uml与rose建模课程设计

uml与rose建模课程设计一、教学目标

本课程旨在通过UML与Rose建模的学习，使学生掌握面向对象建模的基本理论和实践技能，能够运用UML语言对软件系统进行建模，并能够使用Rose工具进行可视化建模。知识目标方面，学生需要理解UML的基本概念、建模原则和标准，熟悉UML的九种及其应用场景，掌握Rose建模工具的基本操作和高级功能。技能目标方面，学生能够独立完成软件系统的UML建模，包括用例、类、序列、状态等，并能够将UML模型转换为Rose模型，实现可视化展示和交互操作。情感态度价值观目标方面，学生能够培养系统化思维和规范化意识，增强团队协作能力，提高解决复杂问题的能力，形成对软件工程实践的深入理解和积极态度。课程性质属于计算机科学与技术专业的基础课程，结合软件工程实践，强调理论与实践相结合。学生特点方面，具备一定的编程基础和逻辑思维能力，但对软件建模理论和方法较为陌生，需要通过实例引导和系统讲解，逐步建立建模能力。教学要求注重理论与实践并重，通过案例分析和项目实践，强化学生的动手能力和应用能力，同时培养其创新思维和团队协作精神。将目标分解为具体学习成果，包括能够绘制符合规范的UML，能够使用Rose进行模型管理和版本控制，能够根据需求文档完成系统建模，能够进行模型分析和优化，能够撰写建模报告和设计文档。

二、教学内容

本课程内容围绕UML与Rose建模的核心知识体系展开，旨在系统构建学生的建模理论认知和工具应用能力。教学内容分为基础理论、工具操作、综合应用三个模块，共计12学时，与教材第3-8章内容相对应，确保知识体系的连贯性和实践性。

基础理论模块（4学时）包括UML概述（2学时）和建模原则（2学时）。UML概述部分重点讲解UML的起源、发展历程和建模方法论，结合教材第3章"UML基础"中的标准化过程和语义规则，通过案例说明UML在软件生命周期中的定位。建模原则部分系统梳理UML的12条基本建模原则，如表示一致性原则、命名一致性原则等，选取教材第4章"UML建模原则"中的企业案例进行剖析，使学生理解原则在建模实践中的指导意义。

工具操作模块（6学时）分为基础功能（3学时）和高级应用（3学时）。基础功能部分依据教材第5章"Rose基础操作"，详细讲解Rose的界面组成、模型库管理、绘制工具和属性编辑功能，设置"创建类"等基础实训任务。高级应用部分聚焦教材第6章"Rose高级特性"，重点训练模型模板应用、视关联、交互式导航等能力，通过"银行系统建模"综合案例强化工具应用技能。

综合应用模块（2学时）以教材第7-8章为支撑，采用项目驱动教学法。首先通过"在线购书系统"需求分析，指导学生完成完整的UML建模流程，要求绘制用例、类、时序等五种示，依据教材第7章"用例建模"和"类建模"规范进行评审。随后开展Rose模型转化实训，重点训练模型逆向工程、视转换和代码生成等能力，结合教材第8章"模型转化技术"，要求学生输出符合行业标准的模型文档。

教学进度安排为：第1-2周学习基础理论，第3-5周完成工具操作训练，第6-7周开展综合应用项目，第8周进行课程总结。每模块均设置配套实验任务，如基础模块配套"UML绘制规范"实验，高级模块配套"企业模型重构"实验，确保学生通过64学时教学完成从理论认知到工具应用的进阶学习。

