学情分析：理论高深抽象，知识学习与工程应用间存在巨大鸿沟

20世纪90年代，美国卡耐基梅隆大学（CMU）等国际知名高校首先开始开设软件体系结构的相关课程。随后，清华、北大、国防科大、东南大学、西电等国内知名高校也将软件体系结构相关课程的学习列入了软件工程人才的培养计划中。在我校，本课程于2007年正式面向软件工程专业本科生开设，随后成为软件工程专业核心课程，平均授课人数为450人/学年。

《软件体系结构》的教学内容主要包括软件体系结构的基础知识，常见的软件体系结构风格和模式，设计、分析、评估和构建软件体系结构基本方法和策略，软件体系结构的演化过程和最新研究进展。因此，课程教学中容易出现知识高深抽象、教学内容朦胧而不切实际的问题，导致学生在应用架构知识增强软件架构设计、实现和应用的工程能力方面存在不可避免的弱点。在该课程的不断发展中，各高校课程组都在不断进行课程教学方式的探索和实践，旨在通过教学方式的改革创新消除知识学习和工程应用间的巨大鸿沟，完成提升强化学生实际工程能力为人才培养目标。

教学体系设计：学用互助，做有能力有情怀有温度的软件人

针对课程的特定学情，本课程以“学用互助，做有能力有情怀有温度的软件人”为课程教学的核心理念，形成了如图所示的课程教学创新体系：教学内容以“以面引点、任务导向、案例驱动、体验探究、立体思政”的特色课程教学方式展开；课程组织方式采用由教师课堂引导式互动讲授、学生互动讨论、学习效果自主实时检测和学生自主项目实践组成的混合教学组织方式；课程考核评价机制为基于学习数据的多阶段全过程式多维考核，获得更实时的“教与学”效果监测，对学生进行理论知识、工程能力和综合素养的多维评价；同时，在校内外建立跨高校联动的教学效果研讨，使课程创新改革获得更大范围的教学效果反馈，辅助课程持续改进。

学生自主项目实践：在对体系结构风格、设计及分析评估相关授课知识掌握的基础上，组建项目团队，逐步完成中等规模的软件系统需求分析，软件架构设计和建模表示，架构设计方案评估，最后，基于评估改进后的架构设计决策完成编码实现和系统测试，并以项目报告和现场验收答辩的方式进行评审。通过从需求分析、架构设计、架构建模、架构评估、代码实现和测试的软件开发全生命周期的项目实践任务设计，覆盖课程理论知识点的全面综合应用，培养学生结合书本知识进行设计实践的工程能力与综合素养。

图：学生自主项目实践设计意图

课程考核评价方式：多阶多维评价、过程数据实时监测“教”“学”效果

课程考核方式采用基于学习数据的多阶段全过程多维考核方式，使师生在课程教学进行过程中实时检测教学效果和学习效果，对学生进行理论知识、工程能力和综合素养的多维评价。评价机制中，各部分所占比例和计算依据如下，学生课程总成绩=课堂单元考核4% +讨论单元考核5% +自测单元考核5% +项目实践单元考核30% +期末单元考核56%。

1）课堂单元考核成绩：基于学生的课程知识学习完成度（线下课堂的参与度/在线课程视频的学习时长）统计计算得出；

2）讨论单元考核成绩：由学生在案例分析、架构设计、架构评估评审等课堂讨论和线上学习平台讨论区中的参与度和活跃度统计计算得出，奖励课程中主动思考和积极体验探究的学生；

3）自测单元考核成绩：由章节知识点测验成绩计算得出，章节测验与章节知识点对应，在学生完成每节课程学习之后，通过完成以客观题为主的知识点自测验，实时检测学习效果；

4）项目实践单元考核成绩：通过学生以项目团队为单位，根据课程进度，面向中等难度复杂的软件系统需求，完成从需求分析、架构设计、架构建模、架构评估、代码实现和测试的软件开发全生命周期的项目实践任务，并以项目报告和现场验收答辩的方式进行评审，考核学生发现、分析、解决问题的工程能力和沟通合作素养，以及语言、文字的表达能力，评分标准见下表；

