《UML面向?qū)ο蠓治觥⒔Ｅc設(shè)計》課程教學(xué)大綱課程代碼：課程名稱：UML面向?qū)ο蠓治?、建模與設(shè)計/UMLObject-orientedAnalysis,ModelingandDesign開課學(xué)期：學(xué)分/學(xué)時：3/32+16課程類型：必修適用專業(yè)/開課對象：先修課程：開課單位：團隊負責(zé)人：責(zé)任教授：執(zhí)筆人：核準院長：一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)《UML面向?qū)ο蠓治?、建模與設(shè)計》是軟件工程專業(yè)中一門綜合性很強的基礎(chǔ)課程，主要內(nèi)容包括軟件工程與面向?qū)ο蠓椒?、UML的定義和背景、UML基礎(chǔ)（UML構(gòu)造塊、UML通用機制、UML“4+1”架構(gòu)、UML建模工具）、UML系統(tǒng)動態(tài)建模（用例圖、活動圖、狀態(tài)機圖、順序圖、協(xié)作圖）、類圖、對象圖、包圖、組件圖、部署圖、統(tǒng)一軟件開發(fā)過程、UML具體實例等。本課程的目的與任務(wù)是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，從UML的基本概念入手，由淺入深地認識和學(xué)習(xí)軟件工程核心要素，以體系化、工程化的方法思考軟件工程過程。本課程除要求學(xué)生掌握UML的圖示語法和語義，重點要求學(xué)生掌握設(shè)計軟件的邏輯能力以及對軟件內(nèi)部各種組織結(jié)構(gòu)的表達能力，掌握對事物的抽象能力和建模的基本思想，為更深入地學(xué)習(xí)和今后的實踐打下良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)基本要求1.課程安排以及軟件工程與面向?qū)ο蠓椒ǎ?學(xué)時）講述此課程的教學(xué)安排和考核方式。了解軟件工程的概念和歷史，了解軟件工程的目標和原則；了解面向?qū)ο蠓椒ǖ母拍詈蜌v史，了解面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點。教學(xué)重點：課程的教學(xué)安排和考核方式；面向?qū)ο蟾拍畹睦斫饨虒W(xué)難點：面向?qū)ο蟾拍畹睦斫庹n程思政：通過講述軟件工程與面向?qū)ο蠓椒?，引入中國軟件工程發(fā)展歷程，簡要介紹案例“青鳥工程”。[科學(xué)探索，勇于實踐]。2.UML（1學(xué)時）了解UML的定義和歷史背景；了解UML的目標和應(yīng)用范圍；了解RationalRose。3.初識UML（1學(xué)時）掌握UML構(gòu)造塊，分別是事物、關(guān)系、圖；掌握UML通用機制；了解“4+1”架構(gòu)；了解常用的UML建模工具。教學(xué)重點：UML構(gòu)造塊；UML通用機制。教學(xué)難點：UML構(gòu)造塊；UML通用機制。課程思政：通過講述UML，引入中國目前面臨“卡脖子”的問題，簡要介紹案例“中國第一程序員”—求伯君。[工匠精神，科技報國]。4.用例圖（3學(xué)時）了解用例的概念、設(shè)計方法和注意事項理解用例圖的組成元素，分別為參與者、用例、用例圖中的關(guān)系；理解并掌握用例圖中的關(guān)系，分別為參與者間的泛化關(guān)系、參與者與用例的關(guān)聯(lián)關(guān)系、用例間的泛化關(guān)系、用例間的依賴關(guān)系；理解用例描述的概念；掌握用例說明文檔的書寫；掌握用例圖建模，分別為對系統(tǒng)的語境建模和對系統(tǒng)的需求建模；了解用例圖的使用環(huán)境。教學(xué)重點：解釋什么是用例圖，用例圖能完成的工作；通過多個用例圖的例子，讓學(xué)生有對用例圖有整體的概念。教學(xué)難點：用例的提取和用例的粒度。課程思政：通過講述用例圖，引入用例圖在需求分析階段的重要性，簡要介紹案例“抖音”。[創(chuàng)新思維，創(chuàng)新精神]。 5.類圖（3學(xué)時） 教學(xué)重點掌握類圖中所包含元素的語義及表示法；理解并掌握類圖中的關(guān)系，分別為關(guān)聯(lián)關(guān)系、泛化關(guān)系、依賴關(guān)系和實現(xiàn)關(guān)系；了解類的高級概念，包括抽象類、模板類、關(guān)聯(lián)類、分析類；了解類圖建模技術(shù)，分別為對系統(tǒng)的詞匯建模、對簡單協(xié)作建模和對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模；了解對類圖進行正向工程和逆向工程需要遵循的策略；了解面向?qū)ο蟮脑O(shè)計原則。教學(xué)重點：類圖中的關(guān)系；類圖建模技術(shù)。教學(xué)難點：類圖中的關(guān)系；類圖建模技術(shù)。課程思政：通過講述類圖，引入軟件開發(fā)中類圖為什么很重要，簡要介紹案例“飛天云操作系統(tǒng)”。