运用软件工程思想建设网络教育模式思考.doc

运用软件工程思想建设网络教育模式思考王利兴 张剑平摘要网络教育在我国的发展还处于摸索阶段，本文从软件工程的角度对网络教育的模式进行了浅层次的思考。首先阐述的是网络教育的基本情况，然后是对软件工程的一些基本理论进行了介绍，最后从软件工程的角度提出了建设网络教育的思路。关键词软件工程，网络教育，模式CONSIDERATION OF THE MODE OF NET-EDUCATION BY PROJECTION SOFTWARE Abstract net-education is in the state of exploration in our country, the thesis discussed the mode of net-education from the view of projection software. It expounded the base circumstances of net-education in china and then have a blief introdution to projection software and at last suggested the view of instruction of net-education from the view of projection software.Keywordssoftware proje ction, net-education, mode所属分项是：专场论文论文主题是：网络化学习的理论基础作 者：王利兴 浙江师范大学教育科学与技术学院，2002级既定研究生。通讯地址：浙江师范大学621# 0579-2283133，电子邮件： 张剑平 浙江师范大学教育科学与技术学院，博士、教授、硕士生导师。通讯地址：浙江师范大学教育科学与技术学院电子邮件： 所采用内码：国标码运用软件工程思想建设网络教育模式思考摘要网络教育在我国的发展还处于摸索阶段，本文从软件工程的角度对网络教育的模式进行了浅层次的思考。关键词软件工程，网络教育，模式一自1994年我国接入国际互连网以来，我国的网络发展速度非常快。据不完全统计，我国现有上网用户3000万，这是个不小的数字。也正是在这告诉发展的大背景下，我国于1998年率先由清华、湖南大学、浙江大学、北京邮电大学开展了网络教育。3年多来，网络教育的发展速度也非常快，至2001年7月，我国已共有45所高校获得了开展网络教育的资格。但是，3年时间毕竟是短暂的，我国的网络教育从教师、学校到学生都存在各方面的问题，使得网络教育的发展也出现了各种各样的问题。网络教育的最明显特征是运用网络，以资源建设为核心而开展的教育活动。它主要的硬件终端是计算机，资源建设的主要内容是网络课程的建设。当前，我国网络教育的开展还没有一套明确的模式可以借鉴，因为它在我国是一项全新的工作。网络教育是一项系统的工作，它包括各个组成部分，如办学实体、教师、学生以及社会的相关部门。在这一点上，它是传统教育在本质上没有差别。它是随着计算机技术的发展而发展起来的，是顺应了社会需要而产生的。它最终面向的是学生，是完全主动的学生。网络教育的成功与否取决于学生使用之后的效果，获得知识、技能水平的程度，在另一个侧面上表现为受欢迎程度。它类似于面向社会群体做软件的过程，只是网络教育所面向的是要学习知识技能的学生，另外一个与做纯软件不同的是，网络教育做的是附加了人的因素的非纯粹性的大型软件。因此，我们可以运用软件工程的思想来建设网络教育。二软件开发是一项繁杂而艰巨的任务，它由软件功能的大小决定其开发的周期。软件工厂是在软件开发过程中的一些成功经验的总结运用。软件工厂的复杂性决定了软件工程的复杂性。软件危机至今仍然存在，如微软虽号称软件业的巨无霸，可一些专家们却可经常轻易地找出其中的BUGS。经过软件危机，大家慢慢地意识到，软件开发必须要有一个好的过程。在七八十年代逐渐开始了对软件开发的研究，逐渐形成了今天所说的软件工程。可是说至今为止，软件工程的发展还是不完善的。但作为一种模式，它已完全定形。对于所有学过软件工程的人来说都知道，软件的生命周期一般可以分为需求阶段、设计阶段、编码阶段、单元测试阶段、验收阶段、维护阶段。而如果在测试中或是任何阶段发现错误，对于修复的费用而言，需求分析阶段是最少的。GTE、TRW、IBM三家公司在20世纪70年代的独立研究中都得出了和表1差不多同样的结果。表1告诉我们，从某种意义上来讲，需求分析在软件开发的整个过程中是极其重要的。 表1 阶段 相对修复费用需求阶段 0.10.2设计阶段 0.5编码阶段 1单元测试阶段 2验收测试阶段 5维护阶段 20需求分析之前应确定目标，即开发的对象是什么，它由开发者提出。