基于軟件工程過程模型的在線課程并行開發(fā)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘 要 近年來，在線課程(慕課、網(wǎng)絡(luò)課程等)發(fā)展呈現(xiàn)井噴之勢(shì)，呈現(xiàn)配套課程專業(yè)化、類型多樣化、教學(xué)服務(wù)個(gè)性化等特征。但如何高效開發(fā)建設(shè)在線課程，是一項(xiàng)緊迫而有重要意義的工作。參照軟件工程的過程模型，通過在線課程開發(fā)的過程模型，按照軟件開發(fā)并行性的粒度，將在線課程開發(fā)的并行性劃分為五種類別，并以在線課程的子過程并行開發(fā)為重點(diǎn)，展開在線課程并行開發(fā)的實(shí)踐。實(shí)踐證明，推進(jìn)在線課程并行開發(fā)，能夠在保證開發(fā)的規(guī)范化和建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，大大提高在線課程的開發(fā)效率。

　　關(guān)鍵詞 在線課程;過程模型;軟件工程;并行開發(fā)

　　《電子技術(shù)與軟件工程》(半月刊)創(chuàng)刊于2012年，由中國電子學(xué)會(huì)主辦。旨在全方位推廣信息時(shí)代下電氣、電力、電工科學(xué)意識(shí);關(guān)注電子各專業(yè)技術(shù)以及最新科研成果和進(jìn)展;介紹軟件工程、科技、信息技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，關(guān)注科技傳播與公民科學(xué)文化素質(zhì)的提升。

　　1 前言

　　當(dāng)前高校在線課程以課程教師、技術(shù)人員為主，組成開發(fā)小組進(jìn)行開發(fā)，大多為作坊式的個(gè)體或小組開發(fā)。當(dāng)在線課程系列化、專業(yè)化大量開發(fā)時(shí)，這種開發(fā)模式顯得力不從心，不僅開發(fā)效率低，而且質(zhì)量無法得到保證。面對(duì)當(dāng)前在線課程的專業(yè)系列化、視頻微課化、應(yīng)用開放化、制作精細(xì)化趨勢(shì)[1-4]，基于軟件工程的過程模式，組織開發(fā)在線課程，深入細(xì)化展開在線課程的并行開發(fā)，能夠有效提高在線課程的開發(fā)效率，加快建設(shè)系列化和專業(yè)化的在線課程建設(shè)。軟件的并行開發(fā)是指軟件開發(fā)事件同時(shí)發(fā)生進(jìn)行，是軟件開發(fā)的一個(gè)重要特性。充分利用各種粒度的并行性，能夠使得軟件開發(fā)在保證質(zhì)量的同時(shí)，提高軟件開發(fā)的效率[5]。在線課程具備同樣的軟件開發(fā)性質(zhì)，表現(xiàn)為一定的軟件形態(tài)，如網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等，其開發(fā)過程也存在并行性。

　　2 在線課程開發(fā)的過程模型

　　從軟件工程的角度看，在線課程表現(xiàn)為一定的教學(xué)軟件形態(tài)，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的一個(gè)子類，適用軟件開發(fā)的一般性特點(diǎn)和模型，其生命周期過程具備從提出到開發(fā)、再到淘汰的全過程。在線課程開發(fā)區(qū)別于教學(xué)設(shè)計(jì)的過程，也區(qū)別于一般軟件代碼的編程，更側(cè)重于基于一定教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)內(nèi)容的媒體呈現(xiàn)和互動(dòng)設(shè)計(jì)。

　　參照軟件工程的過程模型[6]，在線課程開發(fā)的過程模型可劃分為四個(gè)階段，即項(xiàng)目定義與計(jì)劃階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段和評(píng)價(jià)維護(hù)階段，每個(gè)階段還可以進(jìn)一步細(xì)化，如圖1所示。該過程模型是在軟件工程瀑布模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)在線課程的特性做了引申和改進(jìn)，具有以下特色。

　　1)重構(gòu)瀑布模型。按照在線課程的性質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)在線課程開發(fā)周期進(jìn)行跟蹤反饋，并細(xì)化每個(gè)階段的重點(diǎn)內(nèi)容，將開發(fā)步驟對(duì)應(yīng)到人員職責(zé)，每個(gè)階段均有反饋，能夠?qū)φw開發(fā)掌控到位。

　　2)增設(shè)階段反饋(如圖1虛線所示)。反饋是調(diào)整開發(fā)進(jìn)度和效率的重要機(jī)制，既有相鄰階段的反饋，也有跨階段的反饋，保證課程開發(fā)連續(xù)按計(jì)劃進(jìn)行，對(duì)質(zhì)量控制也起到約束作用。

　　3)突出設(shè)計(jì)中心。將教學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)融合，既服務(wù)于教學(xué)，也保證體系完整;按照層次區(qū)分為從總到分的概要設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)是在線課程開發(fā)的關(guān)鍵所在，教學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能彼此取代，而是相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

