項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

趙怡

摘要：針對(duì)“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程在教學(xué)中存在的問題，分析基于建構(gòu)主義的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)認(rèn)知理論，結(jié)合課程的培養(yǎng)目標(biāo)，將歸納式的基于項(xiàng)目的教學(xué)方法應(yīng)用于課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，提出在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的具體改革措施。關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；建構(gòu)主義；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

0、引言

“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”是軟件工程專業(yè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。該課程是軟件工程等課程的先修課程，同時(shí)又是進(jìn)行軟件開發(fā)的直接工具，是把所學(xué)的專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的橋梁，是學(xué)生就業(yè)專業(yè)知識(shí)的關(guān)鍵技術(shù)，所以該課程在整個(gè)教學(xué)體系中占據(jù)非常重要的地位。目前該課程在教學(xué)中仍普遍采用傳統(tǒng)的以語法講授為主線的課堂教學(xué)模式，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動(dòng)性和積極性不高，缺乏知識(shí)運(yùn)用和解決實(shí)際問題的能力，教學(xué)效果也不理想。針對(duì)目前“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程教學(xué)中存在的問題，課程組將基于項(xiàng)目的教學(xué)方法應(yīng)用于該課程的教學(xué)實(shí)踐，并取得了初步成效。筆者從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)組織和教學(xué)評(píng)價(jià)等幾個(gè)方面介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革中的應(yīng)用，并希望可以與工作在教學(xué)改革第一線的教學(xué)同行進(jìn)行交流和探討。

1、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的理論基礎(chǔ)與認(rèn)知研究

1.1 目前課程教學(xué)中存在的問題

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（OOP）是一種全新的程序設(shè)計(jì)思想。但目前該課程大都以演繹的方式來教授，教學(xué)中存在重語言介紹、輕對(duì)象思想和方法傳授的情況，即在教學(xué)內(nèi)容的組織上是以特定的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言結(jié)構(gòu)組織的，從基本語言要素、語法和語句結(jié)構(gòu)組織，然后再舉一些例子說明這些語句的應(yīng)用，而這些例子都是一些語言語法層面上的簡(jiǎn)單應(yīng)用，很少涉及實(shí)際問題的解決。這種教學(xué)方式不僅不利于學(xué)生領(lǐng)會(huì)和理解面向?qū)ο蟮乃枷牒头椒ǎ焕谂囵B(yǎng)學(xué)生使用面向?qū)ο蠓椒ń鉀Q實(shí)際問題能力。

1.2 建構(gòu)主義

工程與科學(xué)教學(xué)中主要采用的演繹式教學(xué)法將課程或知識(shí)點(diǎn)作為學(xué)科內(nèi)一個(gè)自成系統(tǒng)的知識(shí)體系來處理。教師按照從一般原理到數(shù)學(xué)模型再到模型應(yīng)用這樣的方式進(jìn)行教學(xué)，很少會(huì)提到為什么要這樣做，以及這樣的模型可以用來解決什么實(shí)際問題，學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)這些東西等，而學(xué)生的任務(wù)就是被動(dòng)地吸收這些知識(shí)。

在教育心理學(xué)中有一個(gè)公認(rèn)的準(zhǔn)則，就是只有當(dāng)人們清楚地意識(shí)到有必要去了解某個(gè)事物時(shí)，他才會(huì)最為強(qiáng)烈地去主動(dòng)學(xué)習(xí)。如果只是告訴學(xué)生某項(xiàng)知識(shí)或技能在日后會(huì)用得到，并不能起到有效的激勵(lì)作用。

與傳統(tǒng)教育模式不同的建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)是將新的信息納入到自己已有的認(rèn)知框架中。因此，教育應(yīng)該從學(xué)生可能熟悉的內(nèi)容與經(jīng)歷出發(fā)，與學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)，并與其他知識(shí)領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)，而不應(yīng)是抽象的或獨(dú)立的。教育者要?jiǎng)?chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)生自行建構(gòu)知識(shí)，并從實(shí)踐經(jīng)歷中獲得證據(jù)來修正自己的知識(shí)建構(gòu)。

建構(gòu)主義支持歸納式的教學(xué)，即教學(xué)不是從一般原理到應(yīng)用，而是首先從具體事物出發(fā)，提出一個(gè)有待解決的實(shí)際問題；然后教師在學(xué)生解決問題的過程中向?qū)W生提供所需的信息，幫助學(xué)生把握事實(shí)、了解規(guī)則、知道程序、明白原理。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)也是歸納式教學(xué)的一種。