三、教学方法

本课程采用"理论讲授-案例研讨-工具实训-项目驱动"的多元教学方法体系，针对UML建模的理论性、工具性和实践性特点，构建循序渐进的教学实施路径。在基础理论模块采用"问题导入-概念解析-案例印证"的三段式讲授法，以教材第3章"UML基础"中通信系统建模案例切入，通过对比传统流程与UML表达差异，直观展示UML的建模优势，配合教材第4章的建模原则，采用启发式提问引导学生归纳总结，强化理论认知深度。在工具操作模块实施"示范演示-模仿练习-对比优化"的渐进式教学法，依据教材第5章Rose界面操作内容，教师首先完整演示类创建全过程，随后学生参照教材5.2节操作步骤完成银行系统类绘制，通过对比不同命名规范和布局设计的模型效果，开展小组互评，培养规范建模意识。针对教材第6章高级特性，采用"任务驱动-自主探究-成果分享"的教学模式，设置"书管理系统模型重构"任务，要求学生运用模板编辑、视关联等功能优化初始模型，在规定时间内完成并通过小组互评，教师仅提供关键节点指导，充分体现学生主体地位。

综合应用模块采用项目教学法，以教材第7-8章内容为依托，组建4人项目小组完成"在线考试系统"建模任务。项目实施分为需求分析（2学时）、模型设计（4学时）、文档撰写（2学时）三个阶段，严格遵循教材第7章用例建模流程和第8章模型转化规范。前期通过"医院挂号系统"简化案例开展小组讨论，确定建模范围和粒度，中期开展工具实训，后期进行成果答辩，教师角色转变为项目监理，通过设置"模型一致性检查""视完整性评估"等量化指标，确保项目质量。此外，结合教材附录案例，每周安排30分钟案例研讨课，采用辩论式讨论法，围绕"用例粒度控制"等建模争议点展开，培养学生批判性思维。通过这种教学方法组合，使理论教学与工具实践形成有机衔接，通过不同教学方式的交替运用，保持学习新鲜感，激发学生持续探究建模技术的内在动力。

四、教学资源

本课程教学资源体系围绕教材内容构建，涵盖理论支撑、工具支持、实践拓展三个维度，确保教学活动顺利开展和学生综合能力培养。核心资源方面，以指定教材《UML与系统建模》（第5版）作为主要学习依据，配套使用教材配套光盘中的Rose标准模板库和教学案例源文件，重点利用教材第3-8章的完整案例体系，包括通信系统、银行系统、书管理系统等，作为理论讲解和工具操作的统一素材。参考书方面，配置《UML建模权威指南》（第2版）作为理论深化资料，该书的建模原则章节与教材第4章形成互补；《Rose2019标准教程》作为工具操作补充，其高级功能章节与教材第6章构成能力进阶支撑。

多媒体资源采用"课件+微课+动画"的三层结构。基础课件基于教材目录开发，融入教材表的动态演示效果，重点突出UML九种的表达规则和Rose操作界面元素；微课资源精选教材难点内容，如时序与活动状态转换等，制作5-8分钟的动画讲解视频，配合教材第7章和第8章的复杂案例进行可视化阐释；动画资源主要展示教材附录中的系统运行场景，如在线购书系统的订单处理流程，通过动态模型演示强化学生对静态建模示的理解。实验设备方面，配置64台配备Rose2019专业版的计算机，每4台组成一个项目小组工作单元，确保学生能够独立完成教材配套实验"UML绘制规范"和"企业模型重构"的操作任务。此外，准备投影仪、实物展台等辅助设备，用于展示优秀学生建模作品和开展小组互评活动。教学资源管理通过在线学习平台实现，上传电子教案、微课视频、实验指导书等数字化资料，并建立案例库供学生课后自主拓展学习。

五、教学评估

本课程建立"过程性评估+终结性评估"相结合的多元评估体系，涵盖知识掌握、技能应用和综合能力三个维度，确保评估结果的客观性和全面性。过程性评估占比60%，重点考核学生在教学活动中的参与度和阶段性成果。评估内容包括：课堂参与度（20%），通过记录学生提问、讨论贡献等指标，评估其学习主动性，与教材理论章节的互动情况；作业完成度（40%），布置3次与教材章节对应的作业，如绘制教材第4章案例的类并标注关联关系、完成教材第5章指定系统的时序绘制，要求体现UML规范，占总评的40分，直接对应教材5-6章的工具应用要求。每次作业设置明确的评分标准，包括模型完整性、规范性和分析说明的合理性。

