基于“翻轉(zhuǎn)課堂+”混合教學(xué)模式的《軟件工程》課程的教學(xué)改革初探

李俊嫻

摘要：《軟件工程》是計(jì)算機(jī)及物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程，知識(shí)點(diǎn)豐富、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、時(shí)效性強(qiáng)，課時(shí)有限，需要有效的教學(xué)方法和教學(xué)模式來解決學(xué)生興趣不高，教學(xué)效果不太理想等主要問題。本文分析了翻轉(zhuǎn)課堂中“一刀切”的缺點(diǎn)（即將所有知識(shí)點(diǎn)的都以視頻這種教學(xué)資源提供給學(xué)生自學(xué)），提出了“翻轉(zhuǎn)課堂+”的混合教學(xué)模式。該模式將知識(shí)點(diǎn)劃分為適合翻轉(zhuǎn)教學(xué)、傳統(tǒng)教學(xué)、混合教學(xué)這三類，采用不同的教學(xué)模式，是一種翻轉(zhuǎn)課堂為主、傳統(tǒng)課堂為輔的混合教學(xué)方式。經(jīng)過四屆學(xué)生的實(shí)踐，“翻轉(zhuǎn)課堂+”在軟件工程課程的教學(xué)中，明顯改進(jìn)了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂+；翻轉(zhuǎn)課堂；軟件工程；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）39-0116-02

一、引言

目前，國(guó)家提出高等教育要培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的新型人才，因此探索新的教學(xué)模式是實(shí)現(xiàn)潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探索研究能力、自主學(xué)習(xí)能力的重要環(huán)節(jié)和手段之一?！盾浖こ獭氛n程是普通高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，也是理工科物聯(lián)網(wǎng)等計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)一門實(shí)踐提高課程。本課程的任務(wù)是使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握軟件工程的基本概念、基本原理和常用方法，建立軟件開發(fā)工程化思想的整體概念，使學(xué)生具有運(yùn)用科學(xué)、系統(tǒng)、工程化的方法進(jìn)行軟件開發(fā)和管理的能力。

二、《軟件工程》課程的現(xiàn)狀分析

1.知識(shí)點(diǎn)豐富，學(xué)時(shí)短，難以保證講授所有的知識(shí)點(diǎn)?！盾浖こ獭氛n程涉及的知識(shí)和內(nèi)容較多，學(xué)生普遍感覺內(nèi)容抽象、抓不住重點(diǎn)。隨著軟件行業(yè)的飛速發(fā)展，課程涵蓋的知識(shí)點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)越來越多，而教學(xué)學(xué)時(shí)卻是不增反減，不更新教學(xué)理念和教學(xué)模式，根本無(wú)法完成教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)。

2.綜合性強(qiáng)，難以保證學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的充分理解?！盾浖こ獭氛n程的內(nèi)容包含了計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、市場(chǎng)學(xué)、系統(tǒng)工程等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，涉及內(nèi)容太多、太寬，知識(shí)點(diǎn)豐富，學(xué)生難以理解。因此僅通過教師在有限的課堂時(shí)間面授講解知識(shí)點(diǎn)，難以達(dá)到讓學(xué)生深刻理解的目的。

3.實(shí)踐性強(qiáng)，難以保證學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的提高?！盾浖こ獭氛n程的實(shí)踐性和綜合性是其他相關(guān)課程難以比擬的。必須結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目和實(shí)際應(yīng)用加以施教，才能取得良好的教學(xué)效果。僅通過有限學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，難以達(dá)到學(xué)生通過實(shí)踐掌握理論的目標(biāo)。

