軟件工程學(xué)課程多層次實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

1、軟件工程學(xué)課程多層次理論教學(xué)體系的構(gòu)建軟件工程學(xué)課程多層次理論教學(xué)體系的構(gòu)建摘要：理論教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用才能和創(chuàng)新才能、實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目的的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)軟件工程學(xué)課程理論教學(xué)中存在的問(wèn)題，本文提出一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的多層次理論教學(xué)體系改革方案，詳細(xì)討論課程實(shí)驗(yàn)、軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)、開(kāi)放式工程實(shí)訓(xùn)和科研素質(zhì)訓(xùn)練等四個(gè)階段理論教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、組織和施行方案，并分析了建構(gòu)主義理論對(duì)理論教學(xué)的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：軟件工程；建構(gòu)主義；理論教學(xué)；教學(xué)改革1背景分析軟件工程學(xué)是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的一門(mén)綜合性課程，具有極強(qiáng)的理論性，目前已被廣泛列入計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)方案。如何組織好軟

2、件工程學(xué)課程的理論教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型軟件人才具有重要意義。對(duì)于應(yīng)用型本科院校，軟件工程學(xué)的教學(xué)目的要求學(xué)生掌握實(shí)用的軟件開(kāi)發(fā)方法和原理，學(xué)習(xí)如何開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件，授課內(nèi)容涵蓋了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)那么以及經(jīng)典的軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)等，為學(xué)生從事計(jì)算機(jī)大規(guī)模軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)工作打下基矗盡管老師在授課過(guò)程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)軟件工程學(xué)的理論對(duì)于指導(dǎo)軟件開(kāi)放理論的重要性，但通過(guò)觀察學(xué)生的反應(yīng)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣并不高，尤其是在理論中靈敏運(yùn)用所學(xué)理論的才能缺乏。造成這一現(xiàn)狀的因素很多，在此結(jié)合我院實(shí)際從以下三個(gè)方面進(jìn)展討論：1)課程的理論和理論環(huán)節(jié)比例設(shè)置失當(dāng)。應(yīng)用型本科院校的學(xué)生，其

3、理論分析才能往往有所欠缺，這就要求老師在課堂上既要闡述理論的分析、原理和作用，又要提供基于理論的處理方法，比方提供工程案例，給出開(kāi)發(fā)流程的詳細(xì)說(shuō)明，從而熏陶學(xué)生軟件分析、設(shè)計(jì)的思路及技巧。由此，需要改革傳統(tǒng)的課程學(xué)時(shí)比例安排，采用更新穎的教學(xué)形式，將理論環(huán)節(jié)和理論授課巧妙地編織在一起。2)缺乏后續(xù)工程理論訓(xùn)練，理論知識(shí)得不到有效穩(wěn)固。在現(xiàn)有的教學(xué)方案中，該課程和本專業(yè)其他課程的關(guān)聯(lián)度偏低，既定學(xué)時(shí)授課完畢后，后續(xù)理論訓(xùn)練環(huán)節(jié)未能跟上，導(dǎo)致學(xué)生從課程中習(xí)得的內(nèi)容得不到進(jìn)一步的穩(wěn)固和加深，不容易學(xué)以致用。根據(jù)艾賓浩斯的遺忘曲線理論，遺忘具有先快后慢的規(guī)律，單純注重當(dāng)時(shí)的學(xué)習(xí)效果，而無(wú)視了后期的保持

4、和再認(rèn),同樣達(dá)不到良好效果。因此，為該課程構(gòu)建更加科學(xué)的理論教學(xué)體系，從多角度、多層面對(duì)學(xué)生進(jìn)展訓(xùn)練，讓學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)技能有施展的舞臺(tái)，對(duì)于培養(yǎng)其分析和解決問(wèn)題的才能，進(jìn)步理論與理論相結(jié)合的才能有積極意義。3)考核機(jī)制亟待改良。對(duì)于軟件工程學(xué)這類理論性較強(qiáng)的課程，采用傳統(tǒng)的應(yīng)試教育考試方式，如閉卷筆試，會(huì)將學(xué)生的注意力引導(dǎo)至死記硬背、生搬硬套的方向上去，和課程設(shè)置的預(yù)期目的相違犯，無(wú)法全面檢驗(yàn)教學(xué)成效。相比之下，學(xué)生更加歡送方案公開(kāi)、自由選題的考核方式?？己朔绞綉?yīng)表達(dá)學(xué)生是考核的主人，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，考察其創(chuàng)新精神和在不同的理論情境下應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)的才能，更注重理論才能、協(xié)作精神的培養(yǎng)。2

