軟件工程多元化教學(xué)改革探討

趙成萍

（四川大學(xué)電子信息學(xué)院 四川·成都 610065）

0 引言

軟件工程是一門(mén)用系統(tǒng)、規(guī)范、可度量的工程化方法解決軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)問(wèn)題的學(xué)科。其綜合性極強(qiáng)，不僅在于其需要將理論與實(shí)踐完全地結(jié)合起來(lái)，還在其生命周期的每一個(gè)階段，都需要若干相關(guān)學(xué)科或技術(shù)的支撐。如一個(gè)項(xiàng)目的可行性分析，不僅涉及到技術(shù)的可行性，還需要從經(jīng)濟(jì)、操作、法律等多方面的可行性進(jìn)行分析；需求分析作為軟件開(kāi)發(fā)重要的一環(huán)，需要相關(guān)技術(shù)知識(shí)，業(yè)務(wù)知識(shí)、溝通交流方面的知識(shí)等等。教師如何教好該課程并向?qū)W生傳遞有效信息，學(xué)生如何學(xué)好該課程及獲取哪些知識(shí)與思維，如何通過(guò)課程教學(xué)培養(yǎng)出專(zhuān)業(yè)背景強(qiáng)硬且德行優(yōu)秀的人才，一直都是需要研究的課題。事實(shí)上，近年來(lái)不同教師分別從不同的方面對(duì)軟件課程的教授進(jìn)行了摸索和改進(jìn)，比如案例教學(xué)法雖然可以讓學(xué)生較有效地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，但缺乏相關(guān)的累計(jì)及數(shù)據(jù)，導(dǎo)致學(xué)生每次均是從零開(kāi)始，學(xué)生能夠理解簡(jiǎn)單框架，對(duì)其中某些也是在實(shí)際工作中需要的測(cè)試、重構(gòu)、維護(hù)等理解不足。為此，論文通過(guò)全面分析課程特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題及挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析和總結(jié)，并給出了相關(guān)方面的改進(jìn)措施。

1 課程特點(diǎn)及教與學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

1.1 課程及教學(xué)計(jì)劃特點(diǎn)

（1）課程內(nèi)容繁雜，涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)、管理學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多種學(xué)科；（2）教材偏向理論且重點(diǎn)關(guān)注邏輯和知識(shí)體系，對(duì)新技術(shù)近限于簡(jiǎn)介；（3）需要以系統(tǒng)性、工程性思維進(jìn)行思考，才能夠掌握軟件工程的思想；（4）理論知識(shí)需要具體實(shí)例牽引；（5）學(xué)科理論與知識(shí)應(yīng)用具備多維性；（6）學(xué)習(xí)課程需具備前導(dǎo)知識(shí)不完備；（6）課程學(xué)習(xí)時(shí)間有限，且學(xué)生之間除了本課程僅有的課堂時(shí)間外，共同時(shí)間較少。（7）課程處于專(zhuān)業(yè)知識(shí)相對(duì)集中教學(xué)的學(xué)期。

1.2 軟件工程教與學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

（1）許多教師沒(méi)有腳踏實(shí)地的項(xiàng)目實(shí)踐，導(dǎo)致其業(yè)務(wù)能力略顯不足，授課時(shí)容易有畫(huà)餅充饑之感，無(wú)法更好地激發(fā)學(xué)生興趣；（2）內(nèi)容包羅萬(wàn)象，個(gè)性不同的學(xué)生如何能在掌握本門(mén)課程主旨的同時(shí)，從中汲取并豐富自己感興趣的主題；（3）如何將多維性、甚至有些零散雜亂的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，實(shí)踐的同時(shí)讓學(xué)生形成系統(tǒng)思維的概念，并應(yīng)用系統(tǒng)思維的方式思考及解決問(wèn)題；（4）如何在偏向基礎(chǔ)邏輯知識(shí)體系的教學(xué)內(nèi)容中，引入日新月異、飛速發(fā)展的IT新技術(shù)，讓傳授的知識(shí)緊貼科技前沿，亦讓學(xué)生的思維能夠緊隨甚至趕超科技發(fā)展與變化，即培養(yǎng)學(xué)生一種能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和技術(shù)變遷的軟件工程師思維；（5）如何突破傳統(tǒng)的通過(guò)理論考試考核學(xué)生的困境，建立更加合理優(yōu)化的課程評(píng)估體系。

2 改革措施

面對(duì)上述挑戰(zhàn)，論文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方法等方面給出了改進(jìn)措施，以便讓學(xué)生在感悟教學(xué)知識(shí)相互嚴(yán)密的邏輯關(guān)系的同時(shí)，能夠?qū)⒅R(shí)有效地應(yīng)用于生活中。

2.1 教學(xué)內(nèi)容改革

2.1.1 從繁雜內(nèi)容中提綱挈領(lǐng)精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容

