本书是国内外第一本教育软件工程领域的系统化著作。为了能够既奠定理论基础又反映最新发展状况，既引领该领域系统化发展又能进行实践导向的人才培训，作者分别在理论建设和实践案例方面作了适当的安排。

全书共10章，第1章简单介绍了软件工程及教育软件工程的概念和相关知识，第2～6章系统介绍了软件开发的5个步骤，第7章详细介绍了教育软件工程整体构架和过程，第8～10章分别从网络教育资源、网络教学平台和教育管理信息系统层次介绍了教育软件的开发过程及实际案例。附录部分介绍了教育软件工程常用平台工具和软件工程的系列模板，对读者深入理解教育软件工程很有帮助，也是实践练习的好材料。

本书内容新颖，力求理论与实际相结合，深入浅出，循序渐进，是“高等学校教育技术学专业职业导向系列规划教材”系列教材之一，适合作为高等院校“教育软件工程”课程的教材或参考书，也可供有一定实际经验的教育软件工作人员和需要开发教育软件的广大教育用户阅读参考。

软件工程学从20世纪60年代末期开始迅速发展，现在它已经成为计算机科学技术的重要组成部分。借助于软件工程的思想，可以大大增加软件开发的成功率，提高软件管理的效率，显著减少软件开发和维护中的问题。

教育软件工程是软件工程在教育领域的具体应用形式之一，是研究如何用工程的技术和方法，开发和维护作为工程化产品的教育软件。教育软件工程是由多学科交叉而形成的，目前仍在成长与不断发展，它是一门新兴的教育技术学分支。因为教育软件工程领域的特殊性，使其涉及教育技术学、计算机科学、教育学、心理学、系统科学与管理科学等多种学科的知识和技术。

目前，我国教育信息化基础设施已经形成规模，而教育信息化与数字化发展的重要制约因素之一是缺少大量规范的优质教育软件。面对教育软件巨大的市场需求及不规范教育软件的传播，加强教育软件工程的系统研究与应用推广工作已成当务之急。为了促进教育软件的工程化和普及推广，提高教育软件的可维护性、可移植性和商品化水平，必须研究和吸取国际上教育软件标准的有益之处，研究和参照软件工程学中对软件定义、设计、开发、测试和维护等方面的标准和规范，在此基础上进一步扩大教育软件软件工程的应用范围，使得国家整体教育软件达到规范化普及程度，在国家层面上实现更大范围的优质资源共享，构建国家级教育信息化基础设施体系。

实际上，由于技术的迅猛发展，针对教育软件的新的开发方法和开发工具不断涌现。本书作为先导类书籍，主要是对教育软件工程的入门介绍，着重从实用角度介绍教育软件工程的概念和实践性基础。希望本书能够抛砖引玉，对教育软件开发工作者有所帮助，也能为学习者今后深入研究这门学科奠定良好的基础。

本书共10章，第1章简单介绍了软件工程及教育软件工程的概念和相关知识，第2～6章系统介绍了软件开发的5个步骤，第7章从教育软件的教学过程、学习属性特征、软件生命周期、开发模型和开发过程等方面详细介绍了教育软件工程，第8～10章分别从不同角度介绍了教育软件的开发过程。正文后面的附录介绍了教育软件工程常用平台工具，对学习者深入理解教育软件工程很有帮助。

本书内容新颖，通俗易懂，力求理论与实际相结合，既有对多种方法的全面介绍，又有对典型方法的详尽案例剖析，非常适合广大计算机用户参考。对高等院校教育技术学专业的本科生来说，本书可以作为教育软件工程课程的教材，加上配套的教学课件，便于相关教师教学使用。

作为国内第一本《教育软件工程》，其内容必然有需要完善之处。编者深受中国科学院院士张景中先生主持策划的Z+Z智能教育平台及相关思想的启发和影响，其为本书的编写奠定了坚实的基础，在本书策划及编写过程中，北京师范大学教育学部黄荣怀教授提出了许多宝贵的意见，此外，本书编写过程中还得到了首都师范大学数字化学习实验室的刘静、吴淑苹、刘敏、安素芳、李珍珍等学生的大力支持，在此表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，书中难免存在不当之处，敬请广大读者不吝赐教，在此诚邀各位同仁共同推动我国教育软件工程的实践与研究工作！