1.3 認(rèn)知研究

心理學(xué)與神經(jīng)學(xué)方面的研究對(duì)歸納式的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支持。

布蘭斯福德（Bmnsf-ord）等人在文獻(xiàn)中指出：“凡是新的學(xué)習(xí)都涉及先前學(xué)習(xí)所得信息的轉(zhuǎn)移”，即學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受程度受已有知識(shí)的影響是很強(qiáng)的。如果新知識(shí)與學(xué)生已有知識(shí)或認(rèn)知有聯(lián)系或一致的話，學(xué)生學(xué)習(xí)起來較容易。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)是在學(xué)生能聯(lián)系起來的情景、問題或應(yīng)用的背景下提出新的知識(shí)。因此，這樣的教學(xué)內(nèi)容能夠與學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，是有易于學(xué)生接受的。

學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)會(huì)影響到學(xué)生愿意投入學(xué)習(xí)的時(shí)間的多少。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的東西有用，而且能夠用來做一些對(duì)別人有影響的事情的話，學(xué)習(xí)就會(huì)更有積極性。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)通過與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的項(xiàng)目來提供一門課程的教學(xué)內(nèi)容與技能。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠親身體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性。因此，這樣的教學(xué)方法能夠大大增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

此外，如果教學(xué)環(huán)境與實(shí)際工作環(huán)境相似，學(xué)生在日后就能夠很容易地將課程所學(xué)得的知識(shí)與技能移用到實(shí)際工作場(chǎng)景中。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)圍繞真實(shí)的項(xiàng)目來組織教學(xué)，因此有助于彌補(bǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境與實(shí)際工作環(huán)境兩者之間的不一致，從而有利于學(xué)生將所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際工作中去。

綜上所述，把項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)應(yīng)用于“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)中，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，改善教學(xué)效果，并有利于學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

2、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的應(yīng)用

課程組將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式應(yīng)用于“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)過程中，教學(xué)以項(xiàng)目為核心，學(xué)生為主體。教師在教學(xué)中起主導(dǎo)作用，將軟件工程化思想融入到教學(xué)內(nèi)容中，以軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期作為課程內(nèi)容的主框架，教學(xué)內(nèi)容包括若干個(gè)不同層次的軟件項(xiàng)目，通過項(xiàng)目引出知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在課程教學(xué)中的應(yīng)用激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和分析思考，提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

下面從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)組織和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面介紹將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)應(yīng)用于“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程改革的具體做法。

2.1 基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容改革

課程組通過選用國(guó)外原版經(jīng)典教材，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)教學(xué)理念，依據(jù)課程教學(xué)大綱，以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以學(xué)生為教學(xué)主體，以項(xiàng)目為中心，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、序化，構(gòu)建了模塊化課程結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)將課程內(nèi)容劃分為4個(gè)模塊：語言基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法理論和開發(fā)應(yīng)用，并細(xì)化每個(gè)模塊的知識(shí)點(diǎn)和職業(yè)素質(zhì)、技能和能力培養(yǎng)的要求，突出面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法理論和開發(fā)應(yīng)用，著重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力。

在上述4個(gè)教學(xué)模塊中，教學(xué)內(nèi)容是按項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的。在講授課程內(nèi)容時(shí)直接從面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)入手，將語言基礎(chǔ)的知識(shí)分散到其他模塊中進(jìn)行講解。在2、3、4級(jí)模塊中，通過項(xiàng)目來詳細(xì)展示每個(gè)單元的重要理論和概念，所涉及的語法知識(shí)會(huì)隨著解決問題的需要而引入。基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的2、3、4級(jí)模塊所包含的項(xiàng)目如圖2所示。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵在于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與選取。教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與選取遵循有的放矢、與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的原則。同時(shí)項(xiàng)目的難易程度要以不將學(xué)生逼到其“最近發(fā)展區(qū)（Zone ofProximal development）”之外為原則，即選擇的項(xiàng)目要比學(xué)生可以獨(dú)立完成的項(xiàng)目難一些，但是在教師指導(dǎo)下或與其他學(xué)生合作能夠完成。

