基于軟件工程過程模型的在線課程并行開發(fā)設計與實現

　　摘 要 近年來，在線課程(慕課、網絡課程等)發(fā)展呈現井噴之勢，呈現配套課程專業(yè)化、類型多樣化、教學服務個性化等特征。但如何高效開發(fā)建設在線課程，是一項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，展開在線課程并行開發(fā)的實踐。實踐證明，推進在線課程并行開發(fā)，能夠在保證開發(fā)的規(guī)范化和建設質量的同時，大大提高在線課程的開發(fā)效率。

　　關鍵詞 在線課程;過程模型;軟件工程;并行開發(fā)

　　《電子技術與軟件工程》(半月刊)創(chuàng)刊于2012年，由中國電子學會主辦。旨在全方位推廣信息時代下電氣、電力、電工科學意識;關注電子各專業(yè)技術以及最新科研成果和進展;介紹軟件工程、科技、信息技術在社會各領域的應用，關注科技傳播與公民科學文化素質的提升。

　　1 前言

　　當前高校在線課程以課程教師、技術人員為主，組成開發(fā)小組進行開發(fā)，大多為作坊式的個體或小組開發(fā)。當在線課程系列化、專業(yè)化大量開發(fā)時，這種開發(fā)模式顯得力不從心，不僅開發(fā)效率低，而且質量無法得到保證。面對當前在線課程的專業(yè)系列化、視頻微課化、應用開放化、制作精細化趨勢[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，加快建設系列化和專業(yè)化的在線課程建設。軟件的并行開發(fā)是指軟件開發(fā)事件同時發(fā)生進行，是軟件開發(fā)的一個重要特性。充分利用各種粒度的并行性，能夠使得軟件開發(fā)在保證質量的同時，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，表現為一定的軟件形態(tài)，如網絡課件、網絡教學平臺等，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，在線課程表現為一定的教學軟件形態(tài)，是計算機應用軟件的一個子類，適用軟件開發(fā)的一般性特點和模型，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)別于教學設計的過程，也區(qū)別于一般軟件代碼的編程，更側重于基于一定教學平臺的教學內容的媒體呈現和互動設計。

　　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階段，即項目定義與計劃階段、設計階段、實現階段和評價維護階段，每個階段還可以進一步細化，如圖1所示。該過程模型是在軟件工程瀑布模型的基礎上，根據在線課程的特性做了引申和改進，具有以下特色。

　　1)重構瀑布模型。按照在線課程的性質特點，對在線課程開發(fā)周期進行跟蹤反饋，并細化每個階段的重點內容，將開發(fā)步驟對應到人員職責，每個階段均有反饋，能夠對整體開發(fā)掌控到位。

　　2)增設階段反饋(如圖1虛線所示)。反饋是調整開發(fā)進度和效率的重要機制，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)按計劃進行，對質量控制也起到約束作用。

　　3)突出設計中心。將教學設計和結構設計有機融合，既服務于教學，也保證體系完整;按照層次區(qū)分為從總到分的概要設計及詳細設計。設計是在線課程開發(fā)的關鍵所在，教學設計和結構設計不能彼此取代，而是相互促進、共同發(fā)展。

　　4)強調需求分析。需求分析是在線課程開發(fā)的邏輯起點，應該從教學目標和教學對象出發(fā)，針對性地細化需求層次，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重點、難點和核心，是教學媒體呈現的依據，是教學內容設計的出發(fā)點。

　　這一在線課程開發(fā)的過程模型，雖未表達出課程開發(fā)的并行性，卻是進行并行性分類的基礎，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)普遍存在的一類現象，也是在線課程開發(fā)中存在的現象。在實際在線課程開發(fā)過程中，重視結果但輕視過程，重視制作環(huán)節(jié)但輕視設計環(huán)節(jié)，重視技術運用但輕視使用系統(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，實際開發(fā)效率低下，而質量也無法獲得充分的保證。

　　事實上，在線課程開發(fā)有不同粒度的并行開發(fā)。如過程一級，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，多個角色之間的活動粒度較小。并行開發(fā)在線課程能夠讓各種并行成分統(tǒng)一協(xié)調進行，在保證課程開發(fā)質量的同時，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)過程相關的有管理過程、文檔編制過程，在時間關系上存在并行甚至是同步。其并行關系如圖2所示。

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

　　3)階段并行。在線課程開發(fā)的各個階段存在一定程度的并行和重疊(圖4)，使得開發(fā)的過程模型在時間上并非完全的線性的關系，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，就進行下一個版本的開發(fā)，這是粒度最粗的并行(圖5)。