[獨具匠心，攻堅克難]；通過進一步講述類圖，引入中國自主研發(fā)的可行性，簡要介紹案例“漢字激光照排系統(tǒng)”。[奉獻精神，創(chuàng)新精神]。 6.對象圖（1學(xué)時） 理解對象圖的組成元素，分別是對象和鏈；掌握對象圖建模技術(shù)；了解使用對象圖進行逆向工程時需要遵循的策略；理解對象圖的使用要點；掌握對象圖的繪制。 7.包圖（1學(xué)時） 了解包以及包圖的概念；理解分包原則，分別為一個元素不允許在兩個包中重復(fù)出現(xiàn)，相同包內(nèi)元素不能重名，包內(nèi)元素要緊密聯(lián)系，包與包盡可能保持獨立；理解包之間的依賴關(guān)系；掌握包圖的建模技術(shù)，分別為對成組元素建模和對體系結(jié)構(gòu)視圖建模；掌握用包圖來表示模型的組織結(jié)構(gòu)的方法。教學(xué)重點：包圖的建模技術(shù)；用包圖來表示模型的組織結(jié)構(gòu)的方法。教學(xué)難點：包圖的建模技術(shù)；用包圖來表示模型的組織結(jié)構(gòu)的方法。課程思政：通過講述包圖，引入包圖的作用，簡單介紹案例“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”。[科技探索，科技成就]。 8.順序圖（2學(xué)時） 理解順序圖的主要概念；熟悉順序圖的結(jié)構(gòu)化控制以及按時間順序?qū)刂屏鹘Ｋ裱牟呗?；掌握對順序圖的繪制。教學(xué)重點：順序圖的結(jié)構(gòu)化控制以及按時間順序?qū)刂屏鹘Ｋ裱牟呗浴＝虒W(xué)難點：順序圖的結(jié)構(gòu)化控制以及按時間順序?qū)刂屏鹘Ｋ裱牟呗?。課程思政：通過講述順序圖，引入順序圖的作用，簡單介紹案例“微信”[創(chuàng)新膽量，創(chuàng)新決心]。 9.協(xié)作圖（2學(xué)時） 理解協(xié)作圖的組成元素，分別是對象、鏈和消息；理解協(xié)作圖與順序圖的區(qū)別和聯(lián)系；掌握協(xié)作圖的繪制及其具體步驟。教學(xué)重點：協(xié)作圖與順序圖的區(qū)別和聯(lián)系。教學(xué)難點：協(xié)作圖與順序圖的區(qū)別和聯(lián)系。課程思政：通過講述協(xié)作圖，引入?yún)f(xié)作圖的作用，簡單介紹案例“中國的量子通信衛(wèi)星”。[科學(xué)探索，攻堅克難] 10.狀態(tài)機圖（2學(xué)時） 掌握狀態(tài)圖的組成部分，分別為狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、事件、動作和活動；掌握狀態(tài)圖的建模技術(shù)；掌握狀態(tài)圖的繪制及其步驟。教學(xué)重點：掌握狀態(tài)圖的建模技術(shù)；掌握狀態(tài)圖的繪制及其步驟。教學(xué)難點：掌握狀態(tài)圖的建模技術(shù)。課程思政：通過講解狀態(tài)圖，引入狀態(tài)圖的作用，簡單介紹案例“語音識別技術(shù)”。[國家戰(zhàn)略，服務(wù)社會]。 11.活動圖（2學(xué)時） 掌握活動圖的基本組成元素；了解活動圖的高級組成元素，分別為分叉節(jié)點與結(jié)合節(jié)點、對象流和擴展區(qū)域；掌握活動圖建模技術(shù)，分別為對工作流建模和對操作建模；掌握活動圖的繪制。教學(xué)重點：活動圖的繪制。教學(xué)難點：活動圖建模技術(shù)。課程思政：通過講解活動圖，引入活動圖的作用，簡單介紹案例“PaddlePaddle”。[技術(shù)自強，敢為人先]。 12.組件圖（1學(xué)時） 掌握組件圖的組成元素，分別為組件、接口和端口；了解UML2規(guī)范中組件圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；掌握利用組件圖對源代碼或可執(zhí)行程序進行建模的方法。教學(xué)重點：組件圖的組成元素。教學(xué)難點：組件圖的組成元素。 13.部署圖（1學(xué)時） 掌握部署圖的組成元素，分別為節(jié)點和連接；掌握部署圖的繪制。教學(xué)重點：部署圖的組成元素。教學(xué)難點：部署圖的組成元素。課程思政：通過講解部署圖，引入部署圖的作用，簡單介紹案例“支付寶”。[社會責(zé)任，社會貢獻]。 14.統(tǒng)一軟件開發(fā)過程（2學(xué)時） 理解統(tǒng)一軟件開發(fā)過程（RUP）的概念；了解統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的二維圖表示；理解統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的四個階段；理解統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，分別為工作者、活動、制品、工作流、核心工作流；了解掌握在統(tǒng)一軟件開發(fā)過程中使用UML的一般方法。