软件工程基础教学大纲（含课程思政+实验教学大纲）.docx

软件工程基础课程教学大纲课程代码：课程名称：软件工程基础/Software Engineering Basics开课学期：学分/学时：理论3/48+实验1/32课程类型：必修适用专业/开课对象：先修课程：计算机导论、数据结构、面向对象程序设计、数据库原理等 开课单位：团队负责人：责任教授：执笔人：核准院长：一、课程的性质、目的与任务软件工程基础是计算机/软件工程专业的一门工程性基础课程，在软件 工程学科人才培养体系中占有重要的地位。软件开发是建立计算机应用系统的 重要环节，人们通过软件工程学把软件开发纳入工程化的轨道，而软件工程学 是用以指导软件人员进行软件的开发、维护和管理的科学。软件工程基础 已成为高等学校计算机软件教学体系中的一门核心课程，本课程以IEEE最新发布的软件工程知识体系为基础构建内容框架，注重贯 穿软件开发整个过程的系统性认识和实践性应用，以当前流行的统一开发过 程、面向对象技术和UML语言作为核心，密切结合软件开发的先进技术、最佳 实践和企业案例，力求从“可实践”软件工程的角度描述需求分析、软件设 计、软件测试以及软件开发管理，使学生在理解和实践的基础上掌握当前软件 工程的方法、技术和工具。通过本课程的学习，要求学生能掌握软件工程的基本概念、基本原理、开 发软件项目的工程化的方法和技术及在开发过程中应遵循的流程、准则、标准 和规范等；学生应能掌握开发高质量软件的方法，以及有效地策划和管理软件 开发活动，为学生参加大型软件开发项目打下坚实的理论基础。本课程注重培养学生理论应用于实践的能力，课堂上教师向学生讲述软件 工程中的相关原理和概念，并通过课程设计，培养学生对整个软件开发过程的 能力，让学生能切实体会到软件工程在实践中的指导作用，并按软件工程的要 求完成规范的各项软件开发文档。本课程对提高学生的软件开发能力和项目管 理能力有重要的现实意义。二、教学内容及教学基本要求1 .软件与软件工程（2学时）通过本章的学习，了解软件的概念和特点；了解软件危机的表现与原因； 掌握软件工程的概念和知识体系；了解基本的软件开发方法和开发工具；了解 软件工程人员的职业道德。课程思政：通过讲述从软件、软件开发到软件工程，引入中国目前面临 “卡脖子”的问题，简要介绍案例“中国第一程序员”一求伯君。工匠精神， 科技报国。2 .软件过程（2学时）通过本章学习，了解软件生命周期的概念；熟悉常用的软件开发模型：瀑 布模型、快速原型模型、增量模型等；了解敏捷开发和极限编程这两种新兴的 开发模型的特点；了解几种软件开发模型之间的关系，能够根据开发需求确定 使用特定的开发模型。课程思政：通过讲述软件过程，引入中国软件工程发展历程，简要介绍案 例“青鸟工程”。科学探索，勇于实践。3 .敏捷软件开发（2学时）了解敏捷软件开发概念及特点；掌握常见的敏捷软件开发方法；了解 Scrum方法的特点和实施过程；了解看板与Scrum的区别；了解XP的价值观和核 心实践；掌握CI/CD内容及CI/CD管道和优势；了解DevOps生命周期和涉及工 具。课程思政：通过讲述敏捷软件开发，引入中国敏捷软件开发的历程，简要 介绍案例"PaddlePaddle”。自主研发,敢为人先。4 .软件可行性研究与项目开发计划（2学时）通过本章学习，深刻理解可行性研究的必要性；掌握可行性研究的任务、 过程、成本效益分析以及可行性研究报告的主要内容；具体掌握技术可行性、 操作可行性、经济可行性的分析方法。了解如何制定项目开发计划。课程思政：通过讲述可行性的必要性，引入中国自主研发的可行性，简要 介绍案例“汉字激光照排系统”。奉献精神，创新精神。5 .结构化分析（4学时）通过本章的学习，了解需求分析的任务，熟悉需求获取的方法、分析建模 与需求规格说明；掌握结构化分析的方法例如功能建模、数据建模、行为建 模、数据字典等；掌握数据建模的实体联系图、数据规范化；掌握描述系统行 为模型的状态转换图；了解层次方框图、Wamier图、IPO （HIPO）图。