基于翻轉(zhuǎn)課堂的《軟件工程》課程教學改革

沈桂芳，劉 運

（安徽新華學院信息工程學院，安徽合肥230088）

基于翻轉(zhuǎn)課堂的《軟件工程》課程教學改革

沈桂芳，劉 運

（安徽新華學院信息工程學院，安徽合肥230088）

基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學方式，采用CDIO工程教育教學模式理念，以“USDM軟件”為軟件工程教學平臺，闡述了《軟件工程》課程教學和考核方式改革的探索與實踐。實踐證明，這是一種可行且行之有效的教學與考核模式改革，充分體現(xiàn)了應用型人才培養(yǎng)的宗旨。

CDIO；翻轉(zhuǎn)課堂；軟件工程；應用型人才培養(yǎng)

《軟件工程》課程是一門實用性很強的專業(yè)核心課程，自2008年以來，針對安徽新華學院計算機科學技術(shù)專業(yè)、信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)、計算機科學技術(shù)特色專業(yè)等本?？茖W生開設(shè)，是學生進行生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后從事軟件開發(fā)工作的重要基礎(chǔ)課程。

隨著軟件企業(yè)對畢業(yè)生專業(yè)知識和實踐能力要求的不斷提高，原有的教學內(nèi)容和教學模式已經(jīng)不能適應新形勢下企業(yè)對學生培養(yǎng)的要求，需要及時進行教學改革，以企業(yè)實踐模式為導向，以CDIO（構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運行(Operate)）[1]工程教育教學模式理念和方法為基礎(chǔ)，以翻轉(zhuǎn)課堂為教學方式，進一步培養(yǎng)學生的軟件工程實踐能力。

1 教學改革基礎(chǔ)

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂（Inverted Classroom）[2]是一種新型的教學模式，即用學生在家里看教學視頻來代替教師的課堂講解，在課堂上，學生主要把精力放在完成練習以及與教師、同學的交流上。這種做法顛倒了傳統(tǒng)學校“課上老師講授，課后完成作業(yè)”的教學模式?，F(xiàn)如今，翻轉(zhuǎn)課堂已發(fā)展成一種在北美甚至全世界廣泛采用的新型教學模式。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式具有以下特點：（1）需要先進的信息技術(shù)作支持；（2）以學生為中心，可以充分調(diào)動學生的學習積極性；（3）增加了師生、學生間的互動。

1.2 USDM統(tǒng)一軟件開發(fā)管理平臺

目前，安徽新華學院正處于“應用型本科高?！苯ㄔO(shè)階段。2013年9月，信息工程學院軟件工程實驗室購置了一套常州伍杰軟件有限公司開發(fā)的“統(tǒng)一軟件開發(fā)管理平臺”（Unified Software Data Management，USDM）及若干套案例庫，為《軟件工程》翻轉(zhuǎn)課堂的教學改革提供了強有力的支撐。

USDM統(tǒng)一軟件開發(fā)管理平臺是基于CMM& CMMI研發(fā)的覆蓋軟件開發(fā)全過程的管理軟件，是一套集“項目管理”、“配置管理”、“需求分析與需求管理”、“軟件設(shè)計”、“軟件測試”等各個階段管理工具為一體的軟件工程輔助工具（如圖1、2）。該平臺非常適合于軟件項目的開發(fā)管理和軟件工程課程群的教學，因此，作者利用該平臺以及嵌入到該平臺的軟件開發(fā)項目案例，將《軟件工程》的理論和實踐內(nèi)容分割成一個個知識塊，作為翻轉(zhuǎn)課堂的微課程基礎(chǔ)，對《軟件工程》的教學進行改革和實踐。

圖1 USDM平臺的SDM中心

圖2 UDSM平臺主要功能

2 基于翻轉(zhuǎn)課堂的《軟件工程》教學改革

2.1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學方式和教學內(nèi)容改革

通過調(diào)研和教學團隊的討論研究，作者根據(jù)應用型本科院校學生軟件開發(fā)實踐能力的要求[3]，確定了《軟件工程》課程的理論和實踐教學體系建設(shè)框架和具體實施內(nèi)容。理論教學內(nèi)容涵蓋了“結(jié)構(gòu)化軟件工程方法學”和“面向?qū)ο筌浖こ谭椒▽W”兩大塊；實踐教學內(nèi)容涵蓋了“配置管理與項目計劃制定”、“需求分析”、“系統(tǒng)設(shè)計”、“開發(fā)”（結(jié)合學時數(shù)，可選）、“測試”五大塊。在教學過程中，采用項目案例驅(qū)動式教學，加大實踐教學的力度，以實踐教學鞏固理論教學。在教學方式上，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，以學生為教學主體，注重學生團隊協(xié)作能力、溝通能力和個人解決問題能力的培養(yǎng)（如圖3）。

圖3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學過程圖

首先，對學生進行分組（5～6名同學為一組），教學過程中無論是理論課還是實踐課，都以小組為單位，從而鍛煉學生的團隊協(xié)作能力。每個組的組長可以每月輪換一次，旨在讓學生擔任項目組的不同角色。

其次，在小組實踐過程中，注重學生溝通能力的培養(yǎng)。要求小組對會議、聊天、郵件等進行記錄，作為一項評價依據(jù)。每個小組成員既有明確的角色分工，又有相互的合作。其中，團隊角色由“項目經(jīng)理”、“配置管理員”、“需求分析人員”、“系統(tǒng)設(shè)計人員”、“編程人員”、“測試人員”組成。授課教師以具體案例為引導，指導學生完成軟件工程項目開發(fā)各個環(huán)節(jié)的實踐活動。軟件開發(fā)生命周期的各個階段都要求產(chǎn)生相應的文檔，并開展評審活動。課程結(jié)束后，以小組為單位提交成員分工合作完成的每一次實驗報告。