当然，也可以从市场调查中分析出市场上对某种功能软件是否需要，进而进行具体的目标需求分析。需求分析的主要对象是用户，还有调查员、系统分析员。它的主要任务是调查员或是系统分析员对于用户或者是市场进行深入细致的调查，对反馈的信息进行系统分析，然后系统分析员对这些要求进行整理、取舍，再编写出需求规格说明书。它的内容包括两个方面：功能性和非功能性的分析。功能性的分析主要是分析软件系统所能完成的任务。非功能性分析主要包括过程需求，如交付需求、实现方法需求、标准需求等；产品需求，如可靠性需求、可重用性需求、安全保密性需求等；外部需求，如法规需求、费用需求等。在这里，我们开发程序的人都知道，费用需求决定着你这个系统是否值得开发。假如费用也就是成本大于营业额或者是可以预见的效益的话，那么软件的开发将是无意义的。当然，对于小型的共享程序或是为了占领市场份额而实行低价销售甚至无利售出的系统例外。需求分析的方法有很多，如基于数据流的结构化分析方法，基于控制流的控制型分析方法，运用形式化的语言进行需求分析的形式化方法。需求分析之后应该形成的需求规格说明书应该是包括所有用户提出的可接受的要求，并且是明确的，无二义性的。软件设计是研究确定软件“怎么做”的问题，它对于软件开发来说也是成功与否的关键一步。在这个过程中我们的设计人员分析对于我们在需求分析中形成的功能如何在软件中进行整体实现，也即各个功能之间的相互关系的问题。此时必须全盘考虑软件的架构，确定它的功能结构和非功能性结构。这也是我们所说的软件的体系结构。当然，对于一个小型软件来说，这是一个比较简单的问题，而随着软件系统大小和复杂性的增加，它的复杂性就会成倍增加。一个没有好的体系结构的软件是很难在市场上立足的。因为它肯定起不到用户所要的效果或者是达不到适合各种用户的通用性。软件设计的方法也比较多，如结构化设计方法、JACKSON方法、PARNAS设计方法、面向对象的BOOCH方法、COAD方法等。由于现在计算机技术的发展，使它的功能越来越强大，不再局限于解决计算问题，复杂的问题在运用结构化的方法时出现了不适应，而由对象组合的方法却极大的方便了这些问题的解决，使面向对象技术得以快速发展。当完成设计之后，接下去的工作主要是程序员的工作了。编码阶段是程序员按照设计的要求用计算机高级语言进行具体建立、实现模块，并且做好模块间的相互衔接和可移植性、开放性等工作。测试阶段也就是检验程序员自身水平的阶段，它是对所编写的代码进行测试，从而确定是否已达到既定目标。当然在这个阶段，系统的分析员也共同参与，使系统不断的完善以满足开发要求。最后的工作是维护，这是个漫长的过程，也是不断完善的过程。三网络教育是一项新生不久的事物，它与软件工程有着相似的地方，但更重要的是它有其自身的特点。因此，我们可以借鉴软件工程来建设网络教育，但也应注意从其过程的自身特征出发进行研究。需要说明的是，以下所表述的，不是某种网络教育建设的模式，更不是固定的模式，只是探索路径和方法。1、建设前的需求分析。需求分析主要包括两个方面：市场需求分析和可行性分析。首先应进行的是可行性分析。可行性分析可以从以下两个方面来进行分析：硬件和软件。作为教育的一个分支，它首先应该是传统意义上的学校。因此，它必须要具备的是一定的硬件设备。网络教育的最大特点就是以网络为基础。因此，网络教育的硬件首先就是网络的建设。如果说一个进行网络教育的单位没有一个自身的网络，那么它就谈不上进行网络教育。在现时的条件下必须要有一个能承受得起大数量人员访问的服务器，以及一些制作资源所需的工作站等。当然，这里不可避免的包括了场地的问题。其次是软件上的分析。教育，说到底还是人起到了关键的作用。这里的软件主要有2个方面：办学单位里的人和单位外的人。办学单位里的人包括教师、技术人员和管理人员。教师在传统教学中是灵魂所在，它决定着教学能否取得成功。同样，在网络教学中，教师也不可或缺。因为同样是教学，它体现着教学的智慧、学习的智慧。教师作为这一智慧的承载体，是不可缺少的。但是，由于网络教育的特殊性，教师在除了与传统教师一样的教学技能外，还必须具有一定的计算机技能，扎实的教学心理学、美学心理学的知识。而技术人员在网络教育中既是技术主持者，也是教师的支持者。他们不仅应该具备扎实的计算机知识，以保证资源建设的顺利进行何硬件资源的日常维护。也应该具有一定的教学知识、心理学知识，这样才能够在建设和维护的过程中与教师进行直接的无障碍的沟通、紧密的合作。作为一个系统，管理人员也是必不可少的。他们的主要职责是协调内部人员以及实体与外部的关系。但是网络教育中的管理人员必须懂得传统教育与网络教育的不同之处，应该更多的懂得虚拟的人际关系，能够根据实际情况进行管理。当然，这两个方面在很大程度上都会受到一个方面的影响，那就是资金。因为网络教育的特点之一就是初期的投入大。不管是在硬件还是软件上，都需要大量的资金投入。