课程思政：通过讲述需求分析，引入软件开发中需求分析为什么很必要， 简要介绍案例“抖音”。创新思维，创新精神。6 .结构化设计（4学时）通过本章的学习，了解软件结构化设计的目的、任务，掌握软件架构化设 计的过程、设计原理和启发规则；了解用户界面与数据库结构设计的方式；了 解体系结构、数据和过程的设计模式；能够根据需求分析结果绘制结构图。课程思政：通过讲述结构化设计，引入软件开发中软件设计为什么很重 要，简要介绍案例“飞天云操作系统”。独具匠心，攻坚克难7 .面向对象方法与统一建模语言（6学时）通过本章的学习，掌握面向对象的基本概念，包括抽象、继承、封装、重 载、多态等。熟悉统一建模语言UML的概念与绘制，包括静态建模机制：用例 图、类图、对象图、包图与动态建模机制：顺序图、协作图、状态图、活动 图。课程思政：通过讲述面向对象方法和统一建模语言，引入使用面向对象方 法比使用结构化方法的优势，简单介绍案例“微信”。创新胆量，创新决心8 .面向对象分析（6学时）通过本章的学习，了解面向对象设计的准则和启发规则，掌握面向对象的 对象模型、动态模型和功能模型内容。课程思政：通过讲述面向对象分析，引入使用面向对象分析方法比使用面 向结构化方法的优势，简单介绍案例“图灵奖华人唯一获得者”一姚期智。志 存高远，勇攀高峰.9 .软件体系结构与设计模式（2学时）通过本章的学习，了解软件体系结构的概念，了解典型的软件体系结构风 格，了解软件系统的设计模式。课程思政：通过讲述软件体系结构与设计模式，引入软件体系结构为什么 如此重要，简单介绍案例“北斗卫星导航系统”。科技探索，科技成就。10 .面向对象设计（6学时）通过本章的学习，了解面向对象设计的准则和启发规则，掌握软件重用的 概念和方法，掌握系统分解的方法，掌握设计问题域子系统、设计人机交互子 系统、设计任务管理子系统、设计数据管理子系统、设计类中的服务、设计关 联以及设计优化的方法。课程思政：通过讲述面向对象设计，引入使用面向对象设计方法比使用结 构化设计方法的优势，简单介绍案例“鸿蒙操作系统”。家国情怀，敢为人 先。11 .软件实现（2学时）通过本章的学习，了解各种编程语言的发展与特性，了解面向对象语言的 特点以及如何选择面向对象的开发工具；掌握良好的程序设计风格与编码规 范。课程思政：通过讲述软件实现，引入编写代码的重要性，简单介绍案例 “杀毒软件之父”一王江民。实干苦干，勇于担当。12 .软件测试（6学时）通过本章的学习，掌握软件测试的基本概念和测试用例编写方法；掌握软 件测试的常用方法例如黑盒测试、白盒测试、单元测试、集成测试、系统测 试、验收测试等。课程思政：通过讲述软件测试，引入软件测试是保证软件质量的重要步 骤，简单介绍案例“钉钉”。创新意识，创新兴趣。13 .软件维护与软件工程管理（4学时）通过本章的学习，了解软件维护的过程、分类、副作用等；了解软件估算 的概念和方法；掌握软件开发进度计划的制定并使用工具如Gantt图与PERT 图。了解软件开发的管理如人员、质量、风险、配置管理的概念；学会编写符 合软件工程标准的软件文档。课程思政：通过讲述软件维护与软件工程管理，引入软件开发不仅仅是编 码，还有别的相关任务需要完成，简单介绍案例“中国的工业软件”。分析矛 盾，发现问题。14 .实验（32学时）教学说明及教学基本要求见软件工程基础实验教学大纲。注：通过教材上的二维码可下载课程思政案例的PPT。三、教学方法本课程教学方法以教师为主导的启发式讲授教学法为主，讨论（提问）式 教学为辅，结合课外学习的教学方法。实验以学生动手实验为主，教师的启发 式讲授教学法为辅，并结合讨论（提问）式教学，以及结合课外学习的教学方 法。1 .本课程概念较多，因此教学形式以讲授方式为主。本课程拟采用多媒体PPT 的教学方法，增加课堂信息，浅显通俗地对概念、定义和原理进行解释，增加 教学的直观性，教学过程中注意各个知识点的关联性，以使学生更好地理解课 程内容。