“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下軟件工程課程有效性探討

趙秀梅，郭詠梅

(長(zhǎng)治學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，山西 長(zhǎng)治 046011)

引言

國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在2015 年政府工作報(bào)告中提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，使得“互聯(lián)網(wǎng)+”成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，納入了頂層設(shè)計(jì)[1]。2018 年4 月教育部發(fā)布的《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》中指出：“到2022 年建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的人才培養(yǎng)新模式?！被ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)公司亟需大量的IT 人才[2]。特別是具有高級(jí)技能的軟件工程人才的需求量更大。基于社會(huì)行業(yè)需求，教學(xué)必須著眼于培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新型能力的應(yīng)用型人才。因此軟件工程課程必須適應(yīng)時(shí)代需求進(jìn)行教學(xué)模式改革。

1 軟件工程課程的應(yīng)然目標(biāo)

軟件工程課程從知識(shí)目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)、能力目標(biāo)三位一體的人才培養(yǎng)體系著手，需要學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐能力、科學(xué)和人文素養(yǎng)及個(gè)性發(fā)展等方面加以提升[3]。根據(jù)軟件工程課程的特點(diǎn)并結(jié)合本校學(xué)生自身的實(shí)際情況，基于互聯(lián)網(wǎng)上時(shí)空自由、應(yīng)用便捷的教育環(huán)境和慕課教學(xué)資源，靈活選擇適合本身的學(xué)習(xí)方式和進(jìn)程，著重培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面能力:學(xué)習(xí)能力、思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。要求學(xué)生課前通過視頻自主預(yù)習(xí)，找出問題以便提高課堂效率；課中以解決生活中常見問題的軟件項(xiàng)目開發(fā)案例作為實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生實(shí)踐中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并且精準(zhǔn)控制學(xué)生完成項(xiàng)目進(jìn)度的實(shí)施，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的棘手問題及時(shí)解決。根據(jù)每個(gè)學(xué)生的不同基礎(chǔ)，進(jìn)行案例設(shè)計(jì)的裁剪和提煉，充分體現(xiàn)軟件工程課程教學(xué)的本質(zhì)，同時(shí)也要體現(xiàn)項(xiàng)目的工程特色。

2 軟件工程課程的實(shí)然樣態(tài)

軟件工程作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，在課程體系中本應(yīng)占據(jù)著舉足輕重的地位。但傳統(tǒng)教學(xué)過程卻存在著課時(shí)少、內(nèi)容多且抽象以及教師授課重理論輕實(shí)踐等問題。課上師生交流互動(dòng)有限，學(xué)生只是機(jī)械的接受教師灌輸?shù)目菰飪?nèi)容，學(xué)生的參與性很差，教學(xué)效果一般。實(shí)踐操作能力不足，對(duì)軟件開發(fā)技術(shù)、開發(fā)規(guī)范、開發(fā)文檔書寫等缺乏了解。按照行業(yè)發(fā)展的需求，這些均不利于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)軟件的能力，因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的軟件工程課程改革勢(shì)在必行。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下軟件工程課程的教學(xué)改革措施

首先應(yīng)該明白抽象思維、理論知識(shí)與設(shè)計(jì)實(shí)踐的關(guān)系。抽象是從眾多事物與現(xiàn)象中抽取出共同與本質(zhì)的特征，理論與設(shè)計(jì)如果沒有抽象作為前提，二者是無法達(dá)到目的的。若理論不能指導(dǎo)設(shè)計(jì)，那么很難體現(xiàn)其價(jià)值。項(xiàng)目的重要手段在于設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)沒有理論的指導(dǎo)，那么很難保證設(shè)計(jì)的正確性、可靠性和完整性。設(shè)計(jì)是軟件的核心，理論是軟件的基礎(chǔ)，抽象是思維的一種基本方式。以教促學(xué)，以學(xué)促教，教師在實(shí)踐指導(dǎo)的過程中提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。實(shí)現(xiàn)“學(xué)—練—研—用”貫通，主要圍繞圖1 所示的軟件工程教學(xué)四維度進(jìn)行討論。

