基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的“軟件工程”課程教學(xué)方法研究與實(shí)踐

關(guān)鍵詞：工程素質(zhì)培養(yǎng)；軟件工程；教學(xué)方法

中圖法分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

針對(duì)軟件工程專業(yè)的學(xué)科教材、學(xué)生學(xué)習(xí)情況，搜集與整合課內(nèi)外的基礎(chǔ)理論知識(shí)、項(xiàng)目及案例實(shí)踐內(nèi)容，構(gòu)建規(guī)范化、系統(tǒng)化的教學(xué)知識(shí)體系，設(shè)置融合教學(xué)目標(biāo)、線上教學(xué)情境、教學(xué)內(nèi)容、軟件項(xiàng)目實(shí)踐、學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布、在線測(cè)驗(yàn)、線上問題答疑、教學(xué)反思與評(píng)價(jià)的教育執(zhí)行環(huán)節(jié)，由教師引導(dǎo)學(xué)生參與不同環(huán)節(jié)的互動(dòng)探究、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的軟件工程應(yīng)用型人才。

2“五位一體”的教學(xué)模式

為培養(yǎng)與提升學(xué)生的工程職業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐應(yīng)用能力，高校教師在“軟件工程”課程內(nèi)容、教學(xué)方法的組織設(shè)計(jì)中，須以“五位一體”的綜合性教學(xué)理念為指導(dǎo)，開展軟件工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)講授、項(xiàng)目與案例實(shí)踐教學(xué)，并通過五個(gè)方面的補(bǔ)充、協(xié)同共進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“軟件工程”課程教學(xué)質(zhì)量的改善與提升。

2.1以線下課堂講授為基礎(chǔ)的教學(xué)

當(dāng)前，“五位一體”專業(yè)課程的教育教學(xué)模式通常包括線下講授、線上演示與交互教學(xué)、校外實(shí)踐基地教學(xué)、科研探究教學(xué)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)教學(xué)等內(nèi)容。其中，通過對(duì)軟件工程教材理論知識(shí)、課內(nèi)實(shí)踐案例進(jìn)行整合，由教師在課堂中向?qū)W生進(jìn)行線下教學(xué)，是最為常見、最為重要的教學(xué)方式之一，能讓學(xué)生對(duì)“軟件工程”課程知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并激發(fā)學(xué)生參與工程項(xiàng)目、案例實(shí)踐的積極性，也明確了“軟件工程”課程學(xué)科教育的實(shí)踐應(yīng)用導(dǎo)向。

2.2以線上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為主的演示教學(xué)

采用慕課（MOOC）、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，可針對(duì)具體的項(xiàng)目案例、實(shí)踐應(yīng)用問題，創(chuàng)設(shè)問題導(dǎo)向式、啟發(fā)引導(dǎo)式的教學(xué)情境，使學(xué)生深入相應(yīng)的軟件工程項(xiàng)目、教學(xué)主題中，完成課程的線上演示與指導(dǎo)教學(xué)、自主探究和實(shí)踐學(xué)習(xí)。在這一過程中，教師起到線上課程演示講解、實(shí)踐指導(dǎo)的作用，而學(xué)生作為教學(xué)的主體，可將基礎(chǔ)理論知識(shí)融入軟件項(xiàng)目開發(fā)、創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)習(xí)中，從而掌握與提高基礎(chǔ)理論知識(shí)、應(yīng)用技能。

2.3以校外基地為主的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)

高校軟件工程專業(yè)與校外企業(yè)聯(lián)合，建立系統(tǒng)、完善的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地，是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、實(shí)踐應(yīng)用能力的重要方式，可培養(yǎng)出大量以行業(yè)需求為導(dǎo)向的專業(yè)技術(shù)型人才。而“校企合作”的實(shí)踐基地教學(xué)，是由企業(yè)技能人員為主導(dǎo)、教師為輔助，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)軟件工程項(xiàng)目的開發(fā)與實(shí)踐，如參與Android/iOS系統(tǒng)程序開發(fā)、游戲開發(fā)、軟件項(xiàng)目測(cè)試的實(shí)踐，有助于學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)用能力、崗位適應(yīng)能力的發(fā)展。

2.4以科研就業(yè)創(chuàng)業(yè)為主的探究教學(xué)

