河南中医药大学教学设计 授课章节 第六章详细设计1 授课学时2学时 所属课程 《软件工程》 授课年级 2015级 设计者 高海波 授课专业信息管理与信息系统本科 1、教学目标:含知识、技能(能力)、学习态度与价值观(情感)目标 培养学生知识目标 (1)了解详细设计的根本目标 (2)理解详细设计阶段的任务; (3)理解详细设计的结果 (4)掌握结构化程序设计技术。 培养学生能力目标: (1)能够画3种基本的控制结构 (2)能够设计人机界面; (3)能够使用过程设计的工具; (4)掌握面向数据结构的设计方法 (5)能够衡量程序的复杂度。 培养学生情感目标 (1)通过详细设计的学习,强化学生对软件工程师与一般程序员的工作认知; (2)争做即懂程序设计又懂软件设计的系统开发领导。 2、教学内容:依据教学大纲:含教学重点难点 教学重点 (1)人机界面设计问题; (2)人机界面设计指南 救学难点 (1) Jackson程序设计方法 (2) McCabe方法计算环形复杂度。 教学内容与时间分配 .0章序(5分钟) 6.0.1详细设计阶段的根本目标 6.0.2详细设计阶段的任务; 6.0.3详细设计与代码质量的关系
河南中医药大学教学设计 授课章节 第六章 详细设计-1 授课学时 2 学时 所属课程 《软件工程》 授课年级 2015 级 设计者 高海波 授课专业 信息管理与信息系统 本科 1、教学目标：含知识、技能（能力）、学习态度与价值观（情感）目标 培养学生知识目标： （1）了解详细设计的根本目标； （2）理解详细设计阶段的任务； （3）理解详细设计的结果； （4）掌握结构化程序设计技术。 培养学生能力目标： （1）能够画 3 种基本的控制结构； （2）能够设计人机界面； （3）能够使用过程设计的工具； （4）掌握面向数据结构的设计方法； （5）能够衡量程序的复杂度。 培养学生情感目标： （1）通过详细设计的学习，强化学生对软件工程师与一般程序员的工作认知； （2）争做即懂程序设计又懂软件设计的系统开发领导。 2、教学内容：依据教学大纲；含教学重点难点 教学重点： （1）人机界面设计问题； （2）人机界面设计指南。 教学难点： （1）Jackson 程序设计方法； （2）McCabe 方法计算环形复杂度。 教学内容与时间分配： 6.0 章序（5 分钟） 6.0.1 详细设计阶段的根本目标； 6.0.2 详细设计阶段的任务； 6.0.3 详细设计与代码质量的关系；
6.0.4程序质量的衡定 1结构程序设计(15分钟) 6.1.1结构程序设计的概念 1965年,E.W. Di jkstra提出取消G0T0语句。 196年,Bohm和 Jacopina证明只用3种基本控制结构就能实现任何单入口但出口的程 D0 WHILE结构等价于 IF THEN ELSE结构。 6.1.2概念的升级 1968年, Dijkstra再次建议取消GOT0语句 不是简单地去掉G0T0语句的问题,而是要创立一种新的程序设计思想、方法和风格。 结构程序设计技术的使用:1)纽约时报信息库管理系统;2)空间实验室飞行模拟系统, 1972年,IBM的Mils提出程序应该只有一个入口一个出口 6.1.3什么是结构化程序设计? 定义发展: (1)如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这三种基本控制结构进行连接, 且每个代码块只有一个入口和一个出口,则称这个程序是结构化的。 (2)结构程序设计是尽可能少用G0T0语句的程序设计方法。最好仅在检测出错误时 使用G0T0语句,而且应该总是使用前向G0T0语句。 D0_ UNTIL和 DO CASE控制结构、 LEAVE(或 BREAK)结构。 经典定义 只允许使用顺序、 IF THEN ELSE型分支和 DO WHILE型循环结构。 扩展定义 除使用顺序、IF_ THEN ELSE型分支和D0_ WHILE型循环结构外,还允许使用DO_CASE控制 结构和 DO UNTIL型循环结构。 修正定义: 允许使用顺序、 IF THEN ELSE型分支和 DO WHILE型循环结构; 允许使用 DO CASE控制结构和 DO UNTIL型循环结构; 允许使用 LEAVE(或 BREAK)结构 62人机界面设计(30分钟) 人机界面设计的重要性 6.2.1设计问题 系统响应时间
