以培養(yǎng)軟件技術(shù)人才核心技能為目標(biāo)的雙案例資源建設(shè)與應(yīng)用探索

王 敏，徐 昶，賈 露

（湖北科技職業(yè)學(xué)院 軟件工程學(xué)院，湖北 武漢 430074 ）

0 引言

20 世紀(jì)20 年代，由美國(guó)哈佛大學(xué)商學(xué)院所倡導(dǎo)的案例教學(xué)法對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)經(jīng)濟(jì)管理人才具有良好的效果。哈佛獨(dú)特的案例教學(xué)法已在全世界的高等學(xué)府中得以運(yùn)用，并得到認(rèn)可[1]。20 世紀(jì)90 年代，我國(guó)教育界開始探索案例教學(xué)法，教育工作者在各類課程中進(jìn)行了大量的教學(xué)實(shí)踐，其教學(xué)效果得到業(yè)界公認(rèn)[2]。在程序設(shè)計(jì)類課程中采用案例教學(xué)法能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)，因此，案例教學(xué)法被廣泛運(yùn)用于程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)中[3-4]。然而，迄今為止，程序設(shè)計(jì)類課程所使用的案例普遍以優(yōu)良案例為主，這些案例尚不能滿足對(duì)學(xué)生程序調(diào)試能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的訓(xùn)練，開發(fā)更多針對(duì)性的教學(xué)案例，全方位提升學(xué)生的核心技能，是高等職業(yè)院校教育工作者正在探索的問題。

高等職業(yè)院校培養(yǎng)的軟件技術(shù)人才主要對(duì)接軟件企業(yè)的“程序員”崗位，來自企業(yè)調(diào)研的結(jié)果表明：程序員應(yīng)具備的核心技能為“程序設(shè)計(jì)和程序調(diào)試”，多數(shù)新入職的大學(xué)生在程序調(diào)試技能方面的欠缺比較明顯[5]。同時(shí)，用于提升學(xué)生程序設(shè)計(jì)技能的優(yōu)良案例已經(jīng)比較豐富，但用于學(xué)生調(diào)試技能訓(xùn)練的缺陷案例還很欠缺，因此需要建設(shè)優(yōu)良案例與缺陷案例相結(jié)合的雙案例資源，探索優(yōu)良案例與缺陷案例相結(jié)合的雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，以提升學(xué)生的程序設(shè)計(jì)技能和程序調(diào)試技能，為軟件行業(yè)培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的技術(shù)技能型人才[6-7]。

1 雙案例資源建設(shè)

以培養(yǎng)軟件技術(shù)人才核心技能為目標(biāo)的雙案例資源的建設(shè)與應(yīng)用，旨在練就學(xué)生的一技之長(zhǎng)，提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。案例資源不是案例的堆砌，每一個(gè)案例都應(yīng)該有較明確的技能達(dá)成目標(biāo)；案例資源也不是憑空杜撰的產(chǎn)物，它應(yīng)該來源于教學(xué)實(shí)踐和工程實(shí)踐。在Java 程序設(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)課程資源的建設(shè)中，力求采用科學(xué)的方法進(jìn)行案例積累，通過信息化手段實(shí)現(xiàn)了對(duì)案例的有效管理和維護(hù)，使案例資源充分發(fā)揮在人才培養(yǎng)中的作用。

1.1 資源的積累

在日常教學(xué)中教師通過案例進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講解能達(dá)到較好的教學(xué)效果，教師通常采用的是教材上提供的原始案例，這些案例多數(shù)以正確優(yōu)良的案例為主，能引導(dǎo)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的方法，編寫出正確的代碼，但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生編程遇到問題時(shí)，就變得束手無策。很多程序設(shè)計(jì)類教材有專門的章節(jié)介紹如何調(diào)試程序，在教學(xué)中教師通常集中在某一階段來介紹調(diào)試方法，通常這部分內(nèi)容只有2 個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)計(jì)劃，這種將調(diào)試技能獨(dú)立出來的教學(xué)內(nèi)容組織方式，導(dǎo)致學(xué)生即便學(xué)習(xí)了調(diào)試知識(shí)，也不能將其靈活運(yùn)用于編程實(shí)踐中，學(xué)生在編程過程中遇到問題無計(jì)可施，甚至失去學(xué)習(xí)信心。調(diào)試應(yīng)該貫穿在程序設(shè)計(jì)課程的始終，只有這樣才能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。要將調(diào)試貫穿于教學(xué)全過程，就必須有充足的具有針對(duì)性的缺陷案例來支撐教學(xué)，因此，首先是要積累案例。在課程資源建設(shè)中，可以采用如下方法進(jìn)行雙案例資源的建設(shè)。