4.時(shí)效性強(qiáng)，難以保證教學(xué)適用性和內(nèi)容先進(jìn)性的統(tǒng)一。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，新類型的軟件層出不窮，開發(fā)時(shí)所采用的技術(shù)、方法和思想也在與時(shí)俱進(jìn)?？偨Y(jié)和提煉軟件的開發(fā)技術(shù)和方法需要一段時(shí)間的積累，因此教材中總是缺少最新技術(shù)。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生在課外完成對(duì)教師提供的教學(xué)視頻等資源的自主學(xué)習(xí)，師生在課堂內(nèi)交流和討論并完成習(xí)題。本文分析并研究了翻轉(zhuǎn)課堂中“一刀切”的缺點(diǎn)（即將所有知識(shí)點(diǎn)的都以視頻這種教學(xué)資源提供給學(xué)生自學(xué)），提出了“翻轉(zhuǎn)課堂+”的教學(xué)模式。該模式將知識(shí)點(diǎn)劃分為適合翻轉(zhuǎn)教學(xué)、傳統(tǒng)教學(xué)、混合教學(xué)三類：翻轉(zhuǎn)教學(xué)采用“課前視頻+課內(nèi)討論”，傳統(tǒng)教學(xué)采用“課內(nèi)面授+課內(nèi)討論”，混合教學(xué)采用“課前視頻+課內(nèi)討論+課內(nèi)討論”；再輔以課內(nèi)聯(lián)系、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)等手段?！胺D(zhuǎn)課堂+”是一種以翻轉(zhuǎn)課堂為主、傳統(tǒng)課堂為輔的混合教學(xué)方式。

四、《軟件工程》的“翻轉(zhuǎn)課堂+”混合教學(xué)模式的實(shí)施

江蘇科技大學(xué)《軟件工程》課程，是面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設(shè)，計(jì)劃學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中課堂講授28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。教材選用機(jī)械工業(yè)出版社，Roger S.Pressman編著，鄭人杰等翻譯的《軟件工程實(shí)踐者的研究方法》（原書第7版）。受學(xué)時(shí)數(shù)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)的限制，精心選擇了其中的12個(gè)章節(jié)。為了能采用“翻轉(zhuǎn)課堂+”的教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)重新劃分、組織和設(shè)計(jì)，學(xué)時(shí)安排如下所示。

第1章軟件和軟件工程：“軟件本質(zhì)、過程、神話，Web App特性”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1.25學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“手機(jī)App的特性”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.25+0.5學(xué)時(shí)。第2章過程模型：“通用、慣用、專用過程模型，過程評(píng)估”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)；“統(tǒng)一過程”：混合教學(xué)：0.25+0.5+0.5學(xué)時(shí)。第5章理解需求：“需求工程”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1+1學(xué)時(shí)；“開發(fā)用例”混合教學(xué)：0.5+0.5+0.5學(xué)時(shí)；“構(gòu)件需求模型”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.5+0.5學(xué)時(shí)；課內(nèi)習(xí)題：1學(xué)時(shí)。第6章需求建模：場(chǎng)景、信息與類分析：“需求分析、基于場(chǎng)景建模、數(shù)據(jù)建模”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1+0.5學(xué)時(shí)；“補(bǔ)充用例的UML模型、基于類建?！保簜鹘y(tǒng)教學(xué)：1+0.5學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“Rational Rose：用例圖、活動(dòng)圖、類圖”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1+0.5學(xué)時(shí)；課內(nèi)習(xí)題：2學(xué)時(shí)。第7章需求建模：流程、行為模式：“需求建模模式、Web App的需求建模”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+0.5學(xué)時(shí)；“面向流程建?！保簜鹘y(tǒng)教學(xué)：0.5+0.5學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“手機(jī)App需求建模”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.25+0.25學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“Rational Rose：時(shí)序圖、狀態(tài)圖”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1+0.5學(xué)時(shí)；課內(nèi)習(xí)題：1.5學(xué)時(shí)。第8章設(shè)計(jì)概念：“設(shè)計(jì)概念”：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)；“設(shè)計(jì)模型”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.5+0.5學(xué)時(shí)。第9章體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1.75+1.25學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“Structure Chart”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.5+0.25學(xué)時(shí)；課內(nèi)習(xí)題：0.5學(xué)時(shí)。第10章構(gòu)件級(jí)設(shè)計(jì)：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)。第13章Web App設(shè)計(jì)：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“手機(jī)App設(shè)計(jì)”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.25+0.75學(xué)時(shí)。第14章質(zhì)量概念：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)。第16章軟件質(zhì)量保證：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：0.5+1學(xué)時(shí)。第22章軟件配置管理：翻轉(zhuǎn)教學(xué)：1+1學(xué)時(shí)；補(bǔ)充“手機(jī)App配置管理”：傳統(tǒng)教學(xué)：0.25+0.25學(xué)時(shí)。endprint

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)：分析與設(shè)計(jì)給定課題，4學(xué)時(shí)。