6.0.4 程序质量的衡定。 6.1 结构程序设计（15 分钟） 6.1.1 结构程序设计的概念 1965 年，E. W. Dijkstra 提出取消 GO TO 语句。 1966 年，Bohm 和 Jacopina 证明只用 3 种基本控制结构就能实现任何单入口但出口的程 序。 DO_WHILE 结构等价于 IF_THEN_ELSE 结构。 6.1.2 概念的升级 1968 年，Dijkstra 再次建议取消 GO TO 语句。 不是简单地去掉 GO TO 语句的问题，而是要创立一种新的程序设计思想、方法和风格。 结构程序设计技术的使用：1）纽约时报信息库管理系统；2）空间实验室飞行模拟系统。 1972 年，IBM 的 Mills 提出程序应该只有一个入口一个出口。 6.1.3 什么是结构化程序设计？ 定义发展： （1）如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这三种基本控制结构进行连接，并 且每个代码块只有一个入口和一个出口，则称这个程序是结构化的。 （2）结构程序设计是尽可能少用 GO TO 语句的程序设计方法。最好仅在检测出错误时才 使用 GO TO 语句，而且应该总是使用前向 GO TO 语句。 DO_UNTIL 和 DO_CASE 控制结构、LEAVE（或 BREAK）结构。 经典定义： 只允许使用顺序、IF_THEN_ELSE 型分支和 DO_WHILE 型循环结构。 扩展定义： 除使用顺序、IF_THEN_ELSE 型分支和 DO_WHILE 型循环结构外，还允许使用 DO_CASE 控制 结构和 DO_UNTIL 型循环结构。 修正定义： 允许使用顺序、IF_THEN_ELSE 型分支和 DO_WHILE 型循环结构； 允许使用 DO_CASE 控制结构和 DO_UNTIL 型循环结构； 允许使用 LEAVE（或 BREAK）结构。 6.2 人机界面设计（30 分钟） 人机界面设计的重要性 6.2.1 设计问题 系统响应时间
用户帮助设施 出错信息处理 命令交互 6.2.2设计过程 (1)创建设计模型 用原型实现设计模型 由用户使用和评估 根据用户意见进行修改 初步设计→创建第一级原型; 用户试用并评估原型→向设计者表述对界面的评价; 设计者根据用户意见修改设计并实现下一级原型。 (2)评估标准及早期复审 系统及其界面的规格说明书的长度和复杂程度 用户学习使用该系统所需要的工作量; 命令或动作的数量、命令的平均参数个数或动作中单个操作的个数 用户学习使用该系统所需要的工作量 设计模型中包含的动作、命令和系统状态的数量 用户学习使用该系统时需要记忆的内容的多少 界面风格、帮助设施和出错处理协议 界面的复杂程度及用户接受该界面的程度 2.3人机界面设计指南 (1)一般交互指南 1)保持一致性;2)提供有意义的反馈;3)在执行有较大破坏性的动作之前要求用户 确认;4)允许取消绝大数操作;5)减少在两次操作之间必须记忆的信息量;6)提高对话 移动和思考的效率;7)允许犯错误;8)按功能对动作分类,并据此设计屏幕布局;9)提 供对用户工作内容敏感的帮助设施;10)用简单动词或动词短语作为命令名。 (2)信息显示指南 1)只显示与当前工作内容有关的信息;2)不要用数据淹没用户,应该用便于用户迅 速吸取信息的方式来表示数据;3)使用一致的标记、标准的缩写和可预知的颜色;4) 许用户保持可视化的语境;:5)产生有意义的出错信息;6)使用大小写、缩进和文本分组 以帮助理解;7)使用窗口分割不同类型的信息;8)使用模拟显示方式表示信息,以使信 息更容易被用户提取;9)高效率地使用显示屏
