软件工程及其模型的课件开发研究

　　多媒体课件是一种应用于辅助教学的教育软件。作为一种应用软件，课件的开发和应用也具备软件的特性，遵从软件设计的通用规律，具有规划、分析、设计、测试、维护的生命周期，所以可以将软件工程的思想和手段引入到课件的开发中来。课件又具有其不同于常见应用软件的差异性，在多个方面与一般软件有所差别，主要是课件的开发目的和应用都是针对和围绕教学来进行，也就是说和一般软件比较，开发对象、开发目的、开发过程都不同，由此必然产生课件研发生命周期、设计环境和工具、开发模型和方法的不同。
　　一、多媒体课件生存周期
　　软件的存在有一个孕育、产生、生长、发展和消亡的过程，在软件工程中，将这个生存周期分为制定计划、分析需求、设计软件、编制程序、调试测试和使用维护的六个阶段。多媒体课件既包括软件开发的特性，也包括教育教学的特性，融合了两者的特点产生了其独特的特性。多媒体课件的生存周期主要要考虑从教学需求到课件开发和使用，直到淘汰更新的过程。根据课件的独特属性，结合软件工程生存周期思想，可以将课件的生命周期分为规划阶段、需求分析阶段、设计阶段、制作阶段、调试使用与维护阶段。
　　1.规划阶段：这一阶段要根据课件开发的教学目的解决＂提出目标＂和＂可行性＂的问题；此外，由于课件具有教学属性，还要解决＂教学内容是什么＂、＂要达到什么教学成果＂、＂使用对象＂等问题。这就要求课件的开发者首先要根据课件对应的课程来研究教学大纲、教学要求以及教学对象的层次和特点、课件运行的软硬件环境等要素制定出合理可行的设计规划。
　　2.需求分析阶段：这一阶段主要是解决开发课件＂要做什么＂，直接关系到课件的实用性，是重要的课件开发阶段。在充分分析教学对象特点的基础上，根据课程教学大纲和要求确定总体目标，再逐步分解分析各阶段的教学目标，确定需要涉及到的各教学内容，制定出课件的总体框架。
　　3.设计阶段：这一阶段主要是要完成课件的教学设计和软件的结构设计，是课件开发的关键阶段。教学设计是依据课程的要求和特点，有序合理的安排包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等教学要素，确定合适的教学方案和计划。课件的结构设计是指对课件整个软件框架进行规划设计，包含有课件界面布局、连接导航、多媒体设计等，结构设计要紧密依靠教学设计，要体现教学设计的要求，同时又要保证软件技术性。
　　4.制作阶段：前面三个阶段都是规划设计阶段。确定了设计方案之后，需要通过制作来实现设计思想。通常这一阶段包括多媒体素材的制作与收集，利用课件开发工具进行课件制作，编写相关脚本等，这一阶段的成功与否和制作者的技术水平密切相关，同时也要求能选择好合适的开发软件和开发工具。5.调试使用与维护阶段：课件制作完成后，要根据教学要求来对课件进行测试，将课件设定到实际教学环境中运行，分别对课件的内容、多媒体元素、结构编排、方便实用等方面进行测试，同时分别要求课件的使用主体＂教学者＂和目标主体＂学生＂进行课件教学效果的评价，根据测试中反映出的软件设计问题进行修正，依据可提高教学效果的建议对课件软件进行完善。在课件正式完成交付使用之后，还要根据出现的新问题和教学内容的调整进行维护。
　　二、多媒体课件的开发模型
　　软件生存周期模型主要有瀑布模型、渐进模型、螺旋模型、增量模型、原型模型、喷泉模型和智能模型等。在多媒体课件的开发中，要根据课件的教学性特性，结合课件内在开发要求，采用下面四种开发模型。
　　（一）瀑布模型
　　瀑布模型是最简单的软件开发模型，被广泛应用在各种软件开发中。在瀑布模型中，软件生存周期是顺序进行的，只能线性完成各阶段，不能跳转，每一阶段的工作都是在前一阶段工作完成并进行验证之后才能进行，所以瀑布模型具有顺序性的特点。开发课件采用瀑布模型要遵循该模型顺序性的原则。首先要求从第一阶段顺序开始，在完成一个阶段后，将这个阶段的成果和资料一起转送到下一个阶段，下一个阶段要在上一阶段的基础和资料上展开工作，每一阶段完成的成果都要根据上一阶段的要求进行验证再进入下一阶段。应用瀑布模型开发课件强调课件开发的前期规划和需求调研，重视课件开发的阶段性和测试、调试工作。课件开发应用瀑布模型通常用在对所开发的课件有明确要求的情况，但过于依赖前期规划和需求调研，而且开发中采用的是线性流程，课件中的问题和待改进优化的地方不能及时反馈修正，往往要到开发后期才能发现，需要返回错误阶段全部重新修改，降低了开发效率。瀑布模型适用于开发目的和需求明确的大中型课件。
