基于案例驅(qū)動(dòng)法的軟件工程課程影響因素實(shí)證分析

韓玲玲 李曉東 劉麗丹

摘要：提出基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的軟件工程課程教學(xué)影響因素主要有案例、教師、學(xué)生、設(shè)施等4個(gè)方面，并闡述以上因素對(duì)案例驅(qū)動(dòng)法軟件工程課程教學(xué)的具體影響。

關(guān)鍵詞：案例驅(qū)動(dòng)；軟件工程；教學(xué)方法

引言

社會(huì)的發(fā)展對(duì)軟件工程師知識(shí)水平和工作效率的要求越來(lái)越高，這就要求高校不斷研究好的教學(xué)方法，以培養(yǎng)優(yōu)秀的軟件工程師人才。案例驅(qū)動(dòng)法是當(dāng)前教育領(lǐng)域較為有效的教學(xué)方法之一，已有教師將該方法引入軟件工程教學(xué)。為了確保案例驅(qū)動(dòng)法在軟件工程教學(xué)中順利實(shí)施，教師應(yīng)遵循一定的操作方案，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施中重視案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)的幾個(gè)必要因素。

1問(wèn)題提出

軟件工程學(xué)習(xí)中學(xué)生應(yīng)掌握如何應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，因此，需要與實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)方法。為了提高計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量，學(xué)者們進(jìn)行了大量研究。案例驅(qū)動(dòng)法真正以學(xué)生為主體，能夠培訓(xùn)學(xué)生的決策、解決問(wèn)題、批判性思維、分析、團(tuán)隊(duì)合作、人際交往等方面的能力。以往軟件工程課程的案例驅(qū)動(dòng)法教學(xué)一般集中在案例開(kāi)發(fā)或者案例使用，并未系統(tǒng)研究影響案例驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行軟件工程教學(xué)效果的因素有哪些。

2研究設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

2.1研究設(shè)計(jì)

第一步是理論研究。學(xué)生和教師在預(yù)先確定的學(xué)習(xí)環(huán)境中應(yīng)用案例驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行教與學(xué)。根據(jù)理論前提使用演繹推斷法分析出4個(gè)主要影響因素是案例、教師、學(xué)生和環(huán)境。

第二步是調(diào)查。調(diào)查過(guò)程分為預(yù)調(diào)查和調(diào)整后調(diào)查兩個(gè)階段。在預(yù)調(diào)查階段，我們根據(jù)概念模型提出由4個(gè)問(wèn)題組成的開(kāi)放型調(diào)查問(wèn)卷。調(diào)查的目標(biāo)是評(píng)估學(xué)生能否接受使用案例驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行軟件工程教學(xué)。

在調(diào)整后調(diào)查階段，調(diào)查目標(biāo)是進(jìn)一步確認(rèn)在軟件工程教與學(xué)中案例驅(qū)動(dòng)法的每個(gè)組成部分特征和對(duì)應(yīng)條件。.數(shù)據(jù)使用內(nèi)容分析法對(duì)兩組由不同學(xué)生組成的訪(fǎng)談進(jìn)行定性分析得出。

2.2結(jié)果分析

該研究致力于獲取基于案例驅(qū)動(dòng)法的軟件工程課程教學(xué)中的重要影響因素、相應(yīng)要素和條件。影響因素和相應(yīng)要素通過(guò)理論研究和兩次調(diào)查形成。通過(guò)兩個(gè)專(zhuān)家評(píng)審檢驗(yàn)并基于專(zhuān)家的建議，我們形成了表1中的影響因素及項(xiàng)目。

3結(jié)論與啟示

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，基于案例驅(qū)動(dòng)法的軟件工程教學(xué)主要包括4個(gè)因素，每個(gè)因素包括一組在表1中描述的具有一系列條件的要素?；诎咐?qū)動(dòng)法的軟件工程教學(xué)，可從環(huán)境、過(guò)程和結(jié)果3個(gè)方面進(jìn)行分析，如圖1所示，作為一個(gè)整體，形成基于案例驅(qū)動(dòng)法的軟件工程教學(xué)實(shí)施指南。

3.1環(huán)境

實(shí)施案例驅(qū)動(dòng)法的應(yīng)用環(huán)境包括人文環(huán)境和物理環(huán)境，其中人文環(huán)境包括教師和學(xué)生，物理環(huán)境指教學(xué)設(shè)施方面。

1）學(xué)生。

如果學(xué)生在個(gè)性、背景和角色3個(gè)方面具有以下特征，則更有利于案例驅(qū)動(dòng)法教學(xué)實(shí)施：在個(gè)性方面，自信、有上進(jìn)心、自愿參與討論、樂(lè)于表達(dá)、對(duì)案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法有興趣并能夠全身心地投入討論；在背景方面，掌握軟件工程基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)，并具有一定的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)；在角色方面，形成每組3～5人的小組，小組成員由不同性別和不同軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生構(gòu)成，由組長(zhǎng)分配任務(wù)，進(jìn)行集體研討、問(wèn)題分析，并提出解決方案，記錄討論期間的觀(guān)點(diǎn)，并將課堂討論的結(jié)論和反思增添到報(bào)告中。

