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摘要：“UML建模工具”是软件工程专业的一门必修课。通过该课程的学习，使学生能使用UML建模工具进行面向对象的系统分析和设计。为了提高教学质量，通过分析学生基本情况和教学内容，在教学案例设计、教学方式和考核方式上进行了改革与实践。
关键词：UML建模工具；案例；考核方式；教学方式；软件工程
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）28-6725-02
1 概述
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是OMG组织1997年发布的一种面向对像的可视化建模语言，为软件开发各个阶段提供了动态或静态的模型描述，方便软件系统构造者表达设计思想和交流设计成果[1]。UML建模工具是帮助系统构造者方便使用UML的软件，其主要功能有：支持各种UML模型图的绘制和存储，支持双向工程，提供与其他开发工具的接口[2]。目前常用的UML建模工具有Rational Rose和Microsoft Visio。
“UML建模工具”是软件工程专业的一门必修课。开设在“计算机科学导论”和“面向对象程序设计”课程之后，其目的是在学生掌握了计算机科学的基本理论和程序设计的基本方法的基础上，通过使用UML建模工具进行面向对象的系统分析和设计。为了顺利优质地开展“UML建模工具”课程，本文从学生基本情况分析、教学内容分析入手，在教学案例设计、教学方式和考核方式方面的进行了改革与实践。
2 学生基本情况分析
“UML建模工具”的授课对象是软件工程专业大学二年级的学生，理论水平相对肤浅，程序设计能力不高。但是部分同学却出现了畏难情绪，对专业和课程的学习兴趣降低。在这种情况下，专业教师的指导和课程的讲授，对学生未来的发展方向有重要作用。因此，“UML建模工具”作为软件工程专业的一门必修课，其教学要以提升学生专业学习兴趣和信心、加强专业技能为目标。
3 教学内容分析
“UML建模工具”课程涉及的教学内容有：面向对象概述、软件工程概述、UML概述、Rational Rose概述、用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、包图、构件图和部署图。
各知识单元的作用和关系是：①面向对象概述和软件工程概述部分，帮助学生形成软件开发理论基础；②UML概述和Rational Rose概述部分，用于对UML和Rational Rose工具形成宏观理解；③用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、包图、构件图和部署图，它们是使用UML进行系统建模的9大模型，是系统建模不可分割的有机组成部分。全部内容的学习是为了使学生能对具体某个系统的开发进行规范准确的建模，提升软件开发的效率。
4 教学案例设计
案例能帮助学生掌握和理解课程知识。对于该课程，恰当的案例设置对提高教学效果更有事半功倍的作用。本课程的案例设计区别于其他课程的地方在于：同一个案例应贯穿于整个课程。因此，该课程案例设计的原则是：案例背景学生熟悉；案例的内容涵盖课程所有知识点；案例至少有两个，一个用于课堂教学，一个用于实验教学。
案例设计的结果是：设计了两个大案例，分别对应于两个系统——“学生信息管理系统”和“图书管理系统”的建模。其中，“学生信息管理系统”用于课堂教学，“图书管理系统”用于实验教学。对于这两个系统，学生都有直接或间接使用经验，易于理解。涉及的内容有：需求分析、创建系统用例模型、创建系统静态模型、创建系统动态模型和创建系统部署模型。大案例将课程知识组织成一个完整、有机的整体。同时，在教学过程中配套辅助案例“远程网络教学系统”，用于课堂练习，巩固课程知识。
5 教学方式
