于Jazz平台的工具是：Rational Team Concert、Rational Requirements Composer、Rational Quality Manager，以及ClearCase和ClearQuest。
四、“软件工程”网络课程的工程实践部分设计
“软件工程”课程具有实践性强的特点，其工程实践环节既重要又困难，需要深入研究该课程整个工程实践环节的教学内容和方法，确保相关实践平台，设计完整的实践体系，包括：实验大纲、计划、教材等。本章中对于“软件工程”网络课程，即所述“学生工程实践部分”做进一步研究。
1.工程实践部分的目的
（１）让学生在实践环节中加深对软件工程课程理论知识的理解，通过让学生参与一个中小规模软件开发的完整过程，建立对软件开发过程各阶段活动的全面、直观、感性的认识。
（２）要求参与的学生在实践环节中分成若干个项目组，并以项目组为单位完成软件系统从需求分析到测试交付的完整过程，在该过程中学习有效的沟通方法，培养团队合作精神，为将来进入软件工程行业做好准备。
（３）让学生通过实践环节掌握Jazz平台系列工具的使用方法，培养学生灵活运用所学理论知识分析和解决问题的能力。
“软件工程”网络课程的工程实践部分的总体要求包括：遵循敏捷软件开发的定义，各个学生项目组独立完成从需求获取与分析、设计与建模、编码、测试、配置与交付、过程管理等软件工程关键活动，熟练使用各种工具完成上述活动，养成规范化软件开发的习惯，并根据国标版软件开发文档模板最终提交相应的软件制品与规范化文档。
2.工程实践部分的具体要求
（１）项目管理与计划。根据实验课程的安排，各学生项目组首先进行的是基于项目管理知识使用Jazz-Rational Team Concert进行所选项目的开发过程管理，使用Jazz-ClearCase实施配置管理，基于Jazz-ClearQuest进行缺陷与变更管理。需要学生项目组制定项目计划，包括过程计划、开发计划、测试计划、配置管理计划等，在网上提交相关文档和进展报告。
（２）需求获取与分析。在该阶段中要求各学生项目组获取并分析目标软件项目的需求，采用用例模型描述系统的需求规约，使用Jazz-Rational Requirements Composer管理需求分析阶段的结果并进行需求评审。需要学生项目组给出需求规约文档，在网上提交相关文档和进展报告。
（３）设计与建模。在该阶段中要求各学生项目组以需求阶段的结果为基础，使用工具Rational Software Architect为目标软件项目进行设计和建模（注：IBM尚未为该阶段提供基于Jazz平台的工具），基于模型描述系统的设计规约。需要学生项目组给出设计规约文档，在网上提交相关文档和进展报告。
（４）软件编码。在该阶段中要求各学生项目组以设计阶段的结果为基础，完成目标软件项目的最终编码过程，并对软件产品进行评审。需要学生项目组给出源代码和可执行的系统，在网上提交相关软件制品和进展报告。
（５）软件测试。在该阶段中要求各学生项目组使用Jazz-Rational Quality Manager及其他测试工具完成测试：设计测试用例，完成测试脚本的编制，实现自动化测试执行，进行测试结果的收集和分析，进行测试评估，将确认的缺陷提交到缺陷追踪系统中。需要学生项目组给出测试文档，在网上提交相关文档和进展报告。
（６）软件部署与项目总结。在该阶段中要求各学生项目组结合实际运行环境，完成目标软件项目的部署，并对各个阶段的执行情况进行总结，必要时可录制系统演示。需要学生项目组在网上提交报告和相关资料。
五、结束语
针对当前“软件工程”网络课程的现状，本文在对该课程的设计中整合了IBM公司的下一代软件开发协作平台Jazz，利用该平台对软件工程生命周期各阶段任务的支持，及其跨地域的团队协作能力和适用于敏捷软件开发的特点，以理论结合实践的方式设计了该课程的总体教学计划：着眼于培养学生的工程实践能力，从授课部分（包括理论知识和工具培训）以及学生工程实践部分两个方面展开，在实践中取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]Roger S. Pressman. Software Engineering: A Practitioner's Approach, 7th edition[M]. McGraw-Hill，2009：928.
[2]Ian Sommerville. Software Engineering, 9th edition[M]. Addison Wesley，2010：792.
[3]Shari L. Pfleeger, Joanne M. Atlee. Software Engineering: Theory and Practice, 4th Edition[M]. Prentice Hall，2009：792.
[4]许家,白忠建,吴磊.软件工程――理论与实践, 第2版[M].北京:高等教育出版社，2009：399.
[5]黄河笑,杨焕宇, 陈海建等.“软件工程”网络课程的设计与开发[J].计算机教育，2009(22)：93-96.
[6]罗扬, 郑昌兴.《软件工程》网络课程的设计与实现[J].电脑知识与技术，2009(20)：5471-5472.
[7]宁德军,朱育雄,孙昕.奏响软件交付的爵士乐――Jazz平台实践者之路[M].北京:清华大学出版社，2009：274.