用户帮助设施 出错信息处理 命令交互 6.2.2 设计过程 （1）创建设计模型 用原型实现设计模型 由用户使用和评估 根据用户意见进行修改 初步设计→创建第一级原型； 用户试用并评估原型→向设计者表述对界面的评价； 设计者根据用户意见修改设计并实现下一级原型。 （2）评估标准及早期复审 系统及其界面的规格说明书的长度和复杂程度 →用户学习使用该系统所需要的工作量； 命令或动作的数量、命令的平均参数个数或动作中单个操作的个数 →用户学习使用该系统所需要的工作量； 设计模型中包含的动作、命令和系统状态的数量 →用户学习使用该系统时需要记忆的内容的多少； 界面风格、帮助设施和出错处理协议 →界面的复杂程度及用户接受该界面的程度。 6.2.3 人机界面设计指南 （1）一般交互指南 1）保持一致性；2）提供有意义的反馈；3）在执行有较大破坏性的动作之前要求用户 确认；4）允许取消绝大数操作；5）减少在两次操作之间必须记忆的信息量；6）提高对话、 移动和思考的效率；7）允许犯错误；8）按功能对动作分类，并据此设计屏幕布局；9）提 供对用户工作内容敏感的帮助设施；10）用简单动词或动词短语作为命令名。 （2）信息显示指南 1）只显示与当前工作内容有关的信息；2）不要用数据淹没用户，应该用便于用户迅 速吸取信息的方式来表示数据；3）使用一致的标记、标准的缩写和可预知的颜色；4）允 许用户保持可视化的语境；5）产生有意义的出错信息；6）使用大小写、缩进和文本分组 以帮助理解；7）使用窗口分割不同类型的信息；8）使用模拟显示方式表示信息，以使信 息更容易被用户提取；9）高效率地使用显示屏
(3)数据输入指南 1)尽量减少用户的输入动作;2)保持信息显示和数据输入之间地一致性;3)允许用 户自定义输入;4)交互应该是灵活的,并且可调整成用户最喜欢的输入方式:5)让在当 前动作语境中不适用的命令不起作用;6)让用户控制交互流;7)对所有输入动作都提供 帮助;8)消除冗余的输入。 .3过程设计的工具(30分钟) 图形、表格和语言 提供对设计的无歧义描述,指明控制流程、处理功能、数据组织以及其它方面的实现细节。 6.3.1程序流程图 程序流程图是历史最悠久、使用最广泛的描述过程设计的方法,主要缺点如下 (1)本质上不是逐步求精的好工具,他诱使程序员过早地考虑程序的控制流程,而不去 考虑程序的全局结构 (2)程序流程图用箭头代表控制流,因此程序员不受任何约束,可以完全不顾结构程序 设计地精神,随意转移控制 (3)不易表示数据结构。 6.3.2盒图( Nassi- Shneiderman图,N-S图) 特点 (1)功能域明确,可以从盒图上一眼看出。 (2)不可能任意转移控制。 (3)很容易确定局部和全程数据地作用域 (4)很容易表现嵌套关系,也可以表示模块的层次结构。 6.3.3PAD图( Problem Analysis Diagram图) 特点 (1)使用表示结构化控制结构的PAD符号所设计出来的程序必然是结构化程序。 (2)PAD图所描绘的程序结构十分清晰。 (3)用PAD图表现程序逻辑,易读易懂易记。 (4)容易将PAD图转换成高级语言源程序,这种转换可用软件工具自动完成,从而可省 去人工编码的工作,有利于提高软件可靠性和软件生产率。 (5)既可用于表示程序逻辑,也可用于描绘数据结构。 (6)PAD图的符号支持自顶向下、逐步求精方法的使用。 6.3.4判定表 适合于多重嵌套的条件选择,这点和前述三种图不同。 由四部分组成,左上部列出所有条件,昨下部是所有可能做的动作,右上部是表示各种