传统的教学方式是：课堂教学“老师讲”，实验教学“学生练”，以课堂教学为主，用实验课来熟悉和巩固课堂讲授的知识。这种方式不易集中学生注意力和激发学生学习的积极性。为此，本文提出了一种新的教学方式：一是，把课堂教学分为讲授课、讨论课、学生作业展示与评议课三个阶段；二是，把实验教学分为单元型实验项目部分和综合型大作业部分。
5.1课堂教学
该课程总学时56学时，其中包括课堂教学38学时和实验教学18学时。把课堂教学分为讲授课、讨论课、学生作业展示与评议课三个阶段。分别安排在课程的前、中、后三个时期。
5.1.1 讲授课
采用以原理为中心的讲授方法，由教师讲解课程全部理论和方法，学生由老师“背着走”。讲授课安排在课堂教学的前期（前26学时）。
5.1.2讨论课
采用以问题为中心的讲授方法，引导学生综合使用已学方法进行系统建模，学生由老师“扶着走”。讨论课安排在课堂教学的中期（第26-30学时）。
为了讨论课能启到抛砖引玉的作用，给讨论课设计了一个“购物网站”系统建模的案例，让学生讨论常用购物网站的功能和商品的特点，总结购物流程和业务逻辑，逐步细化系统功能，实现建模。讨论课的顺利开展除了要设置恰当的案例和问题，学生的组织也很重要，而分组学习方式是不错的选择。班级的同学自由结合成小组，每组4-6人，选择一人作为组长，组长负责组织组员进行案例讨论。为了激发讨论热情，对积极回答问题的小组做适当的加分。分组学习方式会一直延续到学生作业展示阶段。
实践证明，课程气氛活跃，团队意识得到加强，“差生”在“好生”的带动下主动性明显提高。大学里的差生是“假差生”，是由于学习中知识断层，而非智力因素造成的[4]。通过周围同学的带动和学习方法的调整，“假差生”现象可以矫正。
5.1.3学生作业展示与评议课
为了提高学生的综合运用所学知识解决实际问题的能力以及团队协作的能力。要求各小组对某个系统建模，该项任务被称为“大作业”。大作业的题目自拟，内容要有一定实用价值和创新性。大作业的实施贯穿于整个课程的学习，由小组成员在实验课和课后完成。整个过程中，老师可以帮助学生选定题目和分析讨论，但只起到辅助作用，不直接参与实施，学生由老师“看着走”。 学生作业展示与评议课安排在课堂教学的最后八个学时。根据学生作业展示的内容和答辩情况选出优秀小组，通过加分的方式进行奖励。
5.2实验教学
每次实验课是两个学时，这两个学时被分成两个环节，先是个人完成单元型实验项目，然后分组进行大作业的讨论和实施。
5.2.1单元型实验项目
实验项目与知识单元对应，用于验证所学知识和方法。本课程的单元型实验项目共有7个，分别是练习绘制UML用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、构件图和部署图。每个实验项目的完成需要1-2个学时。
5.2.2综合型大作业
综合型大作业用于提升学生综合使用建模方法的能力。大作业虽然综合性强，但是它也是由各种UML图形构成的，因此可以与单元型实验项目并行完成。在每次实验课的剩余时间，组内成员进行大作业相关内容的讨论和操作，也可以与老师进行交流。
6 考核方式
常用的考核方式是闭卷或开卷的方式，这种方式不适合该课程综合性应用性强的特点。因此该课程的考核的方式改为“平时成绩 实验成绩 大作业成绩”的方式。用公式表示是：期末成绩（100%）=平时成绩（15%） 实验成绩（25%） 大作业成绩（60%）。其中，平时成绩根据平时考勤进行评定；实验成绩根据实验课的单元型实验项目的完成情况进行评定；大作业分组完成，个人成绩参考小组成绩和个人分工完成情况进行评定。
7 结论
“UML建模工具”是软件工程专业的必修课，对其他课程有承前启后的作用，利于培养学生分析解决问题能力以及实际动手能力，使学生从一个单纯具备编程技能的角色向系统分析/架构师方向过渡。本文在分析传统教学的不适合该课程特点的基础上，进行了教学案例设计、教学方法和考核方法等一系列的教学改革。实践证明，通过贯穿课程始末的“学生信息管理系统”案例的讲解，使学生对UML建模方法有了直观认识；同时，实验课“图书管理系统”案例的练习，巩固了所学知识；加之，大作业的完成提升了知识的综合应用能力。在整个过程中，注重学生学习兴趣和积极性的激发，采用分组学习的方式，一定程度上矫正了“假差生”现象，教学效果较好。