1.1.1 優(yōu)良案例的優(yōu)化

程序設(shè)計(jì)類課程已經(jīng)有較豐富的優(yōu)良案例，但存在部分案例枯燥、抽象等問題，這一類案例難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，影響教學(xué)效果。教師通過集體備課精選現(xiàn)存的優(yōu)良案例，對(duì)枯燥抽象的案例進(jìn)行優(yōu)化改編，同時(shí)再增加部分生動(dòng)形象的案例。

1.1.2 缺陷案例的編制

缺陷案例的編制由課程小組教師自行設(shè)計(jì)，其依據(jù)是教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)。集體備課前，教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，編制針對(duì)性的缺陷案例；集體備課中，將教師編制的缺陷案例進(jìn)行篩選歸類，所謂歸類即將某些案例歸類用于課堂教學(xué)、某些案例歸類用于課后練習(xí)。

除教師編制的案例外，在教學(xué)中還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生常犯的錯(cuò)誤，因此，應(yīng)注重在教學(xué)過程中收集學(xué)生常見錯(cuò)誤并將其補(bǔ)充進(jìn)缺陷案例資源中，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及解決辦法反饋給任課教師。這些案例來源于學(xué)生上機(jī)練習(xí)和課后作業(yè)，代表了多數(shù)學(xué)生易犯的錯(cuò)誤，將此作為案例進(jìn)行教學(xué)既能幫助學(xué)生避免錯(cuò)誤又能訓(xùn)練學(xué)生快速排錯(cuò)。因此，在集體備課時(shí)，首先是討論上一次授課中常見的問題，對(duì)缺陷案例進(jìn)行再次整理和完善。

通過集體備課的前、中、后3 個(gè)環(huán)節(jié)，能較好地完善相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的案例資源。

在第一輪的缺陷案例建設(shè)過程中，積累了大量缺陷案例，在進(jìn)入第二輪完善和使用過程中，課程組教師明顯感覺案例使用和維護(hù)不方便，尤其是維護(hù)后教師之間的共享效率不夠高。因此，案例資源信息化建設(shè)需要跟進(jìn)。

1.2 資源的信息化

在前期的建設(shè)中，主要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)進(jìn)行缺陷案例的收集，為便于案例管理更加規(guī)范有序，提高案例的共享性，還需要對(duì)雙案例資源進(jìn)行信息化建設(shè)。開發(fā)雙案例資源共享平臺(tái)，供教師和學(xué)生教學(xué)使用。

1.2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1）系統(tǒng)后臺(tái)管理。

系統(tǒng)后臺(tái)管理分為用戶管理和資源管理兩大模塊，功能結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

（1）用戶管理模塊。用戶管理模塊包含四大子模塊，具體功能如下：管理員登錄模塊，具有后臺(tái)操作權(quán)限的人員通過用戶名和密碼方能登錄進(jìn)入后臺(tái)管理系統(tǒng)；管理員登錄成功可對(duì)后臺(tái)管理員、教師和學(xué)生信息進(jìn)行增、刪、改、查操作；教師信息管理模塊，通過頁面對(duì)教師個(gè)人基本信息進(jìn)行錄入、修改、刪除和查看；學(xué)生信息管理模塊，對(duì)學(xué)生個(gè)人基本信息進(jìn)行批量導(dǎo)入或通過頁面錄入、修改、刪除和查看；管理員信息維護(hù)模塊，通過頁面對(duì)管理員基本信息進(jìn)行錄入、修改、刪除和查看，賦予管理員操作權(quán)限。

圖1 雙案例平臺(tái)后臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

（2）資源管理模塊。該模塊包含基礎(chǔ)信息管理子模塊和案例信息管理子模塊。其中，基礎(chǔ)信息管理包括課程管理、章目管理、章節(jié)管理、知識(shí)點(diǎn)管理、案例類別管理；案例信息管理對(duì)案例相關(guān)的基礎(chǔ)信息和案例具體內(nèi)容進(jìn)行審核、錄入、修改、刪除和查看處理。

2）系統(tǒng)前臺(tái)管理。前臺(tái)管理分為3 個(gè)模塊：登錄模塊、案例信息模塊、互動(dòng)平臺(tái)模塊。

（1）登錄模塊：系統(tǒng)入口，通過驗(yàn)證3 類用戶（管理員、教師、學(xué)生）的用戶名和密碼判斷登錄系統(tǒng)資格和各自的權(quán)限。

（2）案例信息模塊：3 類用戶對(duì)該模塊擁有不同的權(quán)限，管理員擁有審核、新增、修改、刪除和選用全部權(quán)限，教師新增、修改和刪除的案例以及學(xué)生新增的案例必須通過管理員審核方能生效；教師擁有新增、修改、刪除和選用權(quán)限；學(xué)生擁有案例的新增和使用權(quán)。