　　4)強(qiáng)調(diào)需求分析。需求分析是在線課程開發(fā)的邏輯起點(diǎn)，應(yīng)該從教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象出發(fā)，針對(duì)性地細(xì)化需求層次，不能夠籠而統(tǒng)之，要能夠落到具體開發(fā)環(huán)節(jié)。在線課程的需求分析確定了在線課程的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和核心，是教學(xué)媒體呈現(xiàn)的依據(jù)，是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。

　　這一在線課程開發(fā)的過程模型，雖未表達(dá)出課程開發(fā)的并行性，卻是進(jìn)行并行性分類的基礎(chǔ)，從不同層次看，就能區(qū)分出不同粒度的并行性。

　　3 在線課程開發(fā)的并行性分類

　　并行是軟件開發(fā)普遍存在的一類現(xiàn)象，也是在線課程開發(fā)中存在的現(xiàn)象。在實(shí)際在線課程開發(fā)過程中，重視結(jié)果但輕視過程，重視制作環(huán)節(jié)但輕視設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，重視技術(shù)運(yùn)用但輕視使用系統(tǒng)方法，忽視課程開發(fā)過程的研究，其中的并行性就是受到忽視的重要特性，因此，實(shí)際開發(fā)效率低下，而質(zhì)量也無法獲得充分的保證。

　　事實(shí)上，在線課程開發(fā)有不同粒度的并行開發(fā)。如過程一級(jí)，開發(fā)過程和管理過程、文檔編制過程是并行開發(fā)，粒度較大，多個(gè)角色之間的活動(dòng)粒度較小。并行開發(fā)在線課程能夠讓各種并行成分統(tǒng)一協(xié)調(diào)進(jìn)行，在保證課程開發(fā)質(zhì)量的同時(shí)，加快課程開發(fā)的速度。在在線課程開發(fā)過程模型的基礎(chǔ)上，將課程開發(fā)的并行性劃分為五類。

　　1)過程并行。與在線課程開發(fā)過程相關(guān)的有管理過程、文檔編制過程，在時(shí)間關(guān)系上存在并行甚至是同步。其并行關(guān)系如圖2所示。

　　2)子過程并行。在線課程開發(fā)過程內(nèi)部的活動(dòng)之間存在并行性，如開發(fā)過程劃分為各個(gè)開發(fā)小組，各開發(fā)小組的任務(wù)和活動(dòng)可以是類同的，相互之間完全可以并行進(jìn)行，如圖3所示。

　　3)階段并行。在線課程開發(fā)的各個(gè)階段存在一定程度的并行和重疊(圖4)，使得開發(fā)的過程模型在時(shí)間上并非完全的線性的關(guān)系，避免了各階段之間的過度依賴，有助于提高過程的開發(fā)效率。

　　4)版本并行。在開發(fā)在線課程的發(fā)行版本的同時(shí)，就進(jìn)行下一個(gè)版本的開發(fā)，這是粒度最粗的并行(圖5)。

　　5)活動(dòng)并行。活動(dòng)是較階段更細(xì)的劃分，是任務(wù)的集合或序列。活動(dòng)并行是課程生存周期中粒度最細(xì)的一類并行，如在線課程開發(fā)過程的實(shí)現(xiàn)階段，有媒體制作活動(dòng)、不同的媒體制作成員，按照文本類、聲像類、動(dòng)畫類等分組，同步展開制作(圖6)。

　　在線課程開發(fā)要合理分組，分工明確，既要統(tǒng)整開發(fā)進(jìn)度，又要合理編排人員;既要照度到人員素質(zhì)水平，也要考慮各環(huán)節(jié)難易程度和工作量。在線課程開發(fā)畢竟是團(tuán)隊(duì)協(xié)作、相互促進(jìn)的過程，補(bǔ)齊弱項(xiàng)與短板，找準(zhǔn)差距與漏洞，才能夠有效統(tǒng)一整體，協(xié)調(diào)推進(jìn)。

　　4 在線課程并行開發(fā)實(shí)踐

　　并行開發(fā)的軟件工程模型，為在線課程開發(fā)啟發(fā)了思路，提供了參考，尤其是對(duì)于系列化和專業(yè)化的課程，能夠有效保證開發(fā)進(jìn)度和質(zhì)量。實(shí)踐證明，充分利用在線課程并行開發(fā)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，發(fā)揮好課程專家、技術(shù)專家等專業(yè)人員的作用，可以在保證開發(fā)質(zhì)量的前提下，大大提高在線課程開發(fā)的效率。

　　在線課程開發(fā)的背景 各高校開放學(xué)院開展在線教育，必然要開發(fā)適用不同學(xué)習(xí)終端、不同類別學(xué)習(xí)者的在線課程。各類優(yōu)秀的在線課程平臺(tái)紛紛涌現(xiàn)，國內(nèi)的如學(xué)堂在線、網(wǎng)易云課堂、中國大學(xué)慕課、慕課中國等，國外的如Coursera、Udacity、edX、Stanford Online等。這些平臺(tái)及學(xué)習(xí)者的加入，對(duì)在線課程開發(fā)的速度和質(zhì)量提出更高要求。