参考文献：
[1] 吴含前，吉逸.《面向对象技术
关键词：UML建模工具；案例；考核方式；教学方式；软件工程
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）28-6725-02
1 概述
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是OMG组织1997年发布的一种面向对像的可视化建模语言，为软件开发各个阶段提供了动态或静态的模型描述，方便软件系统构造者表达设计思想和交流设计成果[1]。UML建模工具是帮助系统构造者方便使用UML的软件，其主要功能有：支持各种UML模型图的绘制和存储，支持双向工程，提供与其他开发工具的接口[2]。目前常用的UML建模工具有Rational Rose和Microsoft Visio。
“UML建模工具”是软件工程专业的一门必修课。开设在“计算机科学导论”和“面向对象程序设计”课程之后，其目的是在学生掌握了计算机科学的基本理论和程序设计的基本方法的基础上，通过使用UML建模工具进行面向对象的系统分析和设计。为了顺利优质地开展“UML建模工具”课程，本文从学生基本情况分析、教学内容分析入手，在教学案例设计、教学方式和考核方式方面的进行了改革与实践。
2 学生基本情况分析
“UML建模工具”的授课对象是软件工程专业大学二年级的学生，理论水平相对肤浅，程序设计能力不高。但是部分同学却出现了畏难情绪，对专业和课程的学习兴趣降低。在这种情况下，专业教师的指导和课程的讲授，对学生未来的发展方向有重要作用。因此，“UML建模工具”作为软件工程专业的一门必修课，其教学要以提升学生专业学习兴趣和信心、加强专业技能为目标。
3 教学内容分析
“UML建模工具”课程涉及的教学内容有：面向对象概述、软件工程概述、UML概述、Rational Rose概述、用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、包图、构件图和部署图。
各知识单元的作用和关系是：①面向对象概述和软件工程概述部分，帮助学生形成软件开发理论基础；②UML概述和Rational Rose概述部分，用于对UML和Rational Rose工具形成宏观理解；③用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、包图、构件图和部署图，它们是使用UML进行系统建模的9大模型，是系统建模不可分割的有机组成部分。全部内容的学习是为了使学生能对具体某个系统的开发进行规范准确的建模，提升软件开发的效率。
4 教学案例设计
案例能帮助学生掌握和理解课程知识。对于该课程，恰当的案例设置对提高教学效果更有事半功倍的作用。本课程的案例设计区别于其他课程的地方在于：同一个案例应贯穿于整个课程。因此，该课程案例设计的原则是：案例背景学生熟悉；案例的内容涵盖课程所有知识点；案例至少有两个，一个用于课堂教学，一个用于实验教学。
案例设计的结果是：设计了两个大案例，分别对应于两个系统——“学生信息管理系统”和“图书管理系统”的建模。其中，“学生信息管理系统”用于课堂教学，“图书管理系统”用于实验教学。对于这两个系统，学生都有直接或间接使用经验，易于理解。涉及的内容有：需求分析、创建系统用例模型、创建系统静态模型、创建系统动态模型和创建系统部署模型。大案例将课程知识组织成一个完整、有机的整体。同时，在教学过程中配套辅助案例“远程网络教学系统”，用于课堂练习，巩固课程知识。
5 教学方式
传统的教学方式是：课堂教学“老师讲”，实验教学“学生练”，以课堂教学为主，用实验课来熟悉和巩固课堂讲授的知识。这种方式不易集中学生注意力和激发学生学习的积极性。为此，本文提出了一种新的教学方式：一是，把课堂教学分为讲授课、讨论课、学生作业展示与评议课三个阶段；二是，把实验教学分为单元型实验项目部分和综合型大作业部分。