第1章  软件工程概述 1

1.1  软件工程 2

1.1.1  软件工程的发展简史 2

1.1.2  软件工程的概念 5

1.2  软件开发模型 9

1.2.1  软件生命周期 9

1.2.2  软件生命周期模型 11

1.3  软件开发方法 17

1.3.1  面向过程的开发方法 17

1.3.2  面向对象的开发方法 18

1.3.3  Parnas方法 18

1.3.4  面向数据结构的软件开发方法 18

1.3.5  面向问题的分析法 19

1.3.6  原型化方法 19

1.3.7  可视化开发方法 20

1.3.8  面向方面的软件开发方法 20

1.3.9  极限编程 21

1.4  软件开发新技术 21

1.4.1  多层体系结构 21

1.4.2  中间件 22

1.4.3  统一建模语言UML 22

1.4.4  平台无关 23

1.4.5  Web Service与SOA 23

1.4.6  J2EE、.NET与MVC 24

1.4.7  网格与云计算 24

1.4.8  标准化 24

1.4.9  软件即服务（SaaS） 25

1.4.10  软件外包服务 26

1.5  教育软件工程简介 26

1.5.1  教育软件开发过程 26

1.5.2  什么是教育软件工程 27

思考与练习 28

参考文献 28

第2章  软件需求分析 29

2.1  软件需求分析概述 30

2.1.1  需求分析的任务 30

2.1.2  需求分析的步骤 31

2.2  需求分析的方法 32

2.2.1  需求获取方法 33

2.2.2  快速原型法在需求分析中的应用 33

2.2.3  教育软件的需求分析 34

2.3  软件需求获取工具 35

2.3.1  实体-联系模型 35

2.3.2  数据流图 35

2.3.3  用例图 36

2.3.4  活动图 37

2.4  软件需求规格说明书 38

思考与练习 47

参考文献 47

第3章  软件设计 48

3.1  模块和模块化 49

3.1.1  模块与模块化 49

3.1.2  模块分割方法 50

3.1.3  模块设计规则 50

3.2  概要设计 52

3.2.1  概要设计的任务 52

3.2.2  概要设计过程 52

3.2.3  概要设计的原则 53

3.2.4  教育软件的概要设计 56

3.3  详细设计 57

3.3.1  详细设计概述 57

3.3.2  详细设计方法 57

3.4  教育软件建设规范 59

3.4.1  SCORM 60

3.4.2  CELTS 61

3.5  软件设计文档 62

3.5.1  概要设计说明书 62

3.5.2  详细设计说明书 63

思考与练习 65

参考文献 65

第4章  软件实现 66

4.1  软件设计语言 67

4.1.1  软件设计语言的分类 67

4.1.2  软件设计语言的选择 68

4.2  软件实现技术 69

4.2.1  软件实现的原则 69

4.2.2  软件编码技术 69

4.2.3  常见编码规范 70

4.2.4  界面实现方法 74

思考与练习 76

参考文献 76

第5章  软件测评 77

5.1  软件测试的基础 78

5.1.1  软件测试概念 78

5.1.2  软件测试目的与原则 78

5.1.3  软件测试过程模型 80

5.2  软件测试策略 82

5.2.1  单元测试 83

5.2.2  集成测试 85

5.2.3  验收测试 89

5.2.4  系统测试 91

5.3  软件测试方法 92

5.3.1  白盒测试 92

5.3.2  黑盒测试 98

5.4  软件质量评价技术 102

5.5  软件质量评价方法 102

5.5.1  质量评价的主要任务 103

5.5.2  质量评价过程 103

5.5.3  质量评价方法 104

5.5.4  教育软件质量评价方法 106

5.6  软件测试与质量评价文档 107

5.6.1  软件测试报告 107

5.6.2  软件质量评价报告 110

5.6.3  软件质量审查清单 111

5.6.4  软件质量评审表 112

思考与练习 112

参考文献 112

第6章  软件维护管理 113

6.1  软件维护过程及其模型 114

6.1.1  维护组织 114

6.1.2  维护报告 114

6.1.3  软件维护过程模型 115

6.1.4  软件维护工作流程 116

6.1.5  评价维护活动 117

6.2  软件的可维护性及其度量 118

6.2.1  影响可维护性的因素 118

6.2.2  软件可维护性的度量 118

6.3  软件维护文档 120

6.4  用户培训 120

思考与练习 121

参考文献 121

第7章  教育软件工程 122

7.1  教育软件的概述 123

7.2  教育软件的教学过程 125

7.2.1  备课预习阶段 126

7.2.2  新知教学阶段 126

7.2.3  练习评估阶段 127

7.3  教育软件学习属性特征 127

7.3.1  内容选择 128

7.3.2  架构设计 128

7.3.3  交互操作 129

7.3.4  情境构建 130

7.4  教育软件生命周期 130

7.4.1  需求分析阶段 130

7.4.2  设计阶段 130

7.4.3  实现阶段 131

7.4.4  测评阶段 131

7.4.5  维护管理阶段 131

7.5  教育软件开发模型 132