教學(xué)重點：統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的四個階段。教學(xué)難點：統(tǒng)一軟件開發(fā)過程中使用UML的一般方法。課程思政：通過講解統(tǒng)一軟件開發(fā)過程，引入使用統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的優(yōu)勢，簡單介紹案例“中國的智能機器人技術(shù)”。[攻堅克難，實干苦干]。 15.小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)（4學(xué)時） 掌握對于小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的需求分析；掌握小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的基本模型，分別為需求分析階段模型、基本動態(tài)模型；掌握對于小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)中類的設(shè)計和實現(xiàn)過程；掌握小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的組件圖和部署圖的設(shè)計。教學(xué)重點：小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計。教學(xué)難點：小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計。課程思政：通過講解小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)，引入開發(fā)小型網(wǎng)上書店系統(tǒng)的意義，簡單介紹案例“倪光南”。[淡薄名利，為國奮斗]；簡單介紹案例““釘釘”。[創(chuàng)新意識，創(chuàng)新興趣]。 16.小型二手貨交易系統(tǒng)（2學(xué)時） 理解對小型二手貨交易系統(tǒng)的需求分析；理解小型二手貨交易系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)模型的設(shè)計。教學(xué)重點：小型二手貨交易系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計。教學(xué)難點：小型二手貨交易系統(tǒng)的設(shè)計。課程思政：通過講解小型二手貨交易系統(tǒng)，引入開發(fā)小型二手貨交易系統(tǒng)的意義，簡單介紹案例“鴻蒙操作系統(tǒng)”。[家國情懷，敢為人先]。 17.汽車服務(wù)管理系統(tǒng)（2學(xué)時） 理解對汽車服務(wù)管理系統(tǒng)的需求分析；理解汽車服務(wù)管理系統(tǒng)的基本模型設(shè)計，分別為需求分析階段模型、基本動態(tài)模型；理解汽車服務(wù)管理系統(tǒng)中類的設(shè)計；理解汽車服務(wù)管理系統(tǒng)的劃分與部署，主要體現(xiàn)在對系統(tǒng)的包圖和部署圖的分析和設(shè)計。教學(xué)重點：汽車服務(wù)管理系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計。教學(xué)難點：汽車服務(wù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計。課程思政：通過講解汽車服務(wù)管理系，引入開發(fā)汽車服務(wù)管理系統(tǒng)的意義，簡單介紹案例“中國的工業(yè)軟件”。[分析矛盾，發(fā)現(xiàn)問題]。 18.實驗（16學(xué)時）教學(xué)說明及教學(xué)基本要求見《UML面向?qū)ο蠓治?、建模與設(shè)計》實驗教學(xué)大綱。三、教學(xué)方法本課程教學(xué)方法以教師為主導(dǎo)的啟發(fā)式講授教學(xué)法為主，討論（提問）式教學(xué)為輔，結(jié)合課外學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。實驗以學(xué)生動手實驗為主，教師的啟發(fā)式講授教學(xué)法為輔，并結(jié)合討論（提問）式教學(xué)，以及結(jié)合課外學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。1．本課程概念較多，因此教學(xué)形式以講授方式為主。本課程擬采用多媒體PPT的教學(xué)方法，增加課堂信息，淺顯通俗地對概念、定義和原理進行解釋，增加教學(xué)的直觀性，教學(xué)過程中注意各個知識點的關(guān)聯(lián)性，以使學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容。