　　（二）快速原型模型
　　为了摆脱瀑布模型要求开发过程线性进行的局限性，快速原型模型随之产生，它强调通过客户对系统原型的一系列进化来精练系统需求。快速原型模型的特点是用渐进来代替计划，要求知道渐进的系统原型，在采用快速原型的同时，根据用户反馈和需求调整，随时修正模型，最终生成符合要求的软件。如果应用瀑布模型来发开小型或者功能灵活的课件往往由于其线性要求的局限性影响开发效率，而采用快速原型模型可以较好的解决这个弊端。采用快速原型模型开发课件，首先根据课件的总体要求和目标制定一个粗略的规划，这个规划只满足核心需求，是不完整和存在缺陷的。根据这个粗略规划，设计出一个最初模型，这个模型能达到课件要求的基本功能。课件开发者将这个最初模型演示给用户，并通过意见反馈和互动对这个模型进行补充和完善，再重复这个过程，最终开发出满意的课件。在交付使用之后，出现任何问题和改进意见，也能及时完善和维护这个课件。运用快速原型模型开发课件周期短，效率高，同时开发者与用户密切交流、紧密联系，根据反馈意见及时完善课件；但是由于采用这种模型关键在于反复演示、反馈和修改完善，在这个过程中，很可能会偏离最初的设计目标，而且容易产生意见分歧，最终可能对课件质量有不利影响。
　　（三）喷泉模型
　　在面向对象的方法中提出了与瀑布模型相对应的喷泉模型，该模型的主要特点是认为软件生命周期的各个阶段就如同喷泉一样，既有向上的水流，也有落下的水流，既是反复的，又互相重叠，体现了软件开发各阶段活动具有迭代和重叠的特性。课件设计开发中，需求和目标常常有变化和反复。瀑布模型只能进行确定目标的开发，不能满足开发过程中需求出现变化而进行的设计更改。课件的开发是一个复杂的系统工程，不仅仅涉及到教育学、心理学、软件工程学等多学科，而且涉及到多种开发工具，每一个开发阶段都可能因为各种因素而出现与最初规划不同的变化，喷泉模型增加了各阶段对前面阶段的反馈，开发过程是一个循环、反复的过程。喷泉模型即具有瀑布模型重视开发课件的阶段性和早期规划设计的特点，同时又根据开发过程中可能遇到的实际情况，让每个阶段都能根据其它阶段的反馈进行开发，加强了各阶段的互动和交流，虽然这种反复在一定程度上对课件开发效率有影响，但是可以提高课件的最终质量，适合于开发大型、中型的课件。
　　（四）增量模型
　　课件是教学的辅助工具，根据教学内容和教学过程的多样性和复杂性，课件开发可以采用增量模型来进行。增量模型将最终完成的课件规划分成若干个子集，比如对教学内容和课件的各种功能进行划分，可以根据教材的各个章节进行分割，或者对教学内容、习题测试等不同教学功能部分进行分割，每个独立的子集都分别具有各自的开发周期，各个阶段完成的也都是各个子集独立的部分。运用增量模型可以缩短课件各部分的开发时间，这种模块化、构件化的开发模型用来对关键教学环节或者开发设计难点进行单独开发更有优势，适宜开发单独课程或者一系列课程的大型多媒体课件。运用增量模型开发多媒体课件由于采用了并行开发和模块化开发，提高了开发效率，而且很多单独子集模块可以独立应用，较为灵活；但是运用增量模型开发多媒体课件对正确合理的划分子集具有较高要求，同时整体课件模块化、子集化后有可能出现内容和形式上的不兼容、不统一。本文应用软件工程模型来探讨和研究课件的设计开发，研究了课件生命周期和课件开发的四种模型。在实际课件开发过程中不能简单的套用某一种模型进行开发，要根据课件的不同规模和课程特点综合考虑模型的选用，扬长避短，提高开发课件的质量和效率。总之，从目前多媒体课件的发展趋势与多媒体课件的开发状态来看，多媒体课件的开发应用软件工程的思想和方法的必要性已经得到了越来越多的课件开发者的重视，并且将再在课件的开发中得到越来越广泛的应用，是课件开发的必然趋势。