圖1 軟件工程教學(xué)四維度

3.1 抓住MOOC 教育機(jī)遇，高效習(xí)得知識(shí)

MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模開放在線課程）作為網(wǎng)絡(luò)化智慧教育的一種形式，其提供的在線課程資源具有開放、免費(fèi)的特點(diǎn)，學(xué)生可以通過MOOC 選擇適合本身特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)教育資源。

軟件工程課程理論涉及知識(shí)面廣，具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，但課時(shí)有限。怎樣才能在有限的時(shí)間、有限的項(xiàng)目難度基礎(chǔ)上使得不同程度的學(xué)生達(dá)到實(shí)踐需求是值得深思的。課前充分利用爾雅平臺(tái)組織教學(xué)活動(dòng)，及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑，隨時(shí)交流討論溝通，進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。課堂教學(xué)打破以往教師在講臺(tái)上講、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。只有在教學(xué)中以學(xué)生為中心，師生雙向進(jìn)行互動(dòng)對(duì)話，讓學(xué)生動(dòng)起來，給予一定難度的挑戰(zhàn)性任務(wù)，讓學(xué)生形成從認(rèn)知、情感、行為到親身設(shè)計(jì)的多元化體驗(yàn)；讓學(xué)生置身于現(xiàn)實(shí)問題或任務(wù)情境中學(xué)習(xí)知識(shí)和技能；模仿成熟的項(xiàng)目從而學(xué)習(xí)所需要的知識(shí)技能；應(yīng)用新的知識(shí)技能來解決給定任務(wù)；通過討論、辯解、反思等方式優(yōu)化所獲得的知識(shí)和技能，以此促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。教師的主要工作就是案例研討，解決學(xué)生在自學(xué)的過程中出現(xiàn)的各種問題，組織引導(dǎo)、討論，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性；課后開展高階性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐，上傳過程性學(xué)習(xí)資料、討論評(píng)價(jià)，教師監(jiān)控答疑。具體開展形式如圖2課程教學(xué)形式所示。

圖2 課程教學(xué)形式

3.2 學(xué)思結(jié)合，由淺層教學(xué)走向深度教學(xué)

軟件工程是多學(xué)科交叉的課程，不僅蘊(yùn)含哲學(xué)思想，還涉及數(shù)學(xué)、管理科學(xué)、工程科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，這就需要教師在實(shí)際教學(xué)過程中致力于學(xué)生多種能力的培養(yǎng)，如培養(yǎng)學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析、算法設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)編程解決給定問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生在軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中借助軟件工具進(jìn)行創(chuàng)新思維的能力；培養(yǎng)學(xué)生在項(xiàng)目管理過程中應(yīng)具備的協(xié)調(diào)能力等。所有這些能力的形成，僅僅通過單向的知識(shí)的傳遞是很難實(shí)現(xiàn)的。而思維作為較高層次的理性認(rèn)識(shí)過程，則可以使課堂教學(xué)走向深入。因此，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)表象、概念充分理解的基礎(chǔ)上經(jīng)由分析、綜合、判斷、推理來形成自己的高階思維，提升自己的各種能力才是教學(xué)的理想狀態(tài)，這也正是高品質(zhì)課堂應(yīng)追求的五種境界：沉默、問答、對(duì)話、質(zhì)疑和辯論。學(xué)生在課堂上不再只是習(xí)得一些事實(shí)性知識(shí)，而是經(jīng)由自己的深度理解去體驗(yàn)、探索和建構(gòu)知識(shí)。所以，營(yíng)造良好的課堂教學(xué)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，改變學(xué)生課堂上的被動(dòng)地位，變句號(hào)教學(xué)為問號(hào)教學(xué)，努力使學(xué)生在習(xí)得知識(shí)的基礎(chǔ)上提高能力、生成智慧。