2）教師。

在基于案例驅(qū)動(dòng)法的軟件工程課程教學(xué)中，教師的引導(dǎo)作用不可或缺。在個(gè)性方面，教師的課堂輕松愉快，聲音洪亮清晰、聲調(diào)恰當(dāng)，公平地評(píng)價(jià)學(xué)生，講述方法由淺入深、生動(dòng)、有吸引力，不過(guò)于嚴(yán)厲，自信；在背景方面，具有軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，理解并熟悉案例，深入理解案例主題，具備敘述和書(shū)寫(xiě)能力；在角色方面，向?qū)W生描述解釋案例，控制、引導(dǎo)、鼓勵(lì)討論，特別注意內(nèi)向?qū)W生，熟悉學(xué)生的個(gè)性特征，在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)給予引導(dǎo)并不斷提高教學(xué)技能，提供解釋、反思自己的推理和決策過(guò)程的機(jī)會(huì)，安排全員討論或陳述等。教師的準(zhǔn)備、時(shí)間的安排和評(píng)價(jià)都是影響效果的要素。

3）設(shè)施。

由3個(gè)要素組成，分別是座位安排、班級(jí)規(guī)模和教輔設(shè)備。如果班級(jí)規(guī)模太大，且座位安排不恰當(dāng)，可能導(dǎo)致案例驅(qū)動(dòng)法無(wú)效。在座位安排方面，一字型或u型面向黑板、投影或白板較合適；班級(jí)規(guī)模不宜過(guò)大，30人左右的小班授課更利于研討；在教輔設(shè)備方面，可借助投影儀、白板等設(shè)備展示教學(xué)信息。

3.2過(guò)程

這方面的條件包括環(huán)境和結(jié)果。案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程包括案例準(zhǔn)備和案例實(shí)施兩部分。案例準(zhǔn)備包括準(zhǔn)備、執(zhí)行和總結(jié)3個(gè)階段：在準(zhǔn)備階段，學(xué)生討論軟件工程問(wèn)題，分析項(xiàng)目特征，鑒別信息資源，建立已選資源一致性聯(lián)系；在執(zhí)行階段，學(xué)生收集分析數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)案例，從資源中提煉初步設(shè)計(jì)；在總結(jié)階段，學(xué)生完成設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備支持資料，通過(guò)初步研究進(jìn)行評(píng)估。案例實(shí)施包括教師和學(xué)生兩個(gè)方面，其有效性受設(shè)施影響。案例實(shí)施包括準(zhǔn)備、實(shí)施和完成3個(gè)階段：準(zhǔn)備階段，教師向?qū)W生解釋案例，學(xué)生準(zhǔn)備解決方案，學(xué)生提出初步的案例報(bào)告；在實(shí)施階段，學(xué)生介紹案例，學(xué)生和教師討論案例，教師對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)；在總結(jié)階段，學(xué)生完善報(bào)告，教師評(píng)價(jià)學(xué)生，教師和學(xué)生反思。

3.3成果

成果是案例實(shí)施的效果，它包括案例本身和相應(yīng)的教案，兩者均用于案例驅(qū)動(dòng)法實(shí)施，并根據(jù)課程需要經(jīng)常更新。為了案例驅(qū)動(dòng)法的有效實(shí)施，案例需有具體的要素和每個(gè)要素描述的條件。案例應(yīng)遵循軟件課程標(biāo)準(zhǔn)和軟件工程的知識(shí)體系：案例特征方面，案例應(yīng)熟悉、真實(shí)、本地化；范圍上，以模塊化或小故事的形式呈現(xiàn)軟件工程案例主題，每堂課包括一個(gè)案例的一個(gè)主題，不同的案例主題不同；內(nèi)容方面，案例應(yīng)簡(jiǎn)潔、有吸引力，使學(xué)生感興趣；教案方面，案例的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)明確，并列舉推薦閱讀資料，提出實(shí)施案例驅(qū)動(dòng)法的最佳范例，包含問(wèn)題回答和相關(guān)的支持文檔；方法方面，如果學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，可在教與學(xué)中選用一種軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，如果學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，應(yīng)與常規(guī)課程內(nèi)容匹配；在評(píng)價(jià)方面，要求學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行思考而非記憶。

4結(jié)論的有效性

1）內(nèi)部效度。

為了方便取樣，研究的參與者為大學(xué)生。學(xué)生被認(rèn)為是最合適的人選，因?yàn)樗麄冊(cè)谲浖こ陶n程學(xué)習(xí)中使用了案例驅(qū)動(dòng)法。為了減少誤差，我們要求學(xué)生盡可能誠(chéng)懇地給出建議和評(píng)論。

2）外部效度。

受學(xué)時(shí)和資源限制，給參與者的案例不能太多、太廣泛。

3）結(jié)構(gòu)效度。

從本質(zhì)上，調(diào)查和測(cè)量的方法是可溯源的。參與者完成案例討論后就參與回答調(diào)查問(wèn)卷，這樣參與者仍記得他們?cè)诎咐?qū)動(dòng)法授課過(guò)程中的感受。

4）結(jié)論效度。

參與者的能力和經(jīng)驗(yàn)不同，受個(gè)人因素的影響結(jié)果有所不同，作為定性研究，這種差異能夠?yàn)檎{(diào)查提供更加充分的數(shù)據(jù)。

5結(jié)語(yǔ)

案例研究的內(nèi)容是在真實(shí)教學(xué)情境下，面對(duì)不確定的、復(fù)雜多變的教學(xué)情境，教師所做的決策判斷或兩難困惑，從而促進(jìn)教師實(shí)踐的反思。以上應(yīng)用案例驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行軟件工程教學(xué)的操作方案，包括案例、教師、學(xué)生、設(shè)施4個(gè)主要因素。方案來(lái)自一系列的理論研究和實(shí)證研究，可用于引導(dǎo)軟件工程教師在課堂中使用案例驅(qū)動(dòng)法。今后仍需不斷研究和求證，以期提煉出更適合的操作方法，滿(mǎn)足軟件工程教學(xué)中使用案例驅(qū)動(dòng)法的需要。