5）期末单元考核成绩：通过闭卷笔答考试形式得出，以30%知识点考核+70%案例应用考核为命题标准，主要考核软件体系结构的定义、软件体系结构风格、软件体系结构设计和评估等知识的掌握和使用技能。

表：项目实践考核评分标准

序号	项目团队名称	软件系统名称	评价内容					总分(100分)
			与所学架构设计知识的结合度 (30分)	系统需求本身的复杂程度 (10分)	需求、设计、评估、实现的过程完整度 (25分)	报告、验收答辩、系统演示环节的文字、表达、应变等综合素养 (30分)	质询及问题回答 (5分)

教学效果：多项突破，打造全国最优软件架构专业课

1．一流课程，教学获奖，多方赞誉

1）2019年，被认定为首批陕西省一流（线下）本科课程。

2）2021年，被推荐认定为第二批国家级一流（线上）课程。

3）本课程的案例驱动教学在全国软件工程实践教学案例竞赛中获得国家级一等奖（全国三个之一，陕西高校首次获奖）。

4）本课程的教学创新探索与实践获得我校第三届课堂创新大赛一等奖、我校首届本科教学创新奖（13门课程之一）、思政育人竞赛二等奖（全校第四名）、思政示范案例、青年教师讲课竞赛三等奖等多项校级荣誉。

5）基于在线开放课程，本课程的应用高校和包含教育部计算机类专业教指委委员、软件工程专业教指委委员等校外专家均对本课程在支持学生知识点学习和工程能力提升方面的效果给予了充分的肯定。

2．架构设计工程能力助力学科竞赛

在学生竞赛情况上，软件工程专业学生每年都有数十名学生获得国际大学生数学建模竞赛、中国大学生程序设计竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等国际竞赛的奖项。本课程所培养的软件架构专业知识和软件架构设计能力，以对实际问题分析、抽象、建模等思想等为学生在学科竞赛优异成绩的取得打下了坚实的基础。如图所示，近3年以来，《软件体系结构》授课本科生共计获得各类国际级/国家级/省部级学科竞赛奖项117人次。其中，由主讲教师作为第一指导教师，张克等4名授课本科生（2018春）基于学生项目实验完成的“西安旅游服务小程序—小鸭子旅游”，在中国高校计算机大赛,获得国家级二等奖，主讲教师获得全国优秀指导教师，该项获奖是本课程教育教学效果的直接体现。

3．课程目标达成度：教学创新班明显优于平行普通教学班

在关于软件工程专业学生能力认定上，本课程依据软件工程专业学生能力认定、毕业要求、社会需求等多个方面制定了详细具体的课程目标，如图所示，基于近3年的成绩统计，本课程教学创新班在各个课程目标的平均达成度均在80%以上，比平行普通教学班级的平均达成度在各个目标上均有明显提升。

引领示范作用：成效显著辐射全国，分享推广社会受益

1）基于面向社会学员开设的《软件体系结构》在线开放课程，该课程教学创新模式已为33个省级行政单位，以及台湾和香港特别行政区，累计近1.7万学生提供了教学服务。基于SPOC方式，支持了中南大学、云南大学、西安理工、金陵科技学院等国内多所211高校、非211高校的《软件体系结构》教学工作，应用证明见图6所示。

2）本课程的特色教学方式已受邀在中国高校计算机教育大会、软件工程实践教学研讨会（如图所示）上做主题报告分享。

3）45个开源教学案例共享，包括案例说明、案例胶片、案例视频、案例源码等资源已在复旦大学、武汉大学、西安理工等多所高校共享应用。

课程校外应用证明

创新教学成果分享

• [1] Software Architecture: Perspectives on an Emerging Discipline, Mary Shaw, David Garlan, Prentice-Hall, 1996

• [2] Software Architecture in Practice, Second Edition by Len Bass, Paul Clements, Rick Kazman. Addison Wesley . 2003

• [3] The Art of Software Architecture : Design Methods and Techniques. Stephen T. Albin, John Wiley&Sons,Inc. 2003

• [4] 软件体系结构原理、方法与实践，第2版，张友生等编著，清华大学出版社，2014