（3）互動(dòng)模塊：主要用于學(xué)生交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，分享學(xué)習(xí)成果。通過互動(dòng)調(diào)動(dòng)學(xué)生間比、學(xué)、趕、幫、超的學(xué)習(xí)氛圍。

1.2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

對(duì)應(yīng)于功能需求，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了管理員信息表、教師信息表、學(xué)生信息表、課程信息表、章目信息表、小節(jié)信息表、知識(shí)點(diǎn)信息表、案例類別表、案例信息表、論壇信息表共10 個(gè)數(shù)據(jù)表，其概念設(shè)計(jì)圖如圖2 所示。教師信息表和學(xué)生信息表沿用學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)中表定義，二者的課程編號(hào)（couresid）與本系統(tǒng)的課程表為一對(duì)多的關(guān)系，論壇信息表保存各用戶發(fā)表的討論信息，圖2 中字段省略部分為信息登錄者id、登錄時(shí)間、修改者id、修改時(shí)間等常規(guī)字段。圖2 中帶標(biāo)識(shí)字段表示主鍵。

圖2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

1.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)主要針對(duì)數(shù)據(jù)庫各表結(jié)合用戶權(quán)限進(jìn)行不同類別信息的管理。目前，只有管理員具備更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的權(quán)限，教師和學(xué)生只能查詢和使用相關(guān)課程的案例及發(fā)表論壇的權(quán)限，可將教師設(shè)置為管理員獲得更新數(shù)據(jù)的權(quán)限。

2 雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)踐

雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的程序設(shè)計(jì)方法，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生在遇到問題時(shí)分析問題、解決問題的能力。要實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，就必須將案例資源切實(shí)地貫穿于教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 教學(xué)準(zhǔn)備

在備課環(huán)節(jié)，首先，是對(duì)上一次教學(xué)的反思，其中內(nèi)容之一是任課教師反饋案例使用情況，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，提出增補(bǔ)案例意見并進(jìn)行商討；然后，選擇下一次課備用的優(yōu)良案例和缺陷案例，同時(shí)也可酌情補(bǔ)充新的案例。各任課教師結(jié)合各教學(xué)班學(xué)情從備用案例中選擇案例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)教學(xué)單元的教學(xué)目標(biāo)，圍繞重難點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，與常規(guī)教學(xué)設(shè)計(jì)所不同的是采用案例教學(xué)法以雙案例為驅(qū)動(dòng)推進(jìn)教學(xué)過程。教學(xué)采用理論與實(shí)踐相結(jié)合，4 節(jié)連續(xù)實(shí)訓(xùn)室授課的方式進(jìn)行。教學(xué)設(shè)計(jì)包含：①前期學(xué)情反饋，對(duì)上一單元學(xué)生的課后練習(xí)完成情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，并進(jìn)一步講解；②課程內(nèi)容引入，拋出應(yīng)用實(shí)例提出問題，問題導(dǎo)向提出本次課程內(nèi)容，程序設(shè)計(jì)類課程的整體順序基本是由簡(jiǎn)到繁，實(shí)現(xiàn)同樣的功能，后面的程序設(shè)計(jì)方法往往變得簡(jiǎn)潔和有效率，因此，提出問題，讓學(xué)生用前面所學(xué)知識(shí)思考解決辦法，然后指出其缺點(diǎn)，提出本次課能給出更好的解決方法，以激發(fā)學(xué)生興趣；③內(nèi)容講解，PPT 演示，講解基本知識(shí)點(diǎn)；④優(yōu)良案例講解，結(jié)合課程內(nèi)容，采用優(yōu)良案例演示編程過程，執(zhí)行通過；⑤學(xué)生實(shí)踐，教師提出問題，全體學(xué)生采用本次課的方法編程實(shí)現(xiàn)。此間，學(xué)生編程、編譯、調(diào)試會(huì)遇到很多問題，教師分小組指點(diǎn)逐一解決，這一過程，教師往往能收集到一些學(xué)生常犯錯(cuò)誤，可提煉成缺陷案例入庫供今后使用；⑥現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng)，結(jié)合學(xué)生完成情況，分享大家遇到的問題及解決辦法，對(duì)于典型問題，教師演示引導(dǎo)全體學(xué)生學(xué)習(xí)解決方法；⑦學(xué)生分析解決問題，結(jié)合⑤⑥教學(xué)情況，從準(zhǔn)備的與本課程內(nèi)容相關(guān)的3～5 個(gè)缺陷案例中選取1 個(gè)供學(xué)生分析問題、解決問題；⑧綜合練習(xí)，最后給出2 個(gè)與本課程相關(guān)的程序設(shè)計(jì)題和1 個(gè)缺陷修改題，供學(xué)生完成。通常在課堂時(shí)間學(xué)生很難完成3 個(gè)題目，作為課后練習(xí)完成后，學(xué)生提交給教師批閱。