在所有知識(shí)點(diǎn)中，翻轉(zhuǎn)課堂（課前視頻+課內(nèi)討論）14次；傳統(tǒng)課堂（課內(nèi)面授+課內(nèi)討論）9次；混合教學(xué)（課前視頻+課內(nèi)面授+課內(nèi)討論）2次。其中，課前視頻16次，共10學(xué)時(shí)；課內(nèi)面授11次，共5學(xué)時(shí)；課內(nèi)討論25次，共18學(xué)時(shí)；課內(nèi)練習(xí)4次，共5學(xué)時(shí)；課內(nèi)實(shí)驗(yàn)2次，共4學(xué)時(shí)。課外10個(gè)學(xué)時(shí)用于視頻學(xué)習(xí)，課內(nèi)28學(xué)時(shí)用于面授、討論和習(xí)題，課內(nèi)4學(xué)時(shí)用于實(shí)踐提高。每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置如下。

1.視頻學(xué)習(xí)是上課前的學(xué)生自學(xué)過程。實(shí)施時(shí)選擇一個(gè)固定主題或知識(shí)點(diǎn)錄制視頻，時(shí)長(zhǎng)為0.5學(xué)時(shí)（即20—25分鐘）。有些知識(shí)點(diǎn)由于內(nèi)容較多、邏輯性較強(qiáng)或完整的軟件操作過程演示，視頻時(shí)間為1學(xué)時(shí)（即45分鐘）。某些復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)需要同時(shí)采用“視頻+面授”教學(xué)，視頻時(shí)間為0.25學(xué)時(shí)（即10分鐘）。本課程的學(xué)習(xí)視頻根據(jù)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，總共安排17次。

2.針對(duì)課本內(nèi)容先進(jìn)性不夠的問題，補(bǔ)充了“手機(jī)App”的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，采用“面授”的模式；針對(duì)即具有實(shí)踐性又具有概念性的知識(shí)點(diǎn)，采用“面授”模式。

3.針對(duì)既有實(shí)踐性又有時(shí)效性的知識(shí)點(diǎn)，采用“視頻+面授”的混合模式。

4.課內(nèi)討論是“知識(shí)內(nèi)化”的必要環(huán)節(jié)。課程中的每個(gè)章節(jié)都有設(shè)置課內(nèi)討論，這是“翻轉(zhuǎn)課堂+”中極其重要的內(nèi)化環(huán)節(jié)，是學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)和消化知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5.課內(nèi)練習(xí)是“知識(shí)內(nèi)化”的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)“軟件分析與設(shè)計(jì)方法”的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置了4次練習(xí)。該環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式實(shí)施效果的有效方法。

6.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)“知識(shí)內(nèi)化”效果的重要環(huán)節(jié)。課程實(shí)施過程中，將學(xué)生分為2—3人一組，給定軟件開發(fā)類的相關(guān)課題，采用課程中所學(xué)的方法，進(jìn)行軟件分析與設(shè)計(jì)過程，并最終進(jìn)行匯報(bào)講解并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

五、結(jié)論

“翻轉(zhuǎn)課堂+”教學(xué)模式的引入，一是引入視頻教學(xué)，讓學(xué)生作為知識(shí)的主動(dòng)獲取者，提高了學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性；二是引入“視頻+面授”的混合教學(xué)，克服了純視頻教學(xué)的缺點(diǎn)，靈活選擇合適的授課方式；三是引入“討論”、“案例”、“習(xí)題”和“實(shí)驗(yàn)”環(huán)節(jié)，可采用獨(dú)立、集體、分組和辯論等多種方式，培養(yǎng)了對(duì)問題的自主探索能力、獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和研究能力，同時(shí)學(xué)生作為討論的主導(dǎo)者，也鍛煉了組織和協(xié)調(diào)能力。經(jīng)過四屆學(xué)生的實(shí)踐，“翻轉(zhuǎn)課堂+”模式在軟件工程課程的教學(xué)中，明顯改進(jìn)了教學(xué)效果，學(xué)生期末成績(jī)的優(yōu)良率由15%提高到50%。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄧娜，葉志偉等.“721”人才培養(yǎng)模式下軟件工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式初探[J].教育教學(xué)論壇，2016，（42）：184-185.endprint