除課堂基礎(chǔ)理論知識(shí)講授、課內(nèi)外案例實(shí)踐教學(xué)以外，高校軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)教育，須從具體的科研項(xiàng)目、就業(yè)與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐案例出發(fā)，以校內(nèi)的科研實(shí)驗(yàn)室、就業(yè)指導(dǎo)中心為主導(dǎo)，為學(xué)生創(chuàng)造參與軟件工程科研項(xiàng)目、社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。具體包括，為學(xué)習(xí)成績(jī)一般、動(dòng)手操作實(shí)踐欲望較強(qiáng)的學(xué)生，組織校內(nèi)外的軟件工程項(xiàng)目講座、基礎(chǔ)案例實(shí)踐活動(dòng)；而對(duì)于學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異、創(chuàng)新創(chuàng)造能力強(qiáng)的學(xué)生，為其提供軟件項(xiàng)目編程、網(wǎng)頁開發(fā)設(shè)計(jì)的參賽資格，起到“以賽代練、以賽促研”的教學(xué)效果。

3存在的問題

3.1缺乏以學(xué)生為主的教學(xué)知識(shí)體系、教育目標(biāo)

“軟件工程”課程的教學(xué)活動(dòng)組織，往往以任課教師為整個(gè)教學(xué)的主導(dǎo)與中心，由教師圍繞教材知識(shí)體系、考試方向，對(duì)每節(jié)課的軟件工程理論、實(shí)踐案例內(nèi)容進(jìn)行整合，向?qū)W生開展重要知識(shí)點(diǎn)、案例實(shí)踐的講授式教育。但這一教學(xué)模式并未考慮不同學(xué)生的思維認(rèn)知、學(xué)習(xí)狀況，在課程知識(shí)點(diǎn)、實(shí)踐案例的組織方面局限于教材，缺乏課外網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)理論、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的引入與設(shè)置，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)參與積極性、培養(yǎng)其動(dòng)手實(shí)踐能力。此外，部分院校也沒有構(gòu)建完善的“軟件工程”課程教學(xué)知識(shí)體系及制定綜合實(shí)踐應(yīng)用的人才培養(yǎng)目標(biāo)，使得整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的組織缺乏系統(tǒng)性、規(guī)范性與導(dǎo)向性，不能幫助學(xué)生完成基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)、案例實(shí)踐應(yīng)用。

3.2網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、校外實(shí)踐基地不完善

針對(duì)“軟件工程”五位一體專業(yè)精品課程的打造，須依托慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)，以及由校企合作建立課程的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地，為教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展，提供充分的實(shí)踐應(yīng)用載體，以保證不同學(xué)科內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)工作的順利進(jìn)行。然而，部分院校的軟硬件設(shè)施仍存在設(shè)備老舊、軟件不完善的問題。

雖然多數(shù)院校已引人多媒體軟件、PPT課件的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為任課教師提供了基礎(chǔ)的教學(xué)平臺(tái)、演示空間，但不同學(xué)校之間缺乏專業(yè)教學(xué)的聯(lián)合，未建立多校協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)教育渠道，在教學(xué)視頻課件制作、教學(xué)資源整合方面的共享性較低。同時(shí)，校企合作機(jī)制的缺失、校外實(shí)踐基地建設(shè)待完善，也導(dǎo)致教師的“軟件工程”課程實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生的項(xiàng)目案例演練與操作缺乏機(jī)會(huì)，在軟件開發(fā)、程序功能匯編與實(shí)現(xiàn)上面臨嚴(yán)重困難。

3.3“軟件工程”課程情境、教學(xué)內(nèi)容與方式單一陳舊

“軟件工程”課程通常包括Web應(yīng)用開發(fā)、軟件重用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、人機(jī)交互設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試等，但現(xiàn)階段不少教師在課程教學(xué)情境、教學(xué)內(nèi)容的組織上，不僅缺少有關(guān)項(xiàng)目組織、軟件成熟度、軟件構(gòu)架、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的重要知識(shí)點(diǎn)，且未根據(jù)具體的教學(xué)主題、軟件開發(fā)問題，進(jìn)行工程實(shí)踐導(dǎo)向的教學(xué)情境設(shè)計(jì)，使得教材理論知識(shí)講授的課時(shí)過多，而課外重要知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目案例內(nèi)容的涉及不足。另外，“軟件工程”課程的教學(xué)方式往往忽視對(duì)用戶實(shí)踐需求、企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)需求的考量，缺乏軟件開發(fā)需求分析、軟件概要設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、軟件集成測(cè)試等教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置。教師也極少帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室、校外實(shí)踐基地，對(duì)某一軟件開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行小組實(shí)踐，缺乏與學(xué)生的雙向溝通交流、“一對(duì)一”問題指導(dǎo)，造成“軟件工程”課程教學(xué)的形式化嚴(yán)重、實(shí)踐意義不足，教學(xué)質(zhì)量難以得到保障。