　　5)活動并行。活動是較階段更細的劃分，是任務的集合或序列。活動并行是課程生存周期中粒度最細的一類并行，如在線課程開發(fā)過程的實現階段，有媒體制作活動、不同的媒體制作成員，按照文本類、聲像類、動畫類等分組，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)進度，又要合理編排人員;既要照度到人員素質水平，也要考慮各環(huán)節(jié)難易程度和工作量。在線課程開發(fā)畢竟是團隊協(xié)作、相互促進的過程，補齊弱項與短板，找準差距與漏洞，才能夠有效統(tǒng)一整體，協(xié)調推進。

　　4 在線課程并行開發(fā)實踐

　　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，尤其是對于系列化和專業(yè)化的課程，能夠有效保證開發(fā)進度和質量。實踐證明，充分利用在線課程并行開發(fā)的優(yōu)勢特點，發(fā)揮好課程專家、技術專家等專業(yè)人員的作用，可以在保證開發(fā)質量的前提下，大大提高在線課程開發(fā)的效率。

　　在線課程開發(fā)的背景 各高校開放學院開展在線教育，必然要開發(fā)適用不同學習終端、不同類別學習者的在線課程。各類優(yōu)秀的在線課程平臺紛紛涌現，國內的如學堂在線、網易云課堂、中國大學慕課、慕課中國等，國外的如Coursera、Udacity、edX、Stanford Online等。這些平臺及學習者的加入，對在線課程開發(fā)的速度和質量提出更高要求。

　　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行開發(fā)(圖7)。其主要特征如下。

　　1)步驟分解，模塊推進。按照課程內容，分為相對獨立的不同模塊，內容不同但結構相似，每一模塊對應一個子過程的開發(fā)。區(qū)分簡單，從項目定義與計劃到最后的測試和評價，可以在較短時間內完成，隨時可以動態(tài)調整修改，反饋及時，修改便捷，開發(fā)速度和質量同步得到保證。

　　2)結構穩(wěn)定，重復使用。通過一個初始的子過程，可形成在線課程相對穩(wěn)定的結構和模板，這種模板可重復使用，增加了課件開發(fā)的可復用性，各個部分通過鏈接加入整個課件中并不破壞原有的結構體系。各類課件模板、音像素材、拓展功能等可復用，極大提高了在線課程開發(fā)的專業(yè)化和系列化進程。整個教育技術專業(yè)在線課程的開發(fā)實踐證明，借助軟件工程的并行開發(fā)模型，對于提高開發(fā)速度和質量具有巨大優(yōu)勢。

　　3)樣本先試，循環(huán)推進。有了第一個子過程的順利完成，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內容設計上，因為不確定的因素此時已經明確了，各類樣式的選擇已經確定下了，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，體現了開發(fā)過程的反復性和跨階段的反饋特性，可以有效防范技術風險，避免后期發(fā)現問題付出巨大代價。

　　對在線課程并行開發(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、互動信息交流、統(tǒng)一整合進度等，是在線課程并行開發(fā)的重要因素。當然，在線課程開發(fā)要靈活組織，借助多種軟件工程的工具，取長補短，合理利用，細化過程。由于在線課程開發(fā)遠不同于一般軟件開發(fā)，其教學性更是為一般軟件所不具有的，因此，其并行開發(fā)具有不同的內容，如軟件并行開發(fā)的編碼活動在在線課程開發(fā)中極少存在，教學設計活動卻常在。對于如此細粒度的并行性，尚需深入挖掘和探究。

　　5 結語

　　網絡教育是現代遠程教育的重要形態(tài)，在線課程開發(fā)一直是關注的核心和重點，但是目前絕大多數的在線課程開發(fā)很少關注并行性研究，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，提高軟件的復用性[7]，規(guī)范在線課程開發(fā)，提高開發(fā)效率和質量，是在線課程并行開發(fā)的目標，也是走出目前在線課程開發(fā)陷于質量和效率兩難兼顧的困境的一條出路。

　　參考文獻

　　[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.慕課與翻轉課堂導論[M].上海：華東師范大學出版社，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考察[M].北京：清華大學出版社，2013.

　　[4]趙國棟.微課與慕課設計初級教程[M].北京：北京大學出版社，2014.

　　[5]李彤，等.軟件并行開發(fā)過程[M].北京：科學出版社，

　　2003.

　　[6]張海藩.軟件工程導論[M].北京：清華大學出版社，

　　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.