3.3 “知行合一”，提高學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力

了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生的思維活躍性，及時(shí)獲取學(xué)生在課前、課中、課后的學(xué)習(xí)反饋情況，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在實(shí)訓(xùn)過程中注重培養(yǎng)“知行合一”，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用，用批判性思維、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)其正確的科學(xué)觀，形成責(zé)任和擔(dān)當(dāng)意識(shí)。以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)OBE（Outcome-based Education）成果導(dǎo)向教育。在模擬成熟的項(xiàng)目開發(fā)全過程中，有效培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、問題理解和求解能力、系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)能力，體驗(yàn)和思考所用的工具及技術(shù)的優(yōu)劣，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際需求知識(shí)的廣泛遷移，從而使學(xué)生獲得一定的成就感，進(jìn)而在項(xiàng)目實(shí)踐中提高實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力。

創(chuàng)造各種學(xué)習(xí)條件，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過程中學(xué)會(huì)思考問題與知識(shí)遷移，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)與合作與競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)。在教師指導(dǎo)下通過小組交流討論提高學(xué)生分析探究問題的能力，從而增強(qiáng)問題解決的能力。

積極鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)大中型“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”賽事，以大賽為背景，選取高質(zhì)量的項(xiàng)目題材；明確項(xiàng)目目標(biāo)，根據(jù)組員間的個(gè)人特點(diǎn)，進(jìn)行任務(wù)分配與時(shí)間規(guī)劃。運(yùn)用軟件工程理論知識(shí)分析項(xiàng)目中的各種技術(shù)問題，找到相應(yīng)的解決方案，達(dá)到現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，挑戰(zhàn)更高技術(shù)知識(shí)，為今后的就業(yè)創(chuàng)業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

3.4 立足各種能力，致力于“整全人”的培養(yǎng)

通過軟件工程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)軟件工程課程基本原理的理解和基本的實(shí)踐操作能力、軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)能力、軟件編程與調(diào)試能力、項(xiàng)目的組織能力、持續(xù)學(xué)習(xí)與改進(jìn)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過課程掌握相關(guān)知識(shí)，提升分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及測(cè)試等相關(guān)能力，以培養(yǎng)軟件方面的高精尖人才。

能力培養(yǎng)的思路：通過項(xiàng)目分析，將任務(wù)分解為算法、編程語言、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)點(diǎn)，揉碎、打通知識(shí)脈絡(luò)。通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能力；通過體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力；通過軟件工具的使用以提高學(xué)生的軟件開發(fā)能力；通過項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力；通過項(xiàng)目管理以培養(yǎng)學(xué)生的經(jīng)營(yíng)管理能力；通過小組合作培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、交流溝通能力。

此外，在培養(yǎng)學(xué)生各種能力的同時(shí)，應(yīng)高度重視思政教育進(jìn)課堂，把課程思政融入到教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，或在一個(gè)教學(xué)活動(dòng)中融合多種思政元素，形成自身新的“信息能源”。從身心素質(zhì)角度培養(yǎng)學(xué)生的樂觀生活態(tài)度、抗挫折能力；從個(gè)人角度培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的人格、持續(xù)自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立工作、獨(dú)立思考、理性批判改進(jìn)能力；從社會(huì)角度培養(yǎng)學(xué)生的世界觀、人生觀、團(tuán)隊(duì)合作能力、社會(huì)職業(yè)道德和誠(chéng)信意識(shí)；從工程角度培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的工程觀念、理論分析與解決實(shí)際問題的能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、工程項(xiàng)目訓(xùn)練和企業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；從研究角度培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)抽象思維、建立強(qiáng)烈的好奇心和研究興趣。

結(jié)語

運(yùn)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、MOOC 助學(xué)、合作互學(xué)，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，基于項(xiàng)目與案例分析進(jìn)行調(diào)查研究，以幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，從而培養(yǎng)其靈活運(yùn)用的能力。