UML课程实践化教学改革方案研究

商鹏

【摘 要】UML课程是软件工程课程体系中一门重要课程，传统的教学难以体现课程的实践作用和应用价值，无法调动学生的学习积极性。本文对UML课程教学提出了实践化的改革方案，从教学目标、教学方式、考核方式、联系实践、与其他课程结合等方面进行了探索，着重强调实践在教学中的地位。实践证明，对学生学习积极性和实践应用能力提高有明显作用。

【关键词】UML；软件工程；实践化；教学改革

中图分类号： X820.3-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）17-0089-002

Research on the Practical Teaching Reform of UML

SHANG Peng

（College of Computer Science and Technology， ShanDong University of Technology，Zibo Shandong 255049，China）

【Abstract】UML is an important course in software engineering Curriculum system. The traditional teaching is difficult to embody the practice and application value of the course，and the students' learning initiative cannot be mobilized.This paper proposes a practical reform plan for UML teaching，from teaching objectives，teaching methods， assessment methods，contact practice，integration with other courses，etc，emphasis on the status of the practice in teaching. It has been proved that it has obvious effect on students' learning enthusiasm and practical application ability.

【Key words】UML；Software engineering；Practice；Teaching reform

0 引言

統一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是一种可以对软件密集型系统产品进行可视化、详细描述、构造和文档化的标准语言。UML已经有效地应用于企业信息系统、银行与金融服务、医疗电子和科学等领域[1]。截至目前，已经有很多高校和职业院校开设了UML或软件建模课程，但在开课过程中存在很多问题，无法引起学生的兴趣，教学效果一般，学生很难将理论知识与实践应用相结合，迫切需要教学和实践的改革，将实践更好的引入教学，提高学生的学习兴趣和实践能力。

1 课程教学的现状和问题

UML课程属于软件工程课程系列，需要学生掌握多种模型元素，并针对系统的结构和行为应用模型元素建立各种模型图，对系统进行可视化、文档化的表现。课程内容信息量大，细节知识繁多，较为抽象，所需关联知识较多[2]，且各种模型相对独立，给学生的感觉是内容复杂散乱，知识枯燥乏味。目前的UML教学大多以知识点教授为主，与其他知识联系不紧密，普遍存在理论与实践脱节的现象[3]，学生感受不到课程与软件开发实践的联系，难以理解UML的实际应用价值，难以在特定的情境下应用UML知识解读问题[4]，因此大多学习积极性不高，实践能力不强，学习效果差。

2 教学改革的目的和意义

鉴于目前的课程教学存在上述问题，迫切需要对目前的教学方式和教学方法进行改革，将实践能力的培养带入课堂教学、实验教学和学生自主学习，将知识应用带入软件开发的环境甚至日常生活情境，引导学生利用UML的模型解决日常问题和常见的软件开发问题， 提高学生的学习兴趣和学习主动性，加强学生的实践应用能力。

3 教学改革探索

为了提升课程的教学效果，提高学生的学习积极性，加强学生的实践能力，推进课程的实践化进度，在教学中进行了实践化教学改革，从课程目标、教学过程、联系实践和考核改革等方面进行了实施。

3.1 明确学习目标

由于UML课程以模型为主，各个模型除了具有公共的特性之外，还具有各自的模型元素、建模原则和应用目的，当学生学习了多种模型后，容易产生混乱，无法正确区别各种模型的作用，会使用一种错误的模型去解决问题。因此，在每一部分课程内容讲授前，明确这一部分内容的课程目标就显得很有必要。让学生在学习某个模型之前，了解这部分内容解决什么问题，在什么情境下使用，实践应用中的哪些方面需要用该模型去表达，减少错用或乱用模型的情况。

3.2 教学过程案例化、实验过程实践化

UML的学习包括教学和实验两部分，在教学过程以案例贯穿，让学生在案例中学习知识，了解应用；在实验过程，采用由简到难、多层次、推进式的项目设计、开放性实验，使学生掌握应用。

在明确学习目标的前提下，重新对教学内容进行组织和设计，精简繁琐的细枝末节的讲解，从案例入手分析模型的构成元素、构建方法和建模目标，使学生在分析实例中自然掌握模型的原理和构成；然后，由案例展开，引导学生参与案例的分析和构建，使学生在分析中掌握模型元素在案例中的含义，如何使用，模型如何有效表现案例的相关内容；最后，让学生独立完成一个案例，巩固加强并归纳总结对知识的应用。以案例贯穿教学的方式，避免了学生坐在课堂枯燥学习复杂的知识点，用生动的实践案例集中学生的学习精力，调动学生的兴趣和积极性，在案例分析的轻松气氛下，自然掌握模型的应用，并能利用模型解决相关问题。