　　在線課程的子過程并行開發(fā) 本文以開發(fā)在線課程教育技術(shù)概論為案例，挖掘在線課程開發(fā)中的并行性，在以子過程并行的粒度上進(jìn)行開發(fā)(圖7)。其主要特征如下。

　　1)步驟分解，模塊推進(jìn)。按照課程內(nèi)容，分為相對(duì)獨(dú)立的不同模塊，內(nèi)容不同但結(jié)構(gòu)相似，每一模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)子過程的開發(fā)。區(qū)分簡單，從項(xiàng)目定義與計(jì)劃到最后的測(cè)試和評(píng)價(jià)，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成，隨時(shí)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整修改，反饋及時(shí)，修改便捷，開發(fā)速度和質(zhì)量同步得到保證。

　　2)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，重復(fù)使用。通過一個(gè)初始的子過程，可形成在線課程相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和模板，這種模板可重復(fù)使用，增加了課件開發(fā)的可復(fù)用性，各個(gè)部分通過鏈接加入整個(gè)課件中并不破壞原有的結(jié)構(gòu)體系。各類課件模板、音像素材、拓展功能等可復(fù)用，極大提高了在線課程開發(fā)的專業(yè)化和系列化進(jìn)程。整個(gè)教育技術(shù)專業(yè)在線課程的開發(fā)實(shí)踐證明，借助軟件工程的并行開發(fā)模型，對(duì)于提高開發(fā)速度和質(zhì)量具有巨大優(yōu)勢(shì)。

　　3)樣本先試，循環(huán)推進(jìn)。有了第一個(gè)子過程的順利完成，為接下來的子過程提供了參考和樣板，后續(xù)工作可以集中精力在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，因?yàn)椴淮_定的因素此時(shí)已經(jīng)明確了，各類樣式的選擇已經(jīng)確定下了，后續(xù)的各子過程可以同步展開，并行性主要體現(xiàn)在初始子過程其后的子過程開發(fā)。

　　子過程按照開發(fā)流程區(qū)分為不同階段，既保持了過程模型的線性序列的基本成分，又增加了階段并行開發(fā)的特性，體現(xiàn)了開發(fā)過程的反復(fù)性和跨階段的反饋特性，可以有效防范技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，避免后期發(fā)現(xiàn)問題付出巨大代價(jià)。

　　對(duì)在線課程并行開發(fā)的反思 在線課程開發(fā)的并行性分布于課程開發(fā)的不同階段和過程，有效把握其并行性并不是一件容易的事情，人員編組分工、階段明確區(qū)分、互動(dòng)信息交流、統(tǒng)一整合進(jìn)度等，是在線課程并行開發(fā)的重要因素。當(dāng)然，在線課程開發(fā)要靈活組織，借助多種軟件工程的工具，取長補(bǔ)短，合理利用，細(xì)化過程。由于在線課程開發(fā)遠(yuǎn)不同于一般軟件開發(fā)，其教學(xué)性更是為一般軟件所不具有的，因此，其并行開發(fā)具有不同的內(nèi)容，如軟件并行開發(fā)的編碼活動(dòng)在在線課程開發(fā)中極少存在，教學(xué)設(shè)計(jì)活動(dòng)卻常在。對(duì)于如此細(xì)粒度的并行性，尚需深入挖掘和探究。

　　5 結(jié)語

　　網(wǎng)絡(luò)教育是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的重要形態(tài)，在線課程開發(fā)一直是關(guān)注的核心和重點(diǎn)，但是目前絕大多數(shù)的在線課程開發(fā)很少關(guān)注并行性研究，更缺乏開發(fā)過程中不同層次的并行性探究，這也是高校在線課程專業(yè)系列化進(jìn)程中在線課程開發(fā)效率不高的原因之一。從軟件工程的角度出發(fā)，深入挖掘在線課程開發(fā)的并行性，提高軟件的復(fù)用性[7]，規(guī)范在線課程開發(fā)，提高開發(fā)效率和質(zhì)量，是在線課程并行開發(fā)的目標(biāo)，也是走出目前在線課程開發(fā)陷于質(zhì)量和效率兩難兼顧的困境的一條出路。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王庭槐.MOOC：席卷全球教育的大規(guī)模開放在線課程[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2014.

　　[2]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導(dǎo)論[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2014.

　　[3]李曼麗，張羽，葉賦.解碼MOOC：大規(guī)模在線開放課程的教育學(xué)考察[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

　　[4]趙國棟.微課與慕課設(shè)計(jì)初級(jí)教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2014.

　　[5]李彤，等.軟件并行開發(fā)過程[M].北京：科學(xué)出版社，

　　2003.

　　[6]張海藩.軟件工程導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，

　　1998.

　　[7]齊治昌，譚慶平，寧洪.軟件工程[M].北京：高等教育出版社，2012.