（3）数据输入指南 1）尽量减少用户的输入动作；2）保持信息显示和数据输入之间地一致性；3）允许用 户自定义输入；4）交互应该是灵活的，并且可调整成用户最喜欢的输入方式；5）让在当 前动作语境中不适用的命令不起作用；6）让用户控制交互流；7）对所有输入动作都提供 帮助；8）消除冗余的输入。 6.3 过程设计的工具（30 分钟） 图形、表格和语言 提供对设计的无歧义描述，指明控制流程、处理功能、数据组织以及其它方面的实现细节。 6.3.1 程序流程图 程序流程图是历史最悠久、使用最广泛的描述过程设计的方法，主要缺点如下： （1） 本质上不是逐步求精的好工具，他诱使程序员过早地考虑程序的控制流程，而不去 考虑程序的全局结构。 （2） 程序流程图用箭头代表控制流，因此程序员不受任何约束，可以完全不顾结构程序 设计地精神，随意转移控制。 （3） 不易表示数据结构。 6.3.2 盒图（Nassi-Shneiderman 图，N-S 图） 特点： （1） 功能域明确，可以从盒图上一眼看出。 （2） 不可能任意转移控制。 （3） 很容易确定局部和全程数据地作用域。 （4） 很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。 6.3.3 PAD 图（Problem Analysis Diagram 图） 特点： （1） 使用表示结构化控制结构的 PAD 符号所设计出来的程序必然是结构化程序。 （2） PAD 图所描绘的程序结构十分清晰。 （3） 用 PAD 图表现程序逻辑，易读易懂易记。 （4） 容易将 PAD 图转换成高级语言源程序，这种转换可用软件工具自动完成，从而可省 去人工编码的工作，有利于提高软件可靠性和软件生产率。 （5） 既可用于表示程序逻辑，也可用于描绘数据结构。 （6） PAD 图的符号支持自顶向下、逐步求精方法的使用。 6.3.4 判定表 适合于多重嵌套的条件选择，这点和前述三种图不同。 由四部分组成，左上部列出所有条件，昨下部是所有可能做的动作，右上部是表示各种条
件组合的一个矩阵,右下部是和各种条件组合相对应的动作。 判定表能够简洁而又无歧义地描述处理规则。 当把判定表和布尔代数或卡诺图结合起来使用时,可以对判定表进行校验或化简。 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。 判定表不是通用地设计工具(很难清晰表示顺序、重复等处理特性 6.3.5判定树 是判定树地变种,其特点为:1)形式简单,可一眼看出含义,易于掌握和使用;2)简洁 性不如判定表;3)分支顺序对简洁度有很大影响 6.3.6过程设计语言(PDL语言) 是伪码,用正文形式表示数据和处理过程地设计工具,其特点为 (1)关键字的固定语法,它提供了结构化控制结构、数据说明和模块化的特点。 (2)自然语言的自由语法,它描述处理特点。 (3)数据说明的手段 (4)模块定义和调用的技术,应该提供各种接口描述模式。 PDL作为一种设计工具,具有如下优点: (1)可以作为注释直接插在源程序中间 (2)可以使用普通的正文编辑程序或文字处理系统,很方便地完成PDL生成程序代码, 其缺点有:不如图形工具形象直观,描述复杂的条件组合与动作间的对应关系时,不刘 判定表清晰简单。 3、学情分析及教学预测: 学生的知识基础: (1)基础知识:高级程序设计,管理学等 (2)软件工程的专业知识:本章是课程的第六章,软件生命周期种的问题定义、可行性研究、需求 分析以及总体设计等章节已经学习完毕,学生已具备软件工程的基本知识和能力 学生的认知特点: (1)理解能力提升:学生掌握了软件工程的基本知识,并且开展了2个实验的学习,对于软件工程 已经有了一定的了解,学习上能够更好的理解新知识 (2)知识有过了解:学生已经学习了程序设计、管理学等基本理论,但缺乏对软件工程详细设计阶 段与程序编码的界定与掌控 (3)逻辑能力欠缺:详细设计使用的自然语言不同于实际的程序设计语言。 学生的学习风格 (1)大四学生对课程的重要性认识不足