2 .对课程中关键性概念、设计思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。3 .为加强和落实动手能力的培养，每章课后应安排作业，帮助学生学习和应 用。四、课内外教学环节及基本要求本课程共80个学时，其中理论48个学时，讲授16周（每周3学时）；实验 32个学时，讲授8周（每周4学时）。课外学习要求：1 .做好课前预习，预习时以教材为主，了解相关的概念、定义、原理。预习中 认真思考，以便带着问题主动地听课。2 .课后要复习，有余力的学生复习时还应阅读参考资料，认真整理课堂听课笔 记。3 .要求学生课外自主学习，学生课外阅读的参考资料以本大纲所列参考资料为主。五、考核内容及方式本课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组合而成，课程成绩以百分制计算, 分配比例如下：1 .平时成绩占60%,主要考查作业的完成程度，理论课和实验课的出勤 率，实验课的考试结果。其中实验占20%,课程设计占35%,出勤率占5%。2 .期末成绩占40%,采用考试的考核方式。考试采用闭卷形式，题型为选 择题、正确/错误题、填空题、简答题，以及应用题。六、持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、平时考核情况和学生、教学督导等反 馈，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进。七、建议教材及参考资料建议教材：1吕云翔.软件工程基础（题库+微课视频版）M.北京：清华大学出版社， 2022参考资料：1 Roger S. Pressman, Bruce R. Maxim.软件工程：实践者的研究方法（原书第 8版），郑人杰等译M.北京：机械工业出版社，20162 Ian Sommerville.软件工程（原书第10版），彭鑫等译M.北京：机械工业 出版社，20183张海藩，吕云翔.软件工程（第4版）M.北京：人民邮电出版社，20134吕云翔，赵天宇.UML面向对象分析、建模与设计（第2版，微课视频版） M.北京：清华大学出版社，20215吕云翔，黎可为，张中基.软件工程项目化教程M.北京：清华大学出版 社，2023软件工程基础课程实验教学大纲教学内容及教学基本要求1 .用例图和甘特图的绘制 （4学时）（1）了解用例图和甘特图的概念和作用；掌握使用UML设计工具EA、项目计划管理工 具Project的使用。（2）课程设计指导。2 . GIT的使用（4学时）（1）了解分布式版本控制系统的概念；掌握GIT的操作方法和在实际项目中的使用流 程。（2）课程设计指导。3 .前端开发工具的使用（4学时）（1） 了解前端开发的基础知识,包括HTML、CSS、JavaScript语言；掌握常用的前端 开发框架如Vue. js的基本使用；能够自行设计出具有基本功能的前端页面。（2）课程设计指导。4 .后端开发工具的使用（4学时）（1）了解前后端分离模式中后端所起的作用；了解后端与数据库的紧密联系；掌握常 用的后端开发框架如Django或SpringBoot的基本使用。（2）课程设计指导。5 .UML图的绘制(4学时)(1)掌握使用EA工具绘制软件设计过程中的UML图，包括类图、活动图、包图、对 象图、顺序图、状态图。(2)课程设计指导。6 .数据库模型设计工具的使用(4学时)(1)了解数据库模型的概念，可以区分概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模 型；掌握通过PowerDesigner工具进行数据库的模型设计。(2)课程设计指导。7 .软件测试工具的使用(4学时)(1) 了解软件测试的基本过程；掌握单元测试工具Pytest和Junit。(2)课程设计指导。8 .上机考试和大作业验收(4学时)(1)上机考试(2)课程设计验收。