课程实验注重实践化和开放性。UML的实验设计以学生为主导，以教师命题和自主选题为方式，采用循序渐进的模式，引导学生自主完成从初期建立单一模型到后期针对项目和系统建立综合模型的实验过程。课程实验前期以巩固所学知识为主，教师会给予一些生活实际问题和软件开发过程中的分析设计问题，让学生尝试使用UML知识解决，并为之建立相应的UML模型。此阶段主要巩固课堂教学成果，加强学生对单一模型的分析和应用能力。课程实验后期设立开放性实验，将学生进行分组，自主选择项目，综合应用课程知识进行完整的项目分析设计。由于UML的课程特点，学生可以展开深入的讨论和分析，教师进行必要的思路和分析指导，旨在培养学生自主动手能力，提高学生知识应用和实践应用的能力。

3.3 密切联系实践应用

UML在软件开发中的应用有很多。WEB建模可以使用UML对WEB元素应用及其关系建立模型，数据库的分析与设计中可以使用UML对象模型作为依据，建立模型到数据库的映射并分析数据的持久化，嵌入式软件系统可以利用UML进行系统建模等等。

在教学中，鼓励学生多接触UML在实践中的各种应用，使学生了解UML不是仅仅画模型图，在软件开发的很多领域都有应用，帮助学生更好的认识到课程的重要性，为后续的软件开发实践奠定基础。

3.4 与其他课程紧密结合

UML作为软件工程系列课程的核心课程之一，与系列中的其他课程有着紧密联系。抛掉这些联系，将UML作为单独的一门课程来看待，就丢掉了其原有的特点，减弱了应用性。因此，需要重视课程间的联系和渗透。对于《软件工程》课程，面向对象的分析和设计大量使用到UML模型；对于《软件测试》课程，UML模型是软件测试的基础和依据，并存在基于UML模型的软件测试方法；对于《设计模式》课程，UML本身就支持设计模式的表达，使用参数化协作描述模式。另外，UML与非软件工程系列课程也有很多联系，对于编程类课程，UML模型提供编程的依据，UML工具提供模型到代码框架的映射；对于关系型数据库类课程，UML模型提供到数据库的结构映射和功能映射。由此看出，在教学中UML跟其他课程紧密联系，相互渗透。

在其他的课程中使用UML技术，在UML课程中学习其在其他课程中的应用，不仅可以为UML课程提供更多的应用案例，使学生更了解UML的广泛应用，而且加强了课程间的联系，帮助学生更好的理解和学习其他课程。

3.5 考核方式改革

目前大多院校的UML考试仍以笔试模式为主，笔试模式的优势是可以很好的考查学生对基础知识的掌握程度，缺点是对学生的综合实践应用能力评定无法实现。采用“笔试+实践考查”的考核方式，可以更全面的了解学生的学习情况。保留笔试，但不再考查学生的基础知识，而是以简单的实践题目为主，针对不同类型的模型设计不同的题目，考查学生对某一类模型的基础建模能力；实践考查设计为团队综合项目，以个人或团队为单位，完成对完整项目或开放性课题的分析、设计、建模等全过程，考查学生对模型的综合应用能力和分析解决问题的能力。

“笔试+实践考查”的考核方式，既可以考核到学生对基础应用的掌握能力，又可以了解到学生的综合应用能力，同时有利于学生个性化的发挥和创造力的培养。

4 總结

UML课程实践化改革在本院实施已见成效，学生的学习积极性提高了，实践积极性加强了，能够主动地针对题目进行讨论，主动参与到模型的思考和建立，主动参与项目的分析和设计。实践化改革摈弃了以往以知识讲授为主的教学模式，着重实践在课程中的体现，重视与其他课程的结合，解决了很多实践类课程教学中存在的问题，提高了课程的教学效果，推动了软件工程体系课程工程化的脚步。

【参考文献】

[1]邵维忠，麻志毅，马浩海，刘辉，译.UML用户指南[M].第二版.北京：人民邮电出版社，2013：9-12.

[2]张丽平，李松，郝晓红.结合案例和任务驱动的UML教学方法研究[J].黑龙江教育学院学报，2012，31（3）：50-52.

[3]周春雷.UML课程教学效果提升策略研究[J].电脑知识与技术，2011，7（13）：3202-3203.

[4]徐立新，付晓琳，刘钢.UML课程教学的改革与实践[J].电脑知识与技术，2014，10（12）：2807-2810.