基于软件工程原则开发Moodle平台网络课程的方法

张向梨，王海燕，梁 敏，张亚娇

陕西师范大学教育学院，西安 710062

“软件工程是指通过工程化的方法来开发软件以解决软件危机”［1］。依据软件工程方法论和建构主义学习理论来设计与开发适应网络教育和远程教育快速发展步伐的新型网络教育资源，有助于引导设计者和开发者以专业化方式合作开发高质量的网络教育资源。该文按照Moodle平台网络课程的设计与开发流程，围绕软件工程的原则，以《信息技术基础》课程为例，以西安市某高级中学高一20名学生为研究对象，实施进一步的实践和结果分析。

1 软件工程原则

软件工程的原则是指围绕工程的设计、支持以及管理，等，在软件设计开发过程中应该遵循的原则。著名的软件工程专家Boehm B W结合多位学者的观点，提出了软件工程的七条基本原则:用分阶段的生命周期计划严格管理、坚持进行阶段评审、实行严格的产品控制、采用现代程序设计技术、结果应能清楚地审查、开发小组的人员应该少而精、承认不断改进软件工程实践的必要性［2］。后来有学者在此基础上提出四条软件工程原则:选取适宜的开发模型、采用合适的设计方法、提供高质量的工程支持、重视开发过程的管理［3］。此外，软件工程的原则还包括以需求为核心，等。

2 系统设计与开发过程

王忠华等研究提出的网络教育资源开发的一般流程，包括“需求分析、教学设计、结构和功能设计、素材编辑制作、教学应用”等阶段［4］;张进宝等提出“基于瀑布模型思想的网络课程设计与资源开发模型”［5］。该文结合二者的观点将基于Moodle平台的网络课程的生命周期分为:制定计划、需求分析、可行性分析、设计与实现、测试与维护，并采用瀑布模型对系统进行设计与开发。

2.1 制定计划

根据软件工程原则，制定严格的开发和评审计划对开发优质网络课程是非常关键的。开发计划评审技术PERT(program evaluation and review technique)相比于传统的项目管理方法甘特图，更能够直观地反映工序之间的关系以及影响计划进度的关键因素。通过各个阶段的时间点，可以得到系统开发计划进度的关键路径，并且能够在工序进度发生变化时，反映出对整个工程的影响，从而进行灵活的调整，实现动态的计划管理［3］。

2.2 需求分析

依据软件工程原则，用户的需求是网络课程建设的核心，但是在需求分析的过程中要实行严格的产品控制，主要是实行基准配置管理，也称作变更控制:有关修改软件的建议，要按照严格的规程进行评审，获得批准以后才能实施修改，避免随意修改。

2.2.1 用户需求分析 Moodle平台支持的用户有系统管理员、课程管理员、教师、助教、学员等主要角色。系统管理员主要管理控制整个站点，负责对教师、课程管理员等角色的授权;课程管理员负责Moodle平台课程体系的建设与规划;教师主要负责课程内容建设、组织开展在线教学，教师可以授权给助教以及批准学生入学;助教负责帮助教师进行在线的教学，比如回答论坛的问题，等;学员除了完成在线学习，还要完成与学习有关的讨论，等。

除了对各个用户进行系统需求分析外，还要收集用户对课程的需求。对课程的需求主要采用内置问卷和访谈的方式。如每一个章节课程结束后都有“本章学习体验”问卷，如图1中的③④，从实用性、深思(学生对课程的自我反思)、互动性、教师的支持、学生的支持、解释的清晰度五个维度对学生“希望发生的”和“实际发生的”两个方面进行调查，了解学生对每个章节的满意程度及需求。在课程的首页也设置有“需求留言区”，如图1中的①，在这里，学生、教师等用户可以对自己的需求进行留言。随后，通过对教师和学员等重要角色从资源、活动等方面进行深度访谈，进一步了解用户更深层次的需求。

2.3 可行性分析

主要包括人员、硬件资源、软件资源、经费等方面的分析。依据软件工程的原则，网络课程开发人员要精而少，要利用先进的技术手段在现有的硬件和软件资源条件下开发出最优的课程。

图1 课程页面

2.3.1 人员分析 网络课程的开发和运行需要的人员主要有指导教师、学生、课程维护人员。该网络课程的教师有三位，一位是对Moodle有长期研究的教授，另一位是长期从事课程改革和中小学信息技术应用方面研究的教授，还有一位是长期从事《信息技术基础》授课的一线在职教师;学生也就是授课对象，主要是西安市某高级中学的高一学生，他们对信息技术已经有一定的了解。网络课程的开发和运行有资深的指导教师，有专门的研究团队。

2.3.2 硬件资源分析 开发基于Moodle的网络课程需要一台服务器、一个用于进行远端控制的计算机、网络环境即能够使服务器链接到外网(或内网)的设备。服务器的配置越高，平台的运行效率就越好，支持并发在线访问量也越大。并且需要安装操作系统，linux操作系统运行效率高一些。另外，在制作视频课程时需要一些摄像工具，等。

2.3.3 软件资源分析 开发基于Moodle的网络课程需要的软件资源有Moodle安装包和Moodle运行环境。Moodle安装包可以在Moodle官方网站(http://download.Moodle.org/)下载。由于Moodle是利用php开发的Web软件，因此其运行环境需要相应的Web服务器、数据库、php运行程序。Moodle安装包、计算机配置、Moodle运行环境三者要相互匹配。