4教學(xué)策略

4.1設(shè)置以軟件開發(fā)需求為主的教學(xué)目標(biāo)

軟件工程C語言程序匯編是軟件開發(fā)設(shè)計(jì)的首選語言之一，本文圍繞《貪吃蛇》小游戲的開發(fā)，探討“軟件工程”課程教學(xué)的執(zhí)行流程。在軟件項(xiàng)目開發(fā)、功能實(shí)現(xiàn)的過程中，首先根據(jù)項(xiàng)目系統(tǒng)性需求、設(shè)計(jì)要求，制定科學(xué)、規(guī)范的教學(xué)目標(biāo)。

4.2創(chuàng)設(shè)以學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)培養(yǎng)為主的教學(xué)情境

“軟件工程”課程的教學(xué)活動(dòng)設(shè)置應(yīng)根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)理論知識(shí)、項(xiàng)目案例實(shí)踐學(xué)習(xí)狀況，創(chuàng)設(shè)問題導(dǎo)向式、啟發(fā)引導(dǎo)式的教學(xué)情境。例如，針對(duì)《貪吃蛇》游戲軟件開發(fā)的教學(xué)，教師可提出以下問題作為情境主題：“《貪吃蛇》游戲程序的設(shè)計(jì)流程是怎樣的？”“如何進(jìn)行《貪吃蛇》游戲的圖形界面初始化、全局變量定義、結(jié)構(gòu)體編譯設(shè)計(jì)？”

由教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)《貪吃蛇》游戲的規(guī)則，建立蛇對(duì)象前序／后序訪問、骨節(jié)運(yùn)動(dòng)的模型，并設(shè)置圖形界面初始化的程序int gd=DETECT，gm；initgraph（&gd，&gm，“c：＼＼Win-TC”），以及確定貪吃蛇（初始）坐標(biāo)、節(jié)數(shù)、運(yùn)動(dòng)方向、食物狀態(tài)等結(jié)構(gòu)體變量的函數(shù)，完成教師引導(dǎo)、學(xué)生自主探究的情境導(dǎo)向教學(xué)。

4.3創(chuàng)新“軟件工程”課程的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)方式

“軟件工程”課程作為項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，其在線上線下教學(xué)內(nèi)容的組織、設(shè)置方面，不僅包含教材基礎(chǔ)理論知識(shí)，還涵蓋課內(nèi)外的項(xiàng)目實(shí)踐案例、編程設(shè)計(jì)等內(nèi)容。比如，在《貪吃蛇》游戲軟件開發(fā)課程中，通常存在項(xiàng)目可行性分析、系統(tǒng)需求分析、對(duì)象模型設(shè)計(jì)、代碼編譯、項(xiàng)目測(cè)試、軟件文檔讀寫和存儲(chǔ)等內(nèi)容。在對(duì)以上“軟件工程”課程內(nèi)容的教學(xué)中，教師主要面向軟件開發(fā)的對(duì)象，組織設(shè)置線下教學(xué)執(zhí)行環(huán)節(jié)，制作線上軟件項(xiàng)目教學(xué)的視頻，開展包括軟件項(xiàng)目可行性、項(xiàng)目需求分析、對(duì)象模型設(shè)計(jì)的理論講授，以及軟件程序匯編、項(xiàng)目測(cè)試與維護(hù)的實(shí)踐演示教育。

針對(duì)“軟件工程”課程實(shí)踐教學(xué)方式的設(shè)計(jì)，要充分發(fā)揮慕課網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)平臺(tái)、校內(nèi)外實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地教育載體的作用，設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布、直播課程講授、項(xiàng)目實(shí)踐演示、在線作業(yè)測(cè)驗(yàn)、教學(xué)資料管理、科研創(chuàng)新的系統(tǒng)化教學(xué)模式。由教師繪制課程知識(shí)體系、教學(xué)實(shí)踐的流程圖，帶領(lǐng)學(xué)生參與軟件開發(fā)、項(xiàng)目需求分析、軟件程序匯編、軟件測(cè)試與維護(hù)的實(shí)踐操作，促進(jìn)課堂實(shí)踐中的專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)、師生問題交流、學(xué)生小組討論，進(jìn)而保證軟件工程教學(xué)、程序運(yùn)行與管理質(zhì)量的提升。