《軟件工程》教學改革的特點集中體現(xiàn)在兩個方面。

（1）啟發(fā)引導式案例驅(qū)動教學

基于 USDM平臺的企業(yè)軟件開發(fā)案例庫的真實案例，可以充分激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，幫助學生按照軟件開發(fā)生命周期各階段的任務(wù)來對照理解案例，為學生應用能力的提高提供了前提和保證。

（2）以學生為主體組織教學活動的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式

課前，作者要求各小組學生對案例庫中的案例作軟件開發(fā)前期準備；課堂上，教師組織學生進行案例分析和討論。通過這種教學模式可以培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和溝通表達的能力，同時還提高了學生的實踐能力。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式不同于傳統(tǒng)的教學模式。首先，它顛覆了傳統(tǒng)的教學理念。翻轉(zhuǎn)課堂強調(diào)課堂上學生協(xié)作學習，教師進行有針對性和個性化的指導，從而為“以學生為中心”的教學活動提供了保障，達到了因材施教的目的。其次，它顛覆了傳統(tǒng)的教學流程。該模式要求學生課前預習、學習新知識，課堂教學則采用小組協(xié)作學習和教師答疑的方式進行，以幫助學生們掌握課前自學的知識。

2.2 課程考核內(nèi)容和方式的改革

作者對傳統(tǒng)的考核方式進行了改革。制定了如表1的小組考核卡。

表1 《軟件工程》課程小組考核卡

實踐過程參照企業(yè)軟件開發(fā)項目的模式進行，重點放在軟件開發(fā)過程的規(guī)范性指導，同時模擬真實的軟件開發(fā)過程，階段性地變更軟件需求，以考查各小組對需求變更的適應能力?？己俗⒅匚臋n的規(guī)范性和階段評審的必要性，注重組內(nèi)的交流與協(xié)作。

根據(jù)《軟件工程》課程的教學目標和特點，可以采取以下幾種考核方式。

（1）針對理論知識，作者采用了分組撰寫軟件工程小論文并進行答辯的考核模式。

首先，各小組學生選擇不同的論文題目，然后根據(jù)所學的專業(yè)知識，撰寫軟件工程小論文。論文完成后，由小組中的某個成員宣讀論文，其他小組的學生和授課教師負責提問，答辯則由本小組的其余成員來完成。

（2）針對實踐環(huán)節(jié)，作者采用了驗收、實踐過程評價、答辯相結(jié)合的考核模式。

教師階段性地督促組長，組長充分與組員溝通、協(xié)作，以保證每個小組按時按質(zhì)按量地完成計劃任務(wù)。任務(wù)完成后各小組匯報任務(wù)完成情況，并提交相應的階段報告文檔。教師可以從技術(shù)、過程管理與開發(fā)成果等多個方面來評價學生。

在課程結(jié)束前，各項目小組匯報本組任務(wù)的完成情況。要求各小組提前制作好PPT，在限定的時間內(nèi)由各小組的一兩名成員進行匯報，該小組的其他成員負責答辯。

通過這種教學評價模式，培養(yǎng)了學生溝通、協(xié)作的能力，讓學生深刻體會到團隊合作在軟件開發(fā)中的重要性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高了學生的職業(yè)素養(yǎng)。

3 結(jié)束語

實施教學改革后，學生對《軟件工程》的教學給予了較高的評價。學生反映：雖然該課程比較枯燥，但老師的講解和教學方式很好，能學到很多書本上沒有的軟件開發(fā)企業(yè)級知識，很受啟發(fā)。

課程結(jié)束后學生對本課程提出了兩點建議。一是希望教師能夠加大參與學生小組匯報、研討的力度，并有針對性地予以點評和鼓勵；二是由于受實驗室網(wǎng)速的限制，USDM平臺暫時還不能在寢室里用學生的個人電腦訪問，希望學校能夠進一步開放USDM平臺的訪問范圍，充分利用USDM平臺來提高學生學習和實踐的效果。

改革后的教學模式受到了學生的歡迎，調(diào)動了學生的學習積極性，提高了學生的學習興趣，對其他課程的學習、實訓、畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)起到了知識鋪墊和能力培養(yǎng)的作用。

[1]肖來元,陳傳波,吳濤,等.基于CDIO模式的軟件人才工程實踐能力成熟度模型[J].計算機教育,2010,(11):132-136.

[2]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志,2014,(1):96-104.

[3]張小川.軟件工程專業(yè)學生實踐能力培養(yǎng)體系[J].計算機教育,2013,(16):1-8.

（責任編輯：朱彬）

Teaching Reform of"Software Engineering"course Based on Inverted Classroom

SHEN Gui-fang,Liu Yun
(School of Information and Engineering,Anhui Xinhua University,Hefei 230088,China)

In this paper,it expounds the way of exploration and practice of teaching and examination mode of software engineering curriculum based on inverted classroom,with the deep understanding of CDIO engineering education teaching concept and method,and choosing the"USDM software"for software engineering development and teaching platform.It has been proved by teaching practice that it is a feasible and effective teaching and examination mode reform,and it embodies the applied talents training objectives fully.

CDIO;Inverted Classroom;Software engineering;applied talents training

G642

A

1009-3583（2015）-0131-03

2015-04-15

資助基金：安徽省教育廳教研重點項目（2014jyxm407）；校級質(zhì)量工程項目（2012jgkcx05）

沈桂芳，女，安徽池州人，安徽新華學院信息工程學院講師，碩士。研究方向：軟件工程、Web服務(wù)組合及測試研究。