2.2 基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法改革

根據(jù)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的工程性特點(diǎn)，“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)靈活地運(yùn)用了“基于項(xiàng)目的教學(xué)方法”，突出了“理論教學(xué)構(gòu)筑學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)踐教學(xué)構(gòu)筑學(xué)生的職業(yè)技能結(jié)構(gòu)”的教學(xué)原則，并將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本原理、軟件編程的基本規(guī)范和軟件設(shè)計(jì)建模的教學(xué)完全地融合在一起。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)法相比，有很大的區(qū)別，主要表現(xiàn)在改變了傳統(tǒng)的3個(gè)中心，將以“教師”為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)生”為中心，以“知識(shí)體系”為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，以“理論講解”為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目實(shí)踐”為中心。在教學(xué)過程中，學(xué)生可以參與軟件產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行，這給學(xué)生創(chuàng)造了感知軟件、動(dòng)手實(shí)踐、分析思考的機(jī)會(huì)。通過解決問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，基本的工程素質(zhì)和能力得到了培養(yǎng)。“基于項(xiàng)目的教學(xué)方法”目的在于創(chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)生通過親自參與，自行構(gòu)建知識(shí)，而不是簡(jiǎn)單地接受教師的詮釋。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)和考核方法改革

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)重在知識(shí)的應(yīng)用與集成，因此教學(xué)的考核與評(píng)價(jià)要強(qiáng)調(diào)對(duì)概念的理解，重視對(duì)知識(shí)、技能學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)，關(guān)注實(shí)踐環(huán)節(jié)及工程應(yīng)用能力，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行多視角、多方位的綜合測(cè)評(píng)，力求知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和考核評(píng)價(jià)的客觀與公正。課程組將考試形式由筆試改為機(jī)試，并增加課程設(shè)計(jì)考核環(huán)節(jié)。學(xué)生最終成績(jī)的評(píng)定方法是：機(jī)試占20%，日常表現(xiàn)（出勤率、作業(yè)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)）占20%，自我評(píng)價(jià)與同學(xué)生評(píng)價(jià)占10%，項(xiàng)目設(shè)計(jì)和參與程度占20%，答辯情況占20%，撰寫論文或報(bào)告占10%?？己诵问降母母飼?huì)引導(dǎo)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中注重編程能力和解決問題能力的培養(yǎng)。

3、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在教學(xué)中的應(yīng)用效果與評(píng)價(jià)

從2009～2010學(xué)年的第一學(xué)期開始，課程組將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”的課程教學(xué)中。通過與傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行對(duì)比，我們得出以下兩方面的結(jié)論。

3.1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)對(duì)教學(xué)產(chǎn)生的正面效果

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)增進(jìn)了學(xué)生在概念理解方面的思維能力，增強(qiáng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)的責(zé)任心，改善了學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生之間的互動(dòng)關(guān)系，在學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力培養(yǎng)方面起到積極的作用，特別是對(duì)于那些學(xué)習(xí)風(fēng)格不適于傳統(tǒng)課堂授課的學(xué)生的教學(xué)效果特別好。

3.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)在應(yīng)用中存在的問題

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)并不是一種很容易開展的教學(xué)。從教師方面而言，該方法要求教師對(duì)課程知識(shí)的把握程度要深，要有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能夠根據(jù)教學(xué)情況隨機(jī)應(yīng)變。就學(xué)生方面而言，基于項(xiàng)目的教學(xué)方法要求學(xué)生對(duì)自身的學(xué)習(xí)負(fù)有更多的責(zé)任。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，各種項(xiàng)目管理與人際沖突等問題還會(huì)出現(xiàn)，這些都是學(xué)生所不習(xí)慣的，同時(shí)也對(duì)教師的教學(xué)組織能力提出了更高的要求。因此，有些教師和學(xué)生在一開始會(huì)對(duì)它感到不適應(yīng)，在學(xué)習(xí)過程中也會(huì)出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象。此外，如文獻(xiàn)中所描述的，基于項(xiàng)目的教學(xué)容易產(chǎn)生內(nèi)容知識(shí)方面的空白，忽視和遺漏一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，從而影響學(xué)生今后對(duì)一些重要內(nèi)容的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

4、結(jié)語

通過對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)在“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的研究與應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)該方法與課程的培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)，能夠改善該課程的教學(xué)效果，有利于學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)與技能的培養(yǎng)；因此該方法是值得采用和推廣的。對(duì)于該方法在。教學(xué)中遇到的問題和負(fù)面效果，教師應(yīng)該清楚其潛在的誤區(qū)，并有意識(shí)地在教學(xué)中采用適當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q存在的問題或彌補(bǔ)教學(xué)中的空白，這樣才能使項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)發(fā)揮更大的作用。