7.5.1  教育软件瀑布模型 132

7.5.2  教育软件快速原型模型 133

7.6  教育软件开发过程 134

7.7  教育软件测评 135

7.7.1  教育软件评价指标体系 135

7.7.2  教育软件应用质量评价过程 138

7.7.3  教育软件可用性测评 141

7.7.4  教育软件可用性分析过程 143

7.7.5  教育软件充分性测试 147

7.7.6  教育软件内容定义引用测试 148

7.7.7  教育软件情境过程测试 150

7.7.8  教育软件协作主题演化测试 151

思考与练习 152

参考文献 152

第8章  网络教育资源开发 154

8.1  网络教育资源概述 155

8.1.1  网络教育资源 155

8.1.2  网络教育资源的分类和作用 156

8.1.3  网络教育资源的标准 156

8.2  网络教育资源需求分析 157

8.2.1  学习者分析 157

8.2.2  学习内容分析 158

8.2.3  学习策略分析 161

8.3  网络教育资源设计 163

8.3.1  设计原则 163

8.3.2  设计目标 164

8.3.3  教学设计 165

8.3.4  课程设计 166

8.3.5  学习环境的设计 166

8.3.6  教学媒体和策略设计 167

8.4  网络教育资源实现 172

8.4.1  网络教育资源开发技术 172

8.4.2  网络教育素材资源的开发 179

8.5  网络教育资源测评 195

8.5.1  网络教育资源测评概述 196

8.5.2  网络教育资源测评的过程 197

8.5.3  网络教育资源测评方法 198

8.5.4  网络教育资源测评指标体系 199

8.5.5  网络课程测试与评价 202

8.6  网络教育资源维护管理 208

8.6.1  网络教育资源的维护 208

8.6.2  网络课程的管理 210

8.7  网络教育资源开发案例 211

8.7.1  案例一：《教师同步课堂培训》网络课程 211

8.7.2  案例二：《电影放映技术模拟训练系统》多媒体课件 215

思考与练习 221

参考文献 221

第9章  网络教学平台开发 222

9.1  网络教学平台概述 223

9.1.1  网络教学平台的组成 223

9.1.2  网络教学平台的特征 224

9.1.3  网络教学平台的常用功能 225

9.2  网络教学平台需求分析 225

9.2.1  网络教学平台的功能需求 226

9.2.2  网络教学平台的性能需求 226

9.2.3  网络教学平台的教学需求 227

9.3  网络教学平台设计 228

9.3.1  网络教学平台的设计原则 228

9.3.2  网络教学平台的功能设计 229

9.3.3  网络教学平台的学习策略设计 230

9.3.4  网络教学平台的SCORM标准应用 231

9.4  网络教学平台实现 232

9.4.1  网络教学平台的环境设置 232

9.4.2  网络教学平台的选择与创建 233

9.4.3  网络教学平台的功能配置与开发 233

9.4.4  网络教学平台的权限管理 234

9.5  网络教学平台测评 235

9.5.1  网络教学平台的测试 235

9.5.2  网络教学平台的评价 239

9.6  网络教学平台维护管理 242

9.6.1  网络教学平台的用户管理 242

9.6.2  网络教学平台的资源管理 243

9.6.3  网络教学平台的后台管理 244

9.6.4  网络教学平台的组织管理 245

9.7  网络教学平台开发案例 246

9.7.1  案例一：教师同步课堂培训网络教学平台 246

9.7.2  案例二：优质学校网络平台 254

思考与练习 264

参考文献 264

第10章  教育管理信息系统开发 266

10.1  教育管理信息系统概述 267

10.1.1  教育管理信息系统概念 267

10.1.2  教育管理信息系统的分类 269

10.1.3  教育管理信息系统的系统架构 271

10.2  教育管理信息系统需求分析 272

10.2.1  用户业务需求分析 272

10.2.2  系统性能需求分析 273

10.2.3  服务管理需求分析 274

10.3  教育管理信息系统设计 276

10.3.1  系统设计概述 276

10.3.2  系统运行环境设计 276

10.3.3  系统结构设计 277

10.3.4  数据库设计 278

10.3.5  用户界面设计 279

10.4  教育管理信息系统实现 280

10.4.1  系统实现的原则 280

10.4.2  系统实现工具的选择 281

10.4.3  系统实现的架构和平台 282

10.5  教育管理信息系统测评 283

10.5.1  系统测试 283

10.5.2  系统评价 285

10.6  教育管理信息系统维护管理 288

10.6.1  人员管理 288

10.6.2  文档管理 289

10.6.3  系统维护管理 289

10.6.4  使用者培训管理 291

10.7  教育管理信息系统开发案例 292

10.7.1  案例一：基础教育网络视频课程平台 292

10.7.2  案例二：普通高校教学管理信息系统 296

思考与练习 299

参考文献 299

附录A  教育软件工程常用平台工具汇总 300

无

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