而收入的取得主要依赖于入学的人员。因此，在可行性分析中资金的考虑也是一个大的方面。当然，在这里，我们没有为此做考虑。办学单位外的可行性分析主要就是对生源的分析。也就是在开办网络教育之后，是否能够招到一定数量的学生。这可以从整体上予以考虑。如某个年龄段没有进入普通高等学校学习的人数占到了总人数的百分数，以及个体的整体经济情况。这将直接决定着办学的经济性因素。毕竟，当前，我国的高等教育还不能实行义务。且于97年实行了高校并轨。因此，这是必须慎重考虑、仔细分析的。高投入的网络教育如果说收不到一定的经济效益何社会效益，那么就如同一个投入成本大于营业额或是可预见的效益的软件的开发没有意义，是不成功的。当然，如果是国家扶持发展，具有一定“建设公共基础设施”性质的工程例外。市场需求分析主要是从市场的角度来对网络教育应做些什么进行分析。这可以从网络教育面向对象的不同来进行分析。1、面向社会单位进行分析。网络教育是顺应社会需要而发展起来的，与传统教育一样，网络教育的最终目标是培养社会单位所需要的人才。人才培养的成功与否，主要看社会单位对人才的肯定程度，而这取决于人才的知识、技能对社会单位的贡献程度。而与传统教育不同的是，网络教育具有相当的灵活性和相对的短时性，社会单位对于人才的反馈却有一定的滞后性。因此，更加有必要面向社会用人单位进行需求分析。分析的主要目的就是取得在现有的网络技术环境下社会用人单位对培养的人的要求。如对于一个文秘方面的人来说，社会单位需要的往往时写作方面的技能和一定的计算机操作技能。因此，这就完全可以在网络教育中得以实现。可对于一个工科方面的人来说，社会单位需要的往往是有一定的实践经验的人。因此，在现有计算机网络虚拟技术环境下，无法替代真实的实验、实物操作训练。所以这就要求，如果网络教育中存在着工科性质的课程，就有必要加入附加的实践课程。2、面向学生进行分析。学生是教育直接面向的对象，教育成功的关键因素是是否适合于学生。面向学生的分析，主要是分析教学所应采取的形式。如对于一个在职的员工来说 ，如果说是在理论学习阶段，那么他可以在上班时间以外从网上学习。但在实践操作或是网上直播课堂的时间安排上，他就只能是在耽搁上班时间的情况下进行学习，而这是学习人员本人和单位都不愿意的。因此，对于各类有学习需求的人应进行不同的分析，从而获得最佳的教学安排。在需求分析之后，应该用通俗、明确的语言写出一份详细的需求分析报告，以供后续用。2、设计。这个步骤主要就是根据需求分析的结果从整体上确定开展网络教育的具体方案。根据组成部分的不同可以分3个方面进行设计。首先就是教学人员的设计。在前面的分析中已经提到人员有3个方面：教学、技术和管理人员。在设计中应该明确教师的具体职责，教师所应具备的素质；技术人员的职责，以及相应的技术和教学方面的素质；管理人员的职责。还应该对于人数有大致的确定，以使其在网络教育正式开始之后能够顺利开展工作。具体如管理人员的分工应如何，具体应设置几个岗位，以及其职权关系；技术人员之间的分工应明确；每门课程大概需要多少教师、技术人员；在对学生的辅导中一个教师辅导的学生数等。这是非常重要的一个步骤，因为人的能动性在其中是起到关键作用。因此，必须明确设计好各人员之间的职权利关系，使其能顺利开展工作。其次是对教学过程的设计。也就是一门课，一门专业的课程的整体设计。这也是一个非常重要的过程。主要就是依据需求分析的结果，在“怎么做”，“做什么”上进行具体设计。设计可以概括为3类：教师、教学内容、学生。应包括教师的参与方式，教师的考核办法，教师的安排，课程内容的组成，教学所采取的各种方式（如网上直播、VOD等），课时的安排，学生的成绩管理，学生的档案管理，学生的考核评价办法，学费的收取办法。第三个就是对教学资源的设计。它有别于教学过程设计中的课程内容的组成。课程内容的组成是从宏观上来对一个课程所应包括的一些知识块进行设计，而教学资源的设计是较为微观的。它要设计的是一门课，一门专业的课程所涉及到的知识块的具体结构，可以说前者好象是提纲，而后者却是具体的一本书。如对于计算机基础这样一个课程来说，课程内容的组成设计是它的几个大块：计算机发展历史，计算机硬件基础，计算机软件基础，计算机网络通信基础。教学资源的设计就是把这几块进行先后排序并且进行细化。如计算机软件基础可以包括WORD、EXCEL等之类的办公软件和FOXMAIL等之类的网络软件，以及在相关知识点之间插入实验等。教学资源的设计是一个复杂而重要的过程，需要相当大的人力、物力、财力的投入，必须要集中教师、专业人员等集体的智慧。3、具体实现。这个过程就是把设计好的事项进行落实，使各个组成部分都具备切实可行的功能。如在教学人员的设计之后，就根据实际情况进行专人落实，使他们各司其职；在教学计划的设计之后，建立起切实的教学计划。如对学生的成绩管理来就可以建立起专