教材內(nèi)容繁雜，內(nèi)容統(tǒng)籌得不好容易讓學(xué)生感覺(jué)知識(shí)過(guò)泛，沒(méi)有重點(diǎn)，進(jìn)而削弱學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。為此，從繁雜內(nèi)容中摒棄書(shū)本中較為陳舊的內(nèi)容，對(duì)基礎(chǔ)的盧綸知識(shí)框架提綱挈領(lǐng)，并以技術(shù)大框架為主線，引導(dǎo)學(xué)生的系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)。同時(shí)，對(duì)思維框架下具體的技術(shù)和方法略講，由學(xué)生通過(guò)在案例實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用從而完成相關(guān)知識(shí)的自行掌握。

2.1.2 教學(xué)內(nèi)容要結(jié)合技術(shù)發(fā)展前沿

為適應(yīng)飛速發(fā)展的IT新技術(shù)，在普及框架的同時(shí)，從相關(guān)最新技術(shù)的材料中提取值得討論、學(xué)習(xí)及深究的切入點(diǎn)，形成課堂討論的主題和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的素材，進(jìn)而讓學(xué)生的思維及視野更加開(kāi)闊。

2.1.3 特定案例設(shè)計(jì)

為了能夠讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效應(yīng)用，同時(shí)，能夠深入理解知識(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)及常出現(xiàn)的瓶頸及問(wèn)題，應(yīng)充分利用校企合作平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)與合作企業(yè)的專(zhuān)家討論，基于現(xiàn)有項(xiàng)目制定能夠覆蓋整個(gè)工程框架、且易于進(jìn)行框架節(jié)點(diǎn)分離與集成，并讓學(xué)生易于理解執(zhí)行的特定案例。

2.1.4 思政及其他素材融入，培養(yǎng)學(xué)生自強(qiáng)自立及正確價(jià)值觀的夯實(shí)

習(xí)近平總書(shū)記指出：“要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程?！睘榇?，教學(xué)內(nèi)容適時(shí)與時(shí)事結(jié)合，充實(shí)與本行業(yè)有關(guān)的思政素材，如中興、華為事件等，說(shuō)明自主核心技術(shù)的重要性，以此培養(yǎng)學(xué)生國(guó)家富強(qiáng)人人有責(zé)的主人翁責(zé)任感。另一方面，也通過(guò)一些諸如Linus Benedict Torvalds、Steve Jobs等的勵(lì)志素材，給學(xué)生我也可以的決心。

2.2 教學(xué)模式改革

2.2.1 講座模式及個(gè)性化組隊(duì)提升興趣及責(zé)任

興趣是最好的老師，如何激發(fā)學(xué)生的興趣并進(jìn)行自主學(xué)習(xí)是在所有課程教學(xué)過(guò)程中都非常需要關(guān)注的問(wèn)題。

（1）專(zhuān)家講座，讓高高在上的理論有落地感，拉近學(xué)生與課程的距離。近年來(lái)，校企合作已經(jīng)成為學(xué)校培養(yǎng)人才的一種主要模式，通過(guò)校企合作，一方面可以針對(duì)性的為企業(yè)培養(yǎng)人才，注重人才的實(shí)用性與實(shí)效性。?另一方面是一種注重培養(yǎng)質(zhì)量，注重學(xué)校與企業(yè)資源、信息共享的“雙贏”模式。教師可能缺乏的業(yè)務(wù)能力，該缺陷由合作企業(yè)的專(zhuān)業(yè)的工程專(zhuān)家通過(guò)講座的方式予以彌補(bǔ)。定期且結(jié)合軟件工程項(xiàng)目階段性特征的特點(diǎn)邀請(qǐng)具備豐富經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)的工程專(zhuān)家走入課堂，從不同的角度以生動(dòng)形象的案例講解帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)入，激發(fā)學(xué)生的興趣。

（2）個(gè)性化組隊(duì)，充分發(fā)揮學(xué)生特長(zhǎng)，突出我行我主的成就感，負(fù)起主人翁的責(zé)任。由于課程內(nèi)容涉及龐雜，學(xué)生將各種記住全盤(pán)掌握基本是不可行的，為此，將知識(shí)點(diǎn)拆分，通過(guò)深入調(diào)查學(xué)生個(gè)性，按照軟件工程的不同階段所需的不同人才以及學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，將不同特點(diǎn)的人組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，分別承擔(dān)不同的角色，為完成項(xiàng)目提供最優(yōu)搭配，同時(shí)，通過(guò)組內(nèi)及組件分享達(dá)到知識(shí)的共享。

2.2.2 多元教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合

（1）思維導(dǎo)圖統(tǒng)領(lǐng)課程體系框架。思維導(dǎo)圖是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形工具，能開(kāi)啟人類(lèi)大腦的無(wú)線潛能。課程運(yùn)用思維導(dǎo)圖圖文并重的技巧，把軟件工程各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái)，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，一方面讓學(xué)生將散亂、多雜的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，另一方面也能有效提升學(xué)生的形象思維能力。