2.3.4 经费分析 网络课程的开发和运行需要高配置的服务器、高内存，如果服务器内存不足，将会严重影响运行速率，甚至可能导致崩溃。另外，对于一个实用的网络课程项目，测试与维护的费用占到非常大的比重。

2.4 设计与实现

网络课程的设计与实现主要分为概要设计、概念数据模型CDM设计、课程详细设计和实现。在开发过程中，应重视对开发过程的支持和管理。

2.4.1 功能结构设计 Moodle主要功能包括网站管理、课程管理、学习管理三大部分。网站管理包括对服务器、外观等的管理;课程管理具有强大的功能，如教学资源设计、教学活动设计、各类教学测验设计、教育统计，等［6］;学习管理包括对学生的成绩、进程跟踪等方面。

2.4.2 概念数据模型CDM设计 概念数据模型CDM设计是开发工程中的一个重要阶段，此阶段以系统需求分析中所建的用户分析图例为基础，将现实世界中需求信息抽象成信息世界中的实体与联系，建立相对应的UML对象类图。

2.4.3 课程详细设计与实现 “学习资源、学习活动是网络课程的两个核心要素”［7］。在Moodle中资源的主要形式有:文件、图书、网页、文件夹、IMS内容包、URL、标签;活动的主要形式有:教程、Wiki协作、聊天、投票、问卷调查、数据库、作业、外部工具、讨论区、测验、词汇表、SCORM课件、互动评价。刘名卓博士根据“成就动机理论”得出网络课程设计和开发应注意“构建良好的学习环境”、“形成良好的教师助学机制”、“形成积极的交互机制”［8］。笔者认为，设计一门好的基于Moodle的网络课程，需要根据教学目的对Moodle资源和活动进行有效的组合。图2是第二章“信息的获取”设计。

图2 第二章“信息的获取”设计界面图

2.5 测试与维护

在建立网站并且上传完课程资料后，分别让不同用户使用。主要以问卷调查的方式对用户体验进行调查;其次辅以访谈的方式来收集用户体验的效果;最后不断地修改和完善网站的各个功能。这个过程是不断重复的，以此不断满足用户的需求。

2.5.1 测试 测试包括对硬件、软件、网络及课程的测试，规范化的测试过程应包括制定计划、编制大纲、设计方案、实施测试、生成报告。并且测试过程由专人负责执行，测试不应局限于获得数据，测试应在现实环境中针对各个用户的体验进行。图3是“信息的获取”章节体验问卷调查结果。说明该章节的互动性、教师的支持、学生的支持、解释的清晰度方面都基本符合学生的期望，但是在实用性方面有待提高。在后期教师就需要对第二章节内容进行改善，使内容更加贴近学生的生活。根据软件工程的原则，网络课程开发团队要“承认不断改进软件工程实践的必要性”，并针对测试结果进行不断地改进。

图3 章节学习体验问卷调查结果

2.5.2 网络课程的维护 网络课程测试完成之后，需要专家、课程教师、助教和学生合作进行维护，如图4所示。学生将自己学习过程中的问题及需求反映给助教或者课程教师;助教与课程教师、专家进行沟通，以满足学生的需求;课程教师与助教沟通，并改善自己的课程设计;专家通过与课程教师沟通，针对测试出现的问题提供技术指导和理论指导。

图4 网络课程的完善模式图

软件工程方法研究在降低软件生产成本、改进软件产品质量、提高软件生产率等方面取得了长足进展［9］。应用于教育中，“使知识得到更有效的传递，使学生获得更贴身的个性化服务”［10］。软件工程的工程化和管理思想对于规范教育领域的研究、“构建高质量的社会化远程学习环境”有重要的意义。该文从软件工程的理念出发，按照Moodle平台网络课程设计与开发的流程，围绕软件工程的原则，以具体的课程为例，进行了进一步的实践和结果分析，以期为读者提供借鉴和参考。

［1］林锐.软件工程思想［EB/OL］.http://down.51cto.com/data/228510，2000-07-29

［2］汤铭端.软件工程与软件可靠性第一讲软件工程的基本原则［J］.质量与可靠性，2001，(1):42-45

［3］嵇春梅.基于软件工程的系统设计与开发［J］.数字技术与应用，2011，(10):125-126

［4］王忠华，李艳丽.基于软件工程的网络教育资源开发流程构建［J］.现代教育技术，2009，(7):111-113

［5］张进宝，李松，马江舰.基于“瀑布模型”思想的网络课程设计与资源开发模型［J］.现代远程教育研究，2010，(1):64-67，80

［6］黎加厚.Moodle课程设计［M］.上海:上海教育出版社，2007:9

［7］邹应贵，袁松鹤，蔡永.网络教育精品课程的整体结构设计与核心要素建设研究［J］.中国电化教育，2009，(7):67-73

［8］刘名卓.网络课程的可用性研究［D］.上海:华东师范大学，2010:49-53

［9］李君丽.应用软件工程方法开发标准化网络课程［J］.中国远程教育，2009，(4):71-74

［10］陈立，黄丽娟.软件工程方法在远程教育中的应用［J］.软件导刊，2011，(6):190-191