4.4注重“軟件工程”課程的交互指導(dǎo)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)教育

“軟件工程”作為一門實(shí)踐應(yīng)用性課程，在對(duì)高校學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)的過程中，也須校內(nèi)科研實(shí)驗(yàn)室、就業(yè)指導(dǎo)中心人員共同參與，開展具體軟件項(xiàng)目開發(fā)的指導(dǎo)教育。比如，以社會(huì)企業(yè)的原料采購管理系統(tǒng)開發(fā)為例，可由學(xué)科教師、專業(yè)科研人員為主導(dǎo)，創(chuàng)建原料采購管理系統(tǒng)開發(fā)的共享課程，帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)置軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)流圖，以及ERP信息化管理系統(tǒng)、OA業(yè)務(wù)系統(tǒng)、功能管理模塊，包括開發(fā)供應(yīng)商、產(chǎn)品編號(hào)、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品數(shù)量、供貨價(jià)格等項(xiàng)目管理模塊，通過I/O集成接口形成不同系統(tǒng)、功能服務(wù)之間的連接。

專業(yè)科研人員、學(xué)科教師要根據(jù)不同學(xué)生的自主探究、軟件開發(fā)實(shí)踐情況，指導(dǎo)學(xué)生征集不同的軟件開發(fā)設(shè)計(jì)方案，創(chuàng)建與修改原料采購管理系統(tǒng)模型、功能模塊，使學(xué)生能夠通過自主學(xué)習(xí)實(shí)踐、師生交互討論，掌握小型軟件項(xiàng)目開發(fā)的數(shù)據(jù)流圖、功能模塊添加與修改方式，以及社會(huì)企業(yè)類似產(chǎn)品開發(fā)的具體流程，提高其軟件系統(tǒng)程序匯編、配套功能設(shè)計(jì)的能力。

4.5做好“軟件工程”課程的課后反思、客觀教學(xué)評(píng)價(jià)

面對(duì)“軟件工程”課程過于注重教學(xué)任務(wù)、考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的問題，高校要圍繞課前、課中與課后的教學(xué)流程，設(shè)置系統(tǒng)化的教學(xué)反思與評(píng)價(jià)體系。其中，課前教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)、學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布，占到總體評(píng)價(jià)比例的30%；課堂過程化考核，包括在線教學(xué)視頻、項(xiàng)目實(shí)踐演示、章節(jié)測(cè)試、章節(jié)作業(yè)，占到總體教學(xué)評(píng)價(jià)比例的40%；而校內(nèi)外科研實(shí)踐、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教學(xué)，以及學(xué)生在不同軟件項(xiàng)目開發(fā)過程中的實(shí)踐操作評(píng)價(jià)，占到總體教學(xué)評(píng)價(jià)比例的30%。

在“軟件工程”課程教學(xué)（學(xué)習(xí)）評(píng)價(jià)過程中，由教師、學(xué)生分別作為考核主體，設(shè)置課程教學(xué)的問卷調(diào)查內(nèi)容，互相為對(duì)方做出教學(xué)（學(xué)習(xí)）情況的打分評(píng)價(jià)，包括對(duì)教師教學(xué)任務(wù)完成情況、課內(nèi)外實(shí)踐案例指導(dǎo)情況的評(píng)價(jià)，以及對(duì)學(xué)生軟件項(xiàng)目開發(fā)、實(shí)踐應(yīng)用能力的評(píng)價(jià)，盡可能地客觀反映學(xué)生工程素質(zhì)、軟件開發(fā)實(shí)踐技能培養(yǎng)的結(jié)果。

5結(jié)束語

應(yīng)用型本科教育為近年來高校教育的重要發(fā)展方向，“軟件工程”課程的教育教學(xué)也不例外，根據(jù)本學(xué)科的教材理論知識(shí)，找準(zhǔn)教學(xué)發(fā)展定位，組織與設(shè)置創(chuàng)新化的課程內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐模式，成為“軟件工程”課程教學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)。因此，依托慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以及由校企合作建立課程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地，創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生認(rèn)知、社會(huì)實(shí)踐需求的線上線下融合教學(xué)模式，系統(tǒng)化地完成“軟件工程”課程基礎(chǔ)理論知識(shí)講解、在線課堂演示、項(xiàng)目案例實(shí)踐、科研創(chuàng)新的全面指導(dǎo)教育，可培養(yǎng)出具有工程職業(yè)素養(yǎng)、軟件程序開發(fā)能力的綜合應(yīng)用型人才，進(jìn)而大大提高“軟件工程”課程的人才培養(yǎng)質(zhì)量、“五位一體”教學(xué)質(zhì)量。

作者簡(jiǎn)介：

呂濤（1973—），碩士，副教授，研究方向：軟件工程、人工智能應(yīng)用基礎(chǔ)。