终结性评估占比40%，采用"项目答辩+理论测试"的复合模式。项目答辩（30%）基于教材第7-8章综合应用模块，要求小组提交"在线考试系统"的完整UML模型和Rose可视化文档，并进行现场答辩，评估内容包括模型设计的完整性（15分，对应教材7.3节要求）、工具应用的熟练度（10分，对应教材6.4节要求）和答辩表达的清晰度（5分），直接检验学生综合运用知识解决实际问题的能力。理论测试（10%）在课程结束前进行，题型包括单选（30题，每题1分，覆盖教材第3章UML发展历程等知识点）、多选（15题，每题2分，涉及教材第4章建模原则应用）、判断（10题，每题1分，针对教材第5章Rose操作描述的准确性），全面检测学生对基础理论的掌握程度。

评估方式注重过程记录与结果检验并重，所有评估标准均与教材章节内容相对应，确保评估的靶向性。评估结果采用百分制，60分及格，并建立学生成长档案，记录每次作业和项目中的亮点与不足，为后续教学改进提供依据。

六、教学安排

本课程总学时为64学时，根据教学内容的逻辑顺序和学生认知规律，制定如下教学进度表，确保在16周内完成所有教学任务，并与教材章节进度保持同步。教学时间安排在每周二下午第1-4节（14:00-18:00），共计4学时，地点固定在计算机房B栋301，配备64台安装Rose2019正版软件的计算机，满足小组协作和工具操作需求。

第一阶段为理论奠基周（第1-2周），对应教材第3-4章。第1周（周一）14:00-15:30讲授教材第3章"UML基础"，15:30-16:00讨论教材3.2节UML发展历程案例，16:00-18:00分组完成教材3.1节通信系统案例的初步理解任务；第1周（周二）14:00-16:00讲授教材第4章"UML建模原则"，16:00-18:00开展教材4.3节企业案例的建模原则应用分析；第2周（周一）14:00-16:00复习UML原则并引入教材第5章Rose基础操作，16:00-18:00完成教材5.1节银行系统类的基础绘制任务；第2周（周二）14:00-18:00分组实训教材5.2-5.3节Rose界面操作与模型库管理。

第二阶段为工具深化周（第3-5周），对应教材第5-6章。第3周（周一）14:00-18:00开展教材5.4-5.5节高级操作实训，要求完成教材5.5案例的视关联练习；第3周（周二）14:00-16:00分组讨论教材5章案例的优化方案，16:00-18:00完成作业提交；第4周（周一）14:00-16:00讲授教材第6章"Rose高级特性"，16:00-18:00开展教材6.2节模板应用实训；第4周（周二）14:00-18:00项目启动会，分配教材第7章"用例建模"的在线购书系统需求分析任务；第5周（周一）14:00-18:00分组进行需求分析文档撰写与互评，教师提供教材6.3节模型逆向工程指导。

第三阶段为综合应用周（第6-8周），对应教材第7-8章。第6-7周为项目实施周，每周安排3次课，其中2次课用于模型构建，1次课用于小组互评与教师指导；第8周为项目答辩周，分组进行项目答辩，并开展教材附录案例的拓展学习。第四阶段为复习与测试周（第9周），进行课程复习并开展理论测试，测试内容覆盖教材前8章核心知识点。教学安排充分考虑学生作息规律，避开午休时段，确保学生能够保持良好学习状态。

七、差异化教学

本课程针对学生在UML建模基础、工具操作熟练度及学习兴趣上的差异，设计分层递进的教学策略和多元化评估方式，确保每位学生都能在原有基础上获得最大程度的发展。针对教材内容，对基础薄弱的学生，在讲解教材第3章UML基本概念时，增加传统流程与UML示的对比案例（如教材3.1节通信系统案例的简化版），并要求其完成更基础的类绘制任务，作业中降低类复杂度要求；对能力较强的学生，在教材第6章Rose高级特性教学中，增加模型模板自定义设计（如教材6.3节案例的扩展功能设计）和视脚本编写（如教材附录案例的交互效果增强）等拓展任务，鼓励其在项目中选择更复杂的系统需求（如教材第7章案例的在线考试系统扩展功能）。针对教材第7章用例建模，基础组侧重用例的规范化绘制（对应教材7.1节基本元素），提高组侧重用例与活动的联动设计（对应教材7.2节扩展机制），项目答辩时基础组采用简答式汇报，提高组采用演示式答辩。