2．對課程中關(guān)鍵性概念、設(shè)計思想方面的問題可輔以課堂討論的形式。3．為加強和落實動手能力的培養(yǎng)，每章課后應(yīng)安排作業(yè)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用。四、課內(nèi)外教學(xué)環(huán)節(jié)及基本要求本課程共32+16個學(xué)時，理論32個學(xué)時，講授16周（每周2學(xué)時）；實驗16個學(xué)時。課外學(xué)習(xí)要求：1．做好課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)時以教材為主，了解相關(guān)的概念、定義、原理。預(yù)習(xí)中認真思考，以便帶著問題主動地聽課。2．課后要復(fù)習(xí)，有余力的學(xué)生復(fù)習(xí)時還應(yīng)閱讀參考資料，認真整理課堂聽課筆記。3．要求學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)，學(xué)生課外閱讀的參考資料以本大綱所列參考資料為主。4．認真完成所布置的大作業(yè)。五、考核內(nèi)容及方式本課程成績由平時成績和期末考核成績組合而成，課程成績以百分制計算，分配比例如下：1．平時成績占30%，主要考查作業(yè)的完成程度，理論課和實驗課的出勤率，實驗課的考試結(jié)果。其中作業(yè)占10%，實驗占15%，出勤率占5%。2．期末成績占70%，采用考試的考核方式?？荚嚥捎瞄]卷形式，題型為選擇題、正確/錯誤題、填空題、簡答題，以及應(yīng)用題。六、持續(xù)改進本課程根據(jù)學(xué)生作業(yè)、課堂討論、平時考核情況和學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)等反饋，及時對教學(xué)中不足之處進行改進，并在下一輪課程教學(xué)中改進。七、建議教材及參考資料建議教材：呂云翔，趙天宇.UML面向?qū)ο蠓治?、建模與設(shè)計（第2版，微課視頻版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2025參考資料：[1]王先國，等.UML統(tǒng)一建模實用教程（第2版）（微課版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2023[2]胡荷芬，等.UML系統(tǒng)建?；A(chǔ)教程（第3版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021《UML建?；A(chǔ)》課程實驗教學(xué)大綱教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)基本要求1.熟悉Rose建模環(huán)境(2學(xué)時)（1）安裝Rose建模軟件，并對系統(tǒng)進行配置。（2）使用Rose建模軟件進行各界面的簡單操作。2.繪制用例圖(2學(xué)時)（1）使用Rose新建用例圖，添加用例圖的組成元素，如參與者、用例、用例之間的關(guān)系。（2）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”的用例圖。3.繪制類圖(2學(xué)時)（1）使用Rose新建類圖，添加類圖的組成元素，如類、類的關(guān)系。（2）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”的類圖。4.繪制對象圖和包圖(2學(xué)時)（1）使用Rose新建對象圖，添加對象圖的組成元素，如對象、鏈。（2）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”的對象圖。（3）使用Rose新建包圖，添加包圖的組成元素，如包、關(guān)系。（4）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”的包圖。5.繪制順序圖和協(xié)作圖(2學(xué)時)（1）使用Rose新建順序圖，添加順序圖的組成元素，如對象、生命線、消息。（2）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”“登錄”用例的順序圖。（3）使用Rose新建協(xié)作圖，添加協(xié)作圖的組成元素，如對象、鏈、消息。（4）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”“查詢航班”用例的協(xié)作圖。6.繪制狀態(tài)圖和活動圖(2學(xué)時)（1）使用Rose新建狀態(tài)圖，添加狀態(tài)圖的組成元素，如狀態(tài)、轉(zhuǎn)換。（2）使用Rose繪制“機票預(yù)訂系統(tǒng)”“航班”類的狀態(tài)圖。（3）使用Rose新建活動圖，添加活動圖的組成元素，如動作、活動節(jié)點、