整個(gè)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的先后順序也是課堂推進(jìn)的先后順序。以上設(shè)計(jì)流程是雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式試點(diǎn)要求做到的所有環(huán)節(jié)。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)

在傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)類課程的成績(jī)?cè)u(píng)定中，學(xué)生平時(shí)成績(jī)基本取決于學(xué)生到課情況和編程練習(xí)完成情況，幾乎沒有學(xué)生分析問題解決問題的評(píng)價(jià)分值；期末考試中，改錯(cuò)類題目也最多只占10分的分值，缺陷對(duì)應(yīng)能力分值僅占總成績(jī)分值的5%左右。采用雙案例驅(qū)動(dòng)的教學(xué)評(píng)價(jià)，其教學(xué)評(píng)價(jià)相較于傳統(tǒng)評(píng)價(jià)內(nèi)容和方式有所改變，學(xué)生平時(shí)成績(jī)構(gòu)成中30%用于評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)缺陷案例的對(duì)應(yīng)能力，期末考試中設(shè)30 分分值改錯(cuò)題，即學(xué)生缺陷對(duì)應(yīng)能力分值占總成績(jī)30%，與傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式相比，分值占比有了明顯提升。

3 雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)效果

在2017—2018 年第2 學(xué)期的“C#程序設(shè)計(jì)”課程中，選擇了2 個(gè)班級(jí)進(jìn)行比較試點(diǎn)，其中一個(gè)班級(jí)采用常規(guī)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，另一班級(jí)采用雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。若采用常規(guī)教學(xué)評(píng)價(jià)方式對(duì)兩個(gè)班學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，即重點(diǎn)考查學(xué)生進(jìn)行正確程序編寫能力，試點(diǎn)班級(jí)的成績(jī)比普通班級(jí)略低，試點(diǎn)班平均成績(jī)?yōu)?7.72 分，普通班級(jí)平均成績(jī)?yōu)?7.87 分。其原因在于：試點(diǎn)班級(jí)在學(xué)習(xí)中將主要精力集中在代碼分析調(diào)試上，而非對(duì)常見編程題正確代碼的記憶上，因此成績(jī)略低于普通班級(jí)。但是，若采用雙案例驅(qū)動(dòng)的教學(xué)評(píng)價(jià)，試點(diǎn)班級(jí)的成績(jī)明顯優(yōu)于普通班級(jí)，試點(diǎn)班平均成績(jī)?yōu)?0.25 分，普通班級(jí)平均成績(jī)?yōu)?2.10 分。

此外，筆者還將雙案例應(yīng)用于學(xué)生競(jìng)賽培訓(xùn)中[8]，在2019 年“藍(lán)橋杯”參賽選手訓(xùn)練中，首次采用雙案例驅(qū)動(dòng)的培訓(xùn)模式，并進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，挑選60 名學(xué)生進(jìn)行分組（小組成員成績(jī)相當(dāng)，小組間實(shí)力相當(dāng)）：優(yōu)良案例組（30 人）、雙案例組（30 人），對(duì)其他參賽學(xué)生未進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。由于競(jìng)賽題目難度較大，對(duì)學(xué)生分析問題解決問題能力要求較高，采用雙案例驅(qū)動(dòng)培訓(xùn)模式訓(xùn)練的學(xué)生，成績(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于常規(guī)優(yōu)良案例培訓(xùn)模式。雙案例組獲獎(jiǎng)比例為43%，優(yōu)良案例組獲獎(jiǎng)比例為30%，其他學(xué)生獲獎(jiǎng)比例為27%。

4 結(jié)語

雙案例資源的建設(shè)及雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的探索工作，源于企業(yè)對(duì)軟件人才的能力需求，目前，還處在建設(shè)和探索的起步階段，案例資源的建設(shè)還需投入更多的人力物力，雙案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式還需要不斷改進(jìn)。后續(xù)，筆者將通過信息化手段收集更多的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化案例、選擇針對(duì)性的教學(xué)案例。此外，筆者還將配套開發(fā)以夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)為目標(biāo)的題庫系統(tǒng)，通過反復(fù)練習(xí)讓學(xué)生牢固掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，從而為社會(huì)培養(yǎng)更多專業(yè)知識(shí)過硬、核心技能突出的技術(shù)技能型人才，全面提升學(xué)生的就業(yè)能力和可持續(xù)就業(yè)能力。