在评估方式上实施分层标准，作业评估中基础题（占作业总分60%）侧重教材核心知识点考核（如教材第4章原则的简单应用），提高题（占作业总分40%）增加综合应用和创新性要求（如教材第5章工具的复杂操作和个性化设计）；项目评估中基础组（占答辩总分60%）重点考核模型完整性（参考教材7.3节最低要求）和文档规范性（参考教材8.1节基本格式），提高组（占答辩总分40%）增加模型创新性（参考教材6.4节高级功能应用）和团队协作表现（参考教材第8章项目协作要求）；理论测试中基础题（占总分60%）覆盖教材前4章核心概念（如教材第3章UML九种），提高题（占总分40%）增加教材后4章综合应用（如教材第6章工具操作与第8章模型转化结合）。教学过程中通过建立学习互助小组，安排不同能力水平学生结对子，共同完成教材附录案例的复习巩固，并设置"建模新星"奖励机制，对在教材基础章节学习中表现突出的学生给予额外加分，激发全体学生的学习积极性。

八、教学反思和调整

本课程建立动态的教学反思与调整机制，通过多维度信息收集与数据分析，持续优化教学过程，确保教学目标与教材内容的有效达成。教学反思周期设定为每周、每章和每阶段结束后进行，调整措施根据反馈性质和紧急程度即时或定期实施。每周课后，教师立即记录学生在掌握教材当章内容（如第4章UML建模原则或第5章Rose基础操作）时的具体困难点，如UML关系线的规范使用错误（对应教材4.2节示例）或Rose工具特定功能（如教材5.3节布局工具）的操作障碍，并分析原因。每周二教学反思会上，汇总各班级学生的课堂表现、作业错误率（特别是涉及教材第3章UML示规范和第6章Rose高级特性应用的部分）以及随堂测验结果，如针对教材第4章原则的判断题得分情况，判断是否存在普遍性理解偏差。

每章结束后进行阶段性反思，重点评估学生对教材核心概念（如教材第7章用例与活动的区别）的掌握程度和技能应用（如教材第5章类绘制）的熟练度。通过分析作业中的典型错误（如教材7.1节用例识别遗漏）和项目初稿中反映出的建模能力短板（如教材8章模型转化逻辑不清），结合学生对教材相关案例的反馈，调整后续教学内容。例如，若发现学生对教材第6章工具高级功能（如教材6.3节模板应用）掌握不足，则增加下次课的实训时间，并补充教材配套案例的详细操作视频作为补充学习资源。每阶段（如前两周基础理论阶段结束后）学生座谈会，收集对教材内容讲解深度（如UML九种的关系理解）和工具教学进度（如Rose视管理）的个性化建议，作为调整教学策略的重要依据。

教学调整措施包括：动态调整教学进度，如若学生普遍反映教材第5章Rose操作内容过多过难，则适当压缩理论讲解时间，增加实训课时；调整教学方法，如对教材第7章用例建模普遍感到困难的学生，增加分组讨论和案例剖析环节，并引入教材附录的简化案例进行专项练习；调整评估方式，如增加过程性评估中针对教材难点（如第6章高级特性应用）的小型技能测试频次，及时检验学习效果。所有调整均需记录在案，并与教材章节进度、学生实际掌握情况相对应，确保持续改进的有效性。