件组合的一个矩阵，右下部是和各种条件组合相对应的动作。 判定表能够简洁而又无歧义地描述 处理规则。 当把判定表和布尔代数或卡诺图结合起来使用时，可以对判定表进行校验或化简。 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。 判定表不是通用地设计工具（很难清晰表示顺序、重复等处理特性）。 6.3.5 判定树 是判定树地变种，其特点为：1）形式简单，可一眼看出含义，易于掌握和使用；2）简洁 性不如判定表；3）分支顺序对简洁度有很大影响。 6.3.6 过程设计语言（PDL 语言） 是伪码，用正文形式表示数据和处理过程地设计工具，其特点为： （1） 关键字的固定语法，它提供了结构化控制结构、数据说明和模块化的特点。 （2） 自然语言的自由语法，它描述处理特点。 （3） 数据说明的手段。 （4） 模块定义和调用的技术，应该提供各种接口描述模式。 PDL 作为一种设计工具，具有如下优点： （1） 可以作为注释直接插在源程序中间。 （2） 可以使用普通的正文编辑程序或文字处理系统，很方便地完成 PDL 生成程序代码。 其缺点有：不如图形工具形象直观，描述复杂的条件组合与动作间的对应关系时，不如 判定表清晰简单。 3、学情分析及教学预测： 学生的知识基础： （1）基础知识：高级程序设计，管理学等 （2）软件工程的专业知识：本章是课程的第六章，软件生命周期种的问题定义、可行性研究、需求 分析以及总体设计等章节已经学习完毕，学生已具备软件工程的基本知识和能力。 学生的认知特点： （1）理解能力提升：学生掌握了软件工程的基本知识，并且开展了 2 个实验的学习，对于软件工程 已经有了一定的了解，学习上能够更好的理解新知识； （2）知识有过了解：学生已经学习了程序设计、管理学等基本理论，但缺乏对软件工程详细设计阶 段与程序编码的界定与掌控； （3）逻辑能力欠缺：详细设计使用的自然语言不同于实际的程序设计语言。 学生的学习风格： （1）大四学生对课程的重要性认识不足
在前期教学过程中,发现学生勤奋程度不一、学习态度也不一样,部分学生学习态度积极,有较商 的学习积极性,部分学生学习态度不端正、学习积极性不高。通过强调课程重要性、以及筒单的判 识点定位讲述,树立学生对课程重要程度的界定 (2)工作压力上升、思想心态有所波动。 本章讲述时,已到招聘的关键时刻,学生存在企业实习、应试面试等需要统筹安排,其找工作的组 历应该对学生的思想心态有所影响。在教学上需强调本课程在找工作,以及实际工作中的作用,帮 助学生提高注意力。 4、教学策略与方法 教师教学方法: (1)幻灯片辅助讲解 通过多媒体演示文稿讲解结构化程序设计概念的发展历程、当前三种定义的具体内涵,人机界 面的设计问题、设计过程和设计指南 (2)案例演示教学法 结合实例讲解程序流程图、盒图、PAD图、判定表、判定树、过程设计语言。 学生学习方法 (1)听讲并记录:认真听取教师对关键难点的讲解与介绍,并将内容记录到笔记本或书本 (2)讨论:对教师提出的问题进行讨论,并积极回答相关问题。 (3)实验:对课本的实例进行练习。 5、板书设计: ①熹板(白板)设计 ②现代信惠媒体设计 (1)使用PPI-第六章详细设计,讲解6.1- 结构程序设计 (2)使用it. hatem.edu.cn教学云平台, 传对应实验,便于学生准备。 人机界面设计 过程设计的工具 6、教学互动环节设计: 预习任务 通读教材第117-129页,了解本部分的基本内容,熟悉教材
