基于軟件工程過程模型的在線課程并行開發設計與實現

　　摘 要 近年來，在線課程(慕課、網絡課程等)發展呈現井噴之勢，呈現配套課程專業化、類型多樣化、教學服務個性化等特征。但如何高效開發建設在線課程，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，通過在線課程開發的過程模型，按照軟件開發并行性的粒度，將在線課程開發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為重點，展開在線課程并行開發的實踐。實踐證明，推進在線課程并行開發，能夠在保證開發的規范化和建設質量的同時，大大提高在線課程的開發效率。

　　關鍵詞 在線課程;過程模型;軟件工程;并行開發

　　《電子技術與軟件工程》(半月刊)創刊于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，組成開發小組進行開發，大多為作坊式的個體或小組開發。當在線課程系列化、專業化大量開發時，這種開發模式顯得力不從心，不僅開發效率低，而且質量無法得到保證。面對當前在線課程的專業系列化、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，組織開發在線課程，深入細化展開在線課程的并行開發，能夠有效提高在線課程的開發效率，加快建設系列化和專業化的在線課程建設。軟件的并行開發是指軟件開發事件同時發生進行，是軟件開發的一個重要特性。充分利用各種粒度的并行性，能夠使得軟件開發在保證質量的同時，提高軟件開發的效率[5]。在線課程具備同樣的軟件開發性質，表現為一定的軟件形態，如網絡課件、網絡教學平臺等，其開發過程也存在并行性。

　　2 在線課程開發的過程模型

　　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，是計算機應用軟件的一個子類，適用軟件開發的一般性特點和模型，其生命周期過程具備從提出到開發、再到淘汰的全過程。在線課程開發區別于教學設計的過程，也區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，對在線課程開發周期進行跟蹤反饋，并細化每個階段的重點內容，將開發步驟對應到人員職責，每個階段均有反饋，能夠對整體開發掌控到位。

　　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，保證課程開發連續按計劃進行，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、共同發展。

　　4)強調需求分析。需求分析是在線課程開發的邏輯起點，應該從教學目標和教學對象出發，針對性地細化需求層次，不能夠籠而統之，要能夠落到具體開發環節。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點。

　　這一在線課程開發的過程模型，雖未表達出課程開發的并行性，卻是進行并行性分類的基礎，從不同層次看，就能區分出不同粒度的并行性。

　　3 在線課程開發的并行性分類

　　并行是軟件開發普遍存在的一類現象，也是在線課程開發中存在的現象。在實際在線課程開發過程中，重視結果但輕視過程，重視制作環節但輕視設計環節，重視技術運用但輕視使用系統方法，忽視課程開發過程的研究，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，在線課程開發有不同粒度的并行開發。如過程一級，開發過程和管理過程、文檔編制過程是并行開發，粒度較大，多個角色之間的活動粒度較小。并行開發在線課程能夠讓各種并行成分統一協調進行，在保證課程開發質量的同時，加快課程開發的速度。在在線課程開發過程模型的基礎上，將課程開發的并行性劃分為五類。

　　1)過程并行。與在線課程開發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。在線課程開發過程內部的活動之間存在并行性，如開發過程劃分為各個開發小組，各開發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。在線課程開發的各個階段存在一定程度的并行和重疊(圖4)，使得開發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效率。

　　4)版本并行。在開發在線課程的發行版本的同時，就進行下一個版本的開發，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)。

　　在線課程開發要合理分組，分工明確，既要統整開發進度，又要合理編排人員;既要照度到人員素質水平，也要考慮各環節難易程度和工作量。在線課程開發畢竟是團隊協作、相互促進的過程，補齊弱項與短板，找準差距與漏洞，才能夠有效統一整體，協調推進。

　　4 在線課程并行開發實踐

　　并行開發的軟件工程模型，為在線課程開發啟發了思路，提供了參考，尤其是對于系列化和專業化的課程，能夠有效保證開發進度和質量。實踐證明，充分利用在線課程并行開發的優勢特點，發揮好課程專家、技術專家等專業人員的作用，可以在保證開發質量的前提下，大大提高在線課程開發的效率。

　　在線課程開發的背景 各高校開放學院開展在線教育，必然要開發適用不同學習終端、不同類別學習者的在線課程。各類優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，對在線課程開發的速度和質量提出更高要求。

　　在線課程的子過程并行開發 本文以開發在線課程教育技術概論為案例，挖掘在線課程開發中的并行性，在以子過程并行的粒度上進行開發(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。區分簡單，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，隨時可以動態調整修改，反饋及時，修改便捷，開發速度和質量同步得到保證。

　　2)結構穩定，重復使用。通過一個初始的子過程，可形成在線課程相對穩定的結構和模板，這種模板可重復使用，增加了課件開發的可復用性，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的專業化和系列化進程。整個教育技術專業在線課程的開發實踐證明，借助軟件工程的并行開發模型，對于提高開發速度和質量具有巨大優勢。

　　3)樣本先試，循環推進。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。

　　子過程按照開發流程區分為不同階段，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的特性，體現了開發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，避免后期發現問題付出巨大代價。

　　對在線課程并行開發的反思 在線課程開發的并行性分布于課程開發的不同階段和過程，有效把握其并行性并不是一件容易的事情，人員編組分工、階段明確區分、互動信息交流、統一整合進度等，是在線課程并行開發的重要因素。當然，在線課程開發要靈活組織，借助多種軟件工程的工具，取長補短，合理利用，細化過程。由于在線課程開發遠不同于一般軟件開發，其教學性更是為一般軟件所不具有的，因此，其并行開發具有不同的內容，如軟件并行開發的編碼活動在在線課程開發中極少存在，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，在線課程開發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很少關注并行性研究，更缺乏開發過程中不同層次的并行性探究，這也是高校在線課程專業系列化進程中在線課程開發效率不高的原因之一。從軟件工程的角度出發，深入挖掘在線課程開發的并行性，提高軟件的復用性[7]，規范在線課程開發，提高開發效率和質量，是在線課程并行開發的目標，也是走出目前在線課程開發陷于質量和效率兩難兼顧的困境的一條出路。

　　參考文獻

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　　[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.軟件并行開發過程[M].北京：科學出版社，

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　　[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.