九、教学创新

本课程在传统教学基础上，积极探索现代教育技术与UML建模教学融合的创新路径，增强教学的吸引力和互动性。首先，引入虚拟仿真技术辅助教材第5章Rose工具教学。开发基于Web的Rose仿真平台，允许学生在线模拟教材5.2-5.3节的视创建、元素编辑等操作，突破物理设备的限制，支持随时随地预习和复习。平台集成了教材5章的典型错误案例库，学生操作过程中若出现规范性问题，系统将自动提示参考教材的正确做法，强化技能训练的针对性和即时反馈效果。

其次，应用增强现实（AR）技术深化教材第7章用例建模和第8章模型转化教学。开发AR应用，扫描教材中的用例或类（如教材7.1节示例），手机屏幕即可叠加显示对应的系统运行场景动画（如教材附录案例的简化交互演示），将抽象的静态模型与直观的动态过程关联，帮助学生理解模型背后的实际意义。在模型转化教学环节，AR应用可展示教材8章中从UML模型到Rose视的转化过程，增强学生对模型间关系的动态感知。

再次，开展基于在线协作平台的混合式教学创新。利用学习通等平台发布教材第6章高级特性应用微课视频（如模板编辑技巧），学生课前自主学习，课堂时间聚焦于教材6.3节案例的深度研讨和项目协作。平台支持实时投票（用于快速评估学生对教材6.4节高级功能理解程度）、在线白板（用于小组共同设计教材7章项目初始方案）和分组讨论等功能，促进师生、生生间围绕教材案例的深度互动，激发学习热情。这些创新举措旨在将教材的静态知识体系转化为动态的、可交互的学习体验，提升教学效果。

十、跨学科整合

本课程注重挖掘UML建模与相关学科的内在联系，通过跨学科案例和项目设计，促进学生知识体系的交叉应用和综合素养的全面发展。在教材第3章UML基础教学中，引入工程管理学科知识。结合教材3.2节案例，讲解UML在项目需求管理中的应用，要求学生运用UML工具绘制用例，并参照项目管理教材中的WBS（工作分解结构）方法，将用例分解为可执行的任务，思考如何通过UML模型指导项目进度控制，体现建模对工程实践的支撑作用。

在教材第5章Rose工具操作教学时，融入计算机程序设计学科思维。以教材5.4节数据库建模为例，引导学生思考如何将类中的实体映射为数据库表（对应关系数据库课程知识），并在Rose中练习生成数据库脚本（对应教材5.4节逆向工程功能），理解建模工具在开发过程中的作用。同时，结合算法与数据结构课程，在教材第7章用例建模教学后，布置项目任务，要求学生在设计教材7章"在线考试系统"用例时，考虑其内部逻辑算法（如随机抽题算法），并在活动中进行建模表达，实现建模与算法设计的初步结合。

在教材第8章模型转化技术教学中，引入艺术设计的审美原则。要求学生在完成教材8章的模型转化后，进行可视化美化，参考平面设计教材中的版式布局理论（如教材附录案例的视觉效果），优化Rose模型的展示效果，理解建模不仅关注逻辑正确性，也需兼顾表达美观性。通过这种跨学科整合，使学生在掌握UML建模技能的同时，提升工程思维、系统设计能力和审美素养，为后续参与跨学科项目打下坚实基础，增强知识迁移能力。

十一、社会实践和应用

本课程通过设计紧密联系社会实际的教学活动，强化学生的建模实践能力和创新意识，使UML建模技能转化为解决实际问题的能力。首先，开展企业真实项目案例的建模实践。与当地软件公司合作，选取其正在开发或已完成的项目片段（如教材第7章用例建模的简化需求），要求学生以小组形式完成系统建模任务。例如，针对教材第8章模型转化，要求学生将用例转化为Rose模型，并进行可视化展示和团队讲解，模拟企业真实的需求分析和设计评审环节，培养其在限定时间内完成建模任务并清晰表达设计思路的能力。

其次，校园信息化系统设计竞赛。以改善校园生活为目标，如设计教材第3章案例"校园一卡通系统"的升级方案或开发教材第7章案例"在线选课系统"的新功能，要求学生完成完整的需求分析（用例）、系统设计（类、时序）和模型转化（Rose模型）。竞赛成果要求提交符合教材第8