5.1课堂教学
该课程总学时56学时，其中包括课堂教学38学时和实验教学18学时。把课堂教学分为讲授课、讨论课、学生作业展示与评议课三个阶段。分别安排在课程的前、中、后三个时期。
5.1.1 讲授课
采用以原理为中心的讲授方法，由教师讲解课程全部理论和方法，学生由老师“背着走”。讲授课安排在课堂教学的前期（前26学时）。
5.1.2讨论课
采用以问题为中心的讲授方法，引导学生综合使用已学方法进行系统建模，学生由老师“扶着走”。讨论课安排在课堂教学的中期（第26-30学时）。
为了讨论课能启到抛砖引玉的作用，给讨论课设计了一个“购物网站”系统建模的案例，让学生讨论常用购物网站的功能和商品的特点，总结购物流程和业务逻辑，逐步细化系统功能，实现建模。讨论课的顺利开展除了要设置恰当的案例和问题，学生的组织也很重要，而分组学习方式是不错的选择。班级的同学自由结合成小组，每组4-6人，选择一人作为组长，组长负责组织组员进行案例讨论。为了激发讨论热情，对积极回答问题的小组做适当的加分。分组学习方式会一直延续到学生作业展示阶段。
实践证明，课程气氛活跃，团队意识得到加强，“差生”在“好生”的带动下主动性明显提高。大学里的差生是“假差生”，是由于学习中知识断层，而非智力因素造成的[4]。通过周围同学的带动和学习方法的调整，“假差生”现象可以矫正。
5.1.3学生作业展示与评议课
为了提高学生的综合运用所学知识解决实际问题的能力以及团队协作的能力。要求各小组对某个系统建模，该项任务被称为“大作业”。大作业的题目自拟，内容要有一定实用价值和创新性。大作业的实施贯穿于整个课程的学习，由小组成员在实验课和课后完成。整个过程中，老师可以帮助学生选定题目和分析讨论，但只起到辅助作用，不直接参与实施，学生由老师“看着走”。 学生作业展示与评议课安排在课堂教学的最后八个学时。根据学生作业展示的内容和答辩情况选出优秀小组，通过加分的方式进行奖励。
5.2实验教学
每次实验课是两个学时，这两个学时被分成两个环节，先是个人完成单元型实验项目，然后分组进行大作业的讨论和实施。
5.2.1单元型实验项目
实验项目与知识单元对应，用于验证所学知识和方法。本课程的单元型实验项目共有7个，分别是练习绘制UML用例图、类图和对象图、序列图、协作图、状态图、活动图、构件图和部署图。每个实验项目的完成需要1-2个学时。
5.2.2综合型大作业
综合型大作业用于提升学生综合使用建模方法的能力。大作业虽然综合性强，但是它也是由各种UML图形构成的，因此可以与单元型实验项目并行完成。在每次实验课的剩余时间，组内成员进行大作业相关内容的讨论和操作，也可以与老师进行交流。
6 考核方式
常用的考核方式是闭卷或开卷的方式，这种方式不适合该课程综合性应用性强的特点。因此该课程的考核的方式改为“平时成绩 实验成绩 大作业成绩”的方式。用公式表示是：期末成绩（100%）=平时成绩（15%） 实验成绩（25%） 大作业成绩（60%）。其中，平时成绩根据平时考勤进行评定；实验成绩根据实验课的单元型实验项目的完成情况进行评定；大作业分组完成，个人成绩参考小组成绩和个人分工完成情况进行评定。
7 结论
“UML建模工具”是软件工程专业的必修课，对其他课程有承前启后的作用，利于培养学生分析解决问题能力以及实际动手能力，使学生从一个单纯具备编程技能的角色向系统分析/架构师方向过渡。本文在分析传统教学的不适合该课程特点的基础上，进行了教学案例设计、教学方法和考核方法等一系列的教学改革。实践证明，通过贯穿课程始末的“学生信息管理系统”案例的讲解，使学生对UML建模方法有了直观认识；同时，实验课“图书管理系统”案例的练习，巩固了所学知识；加之，大作业的完成提升了知识的综合应用能力。在整个过程中，注重学生学习兴趣和积极性的激发，采用分组学习的方式，一定程度上矫正了“假差生”现象，教学效果较好。
参考文献：
[1] 吴含前，吉逸.《面向对象技术