在前期教学过程中，发现学生勤奋程度不一、学习态度也不一样，部分学生学习态度积极，有较高 的学习积极性，部分学生学习态度不端正、学习积极性不高。通过强调课程重要性、以及简单的知 识点定位讲述，树立学生对课程重要程度的界定。 （2）工作压力上升、思想心态有所波动。 本章讲述时，已到招聘的关键时刻，学生存在企业实习、应试面试等需要统筹安排，其找工作的经 历应该对学生的思想心态有所影响。在教学上需强调本课程在找工作，以及实际工作中的作用，帮 助学生提高注意力。 4、教学策略与方法： 教师教学方法： （1）幻灯片辅助讲解 通过多媒体演示文稿讲解结构化程序设计概念的发展历程、当前三种定义的具体内涵，人机界 面的设计问题、设计过程和设计指南。 （2）案例演示教学法： 结合实例讲解程序流程图、盒图、PAD 图、判定表、判定树、过程设计语言。 学生学习方法： （1）听讲并记录：认真听取教师对关键难点的讲解与介绍，并将内容记录到笔记本或书本上。 （2）讨论：对教师提出的问题进行讨论，并积极回答相关问题。 （3）实验：对课本的实例进行练习。 5、板书设计： ① 黑板（白板）设计： 结构程序设计 人机界面设计 过程设计的工具 ② 现代信息媒体设计： （1）使用 PPT-第六章 详细设计，讲解 6.1- 6.3 节。 （2）使用 it.hactcm.edu.cn 教学云平台，上 传对应实验，便于学生准备。 6、教学互动环节设计： 预习任务： 通读教材第 117-129 页，了解本部分的基本内容，熟悉教材
课堂教学过程: (1)总体设计是否有复习? (2)总体设计要解决的主要问题是什么? (3)引出本章的具体学习任务。 (4)开启本章节前三节的讲解。 课后知识加骚固 (1)自行学习所讲章节中的实例; (2)开启本章节前三节的讲解。 7、学习资源,课外自主学习设计 基本教材 《软件工程导论(第6版)》张海藩牟永敏清华大学出版社 主要参考书 胡思康.软件工程基础(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2015 网络学习 (1)课程PPT路径http:/it.hactcm.edu.cn (2)实验指导书路径:htp:/soft.xg. hactcm edu.cn 8、教学测量与评价: 教学测量与评价: (1)通读相关章节; (2)实操章节实验 9、教学反思与改进: 教学反思: 深化学生对软件工程的认识,使其指导程序设计不等于软件开发。 改进思路: 用实例告诉学生,程序员的做法、软件工程师的做法
课堂教学过程： （1）总体设计是否有复习？ （2）总体设计要解决的主要问题是什么？ （3）引出本章的具体学习任务。 （4）开启本章节前三节的讲解。 课后知识加强巩固： （1） 自行学习所讲章节中的实例； （2） 开启本章节前三节的讲解。 7、学习资源，课外自主学习设计： 基本教材： 《软件工程导论（第 6 版）》 张海藩 牟永敏 清华大学出版社 主要参考书： 胡思康.软件工程基础（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2015. 网络学习： （1）课程 PPT 路径：http:/it.hactcm.edu.cn （2）实验指导书路径：http://soft.xg.hactcm.edu.cn 8、教学测量与评价： 教学测量与评价： （1）通读相关章节； （2）实操章节实验 9、教学反思与改进： 教学反思： 深化学生对软件工程的认识，使其指导程序设计不等于软件开发。 改进思路： 用实例告诉学生，程序员的做法、软件工程师的做法
10、中医药思维培养意识的体现: 11、授课教师认为尚未包含在内的设计内容:
10、中医药思维培养意识的体现： 无 11、授课教师认为尚未包含在内的设计内容： 无