（2）微視頻延伸知識(shí)廣度，挖掘知識(shí)深度，增強(qiáng)課堂反轉(zhuǎn)效果。微視頻以其“短、快、精”的特點(diǎn)，一方面能夠迅速引起學(xué)生注意，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。另一方面也利于師生互動(dòng)，從而提高教師知識(shí)傳授的高效性，教學(xué)內(nèi)容中涉及的過(guò)程、方法、細(xì)節(jié)等活起來(lái)，動(dòng)起來(lái)。為此，本課程在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)制作相關(guān)微視頻，將課程涉及的一些背景知識(shí)、技術(shù)進(jìn)展、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)例等形象直觀地在課堂展示，一方面緩解學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間課堂上課的疲乏，另一方面讓學(xué)生更深入地理解知識(shí)的來(lái)龍去脈，有利于學(xué)生進(jìn)行思考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的內(nèi)化，有效地增強(qiáng)了課堂反轉(zhuǎn)效果。

（3）線上教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的習(xí)慣，豐富師生之間的互動(dòng)模式。借助艾課程、雨課堂等線上平臺(tái)，課前將知識(shí)框架等提前推送至學(xué)生微信，提供其預(yù)習(xí)結(jié)構(gòu)；課中在線隨堂題目隨時(shí)鞏固學(xué)習(xí)知識(shí)，利用搶答、學(xué)生互評(píng)等豐富的互動(dòng)模式提升課堂氛圍；課后提供完善的作業(yè)題型及不同的作業(yè)提交模式，讓學(xué)生有更多的選擇空間，提高作業(yè)數(shù)量和質(zhì)量。

2.2.3 開(kāi)源資源平臺(tái)優(yōu)勢(shì)最大化

良好的交流及項(xiàng)目管理平臺(tái)是完成項(xiàng)目必要條件。對(duì)于沒(méi)有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)且課下時(shí)間相對(duì)錯(cuò)位的學(xué)生，要有效地完成項(xiàng)目實(shí)踐，管理平臺(tái)尤為重要。課程利用現(xiàn)有的開(kāi)源平臺(tái)Gitlab和禪道等，搭建學(xué)生易于理解及使用的課程服務(wù)-平臺(tái)，對(duì)項(xiàng)目代碼及相關(guān)文檔進(jìn)行有效管理，讓學(xué)生能夠隨時(shí)跟蹤自己及同組人員的完成情況及整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展情況，及時(shí)調(diào)整并更有效地協(xié)同合作。同時(shí)，平臺(tái)的搭建能夠?qū)v年學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐成果進(jìn)行有效積累，從而為正在學(xué)生提供可借鑒的前期學(xué)長(zhǎng)的成果，理解并優(yōu)化整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，提升學(xué)生對(duì)過(guò)程的體驗(yàn)感。

與此同時(shí)，為增加團(tuán)隊(duì)之間的凝聚力，便于互助與協(xié)作，教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生提供多樣豐富的溝通渠道包括建立微信或QQ小組或群。

2.3 評(píng)估體系改革

傳統(tǒng)的理論考核已經(jīng)不能全面的考核學(xué)生。論文結(jié)合軟件工程理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)，通過(guò)豐富評(píng)價(jià)內(nèi)容、擴(kuò)展評(píng)價(jià)形式、更新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)形成多元智能的評(píng)價(jià)理論，具體體現(xiàn)在：（1）評(píng)價(jià)內(nèi)容涵蓋課堂學(xué)習(xí)過(guò)程、作業(yè)完成情況、項(xiàng)目實(shí)踐成果、團(tuán)隊(duì)合作能力、成果展示等；（2）過(guò)程考核貫穿學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)周期；（3）過(guò)程與終結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)合、定性與定量評(píng)價(jià)結(jié)合、教師評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)及學(xué)生自評(píng)相結(jié)合；（4）不同的題材采用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如百分制、等級(jí)制甚至可根據(jù)過(guò)程進(jìn)行多次評(píng)價(jià)。

3 總結(jié)

本文結(jié)合自身在軟件工程課程教學(xué)過(guò)程中的一些體驗(yàn)及實(shí)踐，針對(duì)當(dāng)前軟件工程課程教學(xué)過(guò)程中存在的挑戰(zhàn)提出了一些的改革方案。通過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐及效果總結(jié)，表明上述改進(jìn)措施成效明顯。內(nèi)容的精簡(jiǎn)及導(dǎo)圖方式讓學(xué)生的對(duì)課程主旨更加明了，也能夠進(jìn)行更有效地組織及笑話。微視頻、講座、實(shí)踐及相關(guān)平臺(tái)的應(yīng)用能明顯提升學(xué)生的興趣，讓學(xué)生突破時(shí)間不僅有限且團(tuán)隊(duì)成員之間相互的有效時(shí)間不協(xié)調(diào)的缺陷，通過(guò)合理充分地利用時(shí)間碎片，提高了學(xué)生之間的溝通能力及相互合作能力。教學(xué)案例的引入也讓學(xué)生在加深理論知識(shí)理解的同時(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力和知識(shí)的應(yīng)用能力。而結(jié)合了過(guò)程的多樣化的評(píng)價(jià)體系能夠全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。