5、多層次理論教學(xué)體系理論教學(xué)不僅能傳授知識(shí)、驗(yàn)證理論、培養(yǎng)技能，而且相對(duì)于理論教學(xué)具有直觀性、理論性、綜合性、設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性1。理論環(huán)節(jié)對(duì)于軟件工程學(xué)這類工科課程尤為重要。針對(duì)上節(jié)討論的該課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，在我們已有相關(guān)教學(xué)研究與理論的根底上，本節(jié)介紹一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的多層次理論教學(xué)體系。該體系著眼軟件人才市場(chǎng)的需求，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鑄造應(yīng)用型軟件人才。圖1是該理論教學(xué)體系的二維構(gòu)造圖，其中垂直方向?yàn)樗膫€(gè)階段的多層理論教學(xué)環(huán)節(jié)，即軟件工程學(xué)課程的根本實(shí)驗(yàn)、軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)、開(kāi)放式工程實(shí)訓(xùn)以及科研素質(zhì)訓(xùn)練；在程度方向上，上述四個(gè)理論層次被劃分到當(dāng)前軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)比擬主流的兩種技術(shù)

6、平臺(tái)(.NetFraerk和J2EE)進(jìn)展實(shí)現(xiàn)。下面首先簡(jiǎn)述建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的原那么，再圍繞四個(gè)階段的理論教學(xué)過(guò)程進(jìn)展詳細(xì)說(shuō)明。圖1多層次理論教學(xué)體系構(gòu)造圖建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是國(guó)內(nèi)外教育學(xué)專家近年來(lái)的一項(xiàng)重要研究成果。該理論認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)生在一定的情境下，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得。該理論提倡以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，其中，老師只是意義建構(gòu)的促進(jìn)者，學(xué)生那么是信息加工的主體、意義的主動(dòng)建構(gòu)者。筆者所參與的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該理論進(jìn)展了深化學(xué)習(xí)和研究，并已將其應(yīng)用到本學(xué)院的相關(guān)課程改革中，收效良好2。2.1課程實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)是為配合軟件工程學(xué)的理論教學(xué)而設(shè)置的。為解決該課程理論知識(shí)點(diǎn)枯燥難懂的

7、問(wèn)題，進(jìn)步學(xué)生興趣，我們將課程實(shí)驗(yàn)由原來(lái)的8學(xué)時(shí)加大到16學(xué)時(shí)，理論課堂上僅簡(jiǎn)要闡述理論難點(diǎn)，讓學(xué)生通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)來(lái)消化這些理論知識(shí)，順應(yīng)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的要求，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)讓位于學(xué)生，老師那么通過(guò)組織、輔導(dǎo)和答疑輔助學(xué)生進(jìn)展有意義的知識(shí)構(gòu)建。課程實(shí)驗(yàn)從應(yīng)用角度分為三種類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)用于穩(wěn)固和加深學(xué)生對(duì)于特定理論知識(shí)點(diǎn)的理解程度。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在循序漸進(jìn)地強(qiáng)化學(xué)生的分析設(shè)計(jì)和上機(jī)操作才能，在本課程的課程實(shí)驗(yàn)中，這一類型的實(shí)驗(yàn)占有較重的比例，例如根據(jù)需求設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖、軟件構(gòu)造圖；根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原那么建立系統(tǒng)的對(duì)象模型、交互模型和功能模型等。軟件工程學(xué)

8、在一定程度上將本專業(yè)的先修課程，如程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)構(gòu)造、面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)以及計(jì)算機(jī)算法等有機(jī)結(jié)合起來(lái)了，因此，有必要設(shè)置一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)貫穿課程始終，注意與先修課程的照應(yīng)，增強(qiáng)課程之間的關(guān)聯(lián)度。該實(shí)驗(yàn)可以選擇一個(gè)中等規(guī)模的工程(如網(wǎng)上圖書(shū)銷(xiāo)售系統(tǒng))作為案例，讓學(xué)生通過(guò)案例的分析和設(shè)計(jì)，結(jié)合教材各章的知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論與理論的有機(jī)交融，再選用熟悉的技術(shù)平臺(tái).NetFraerk或J2EE實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，從而理解并穩(wěn)固課堂中介紹的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，將其運(yùn)用到理論中，并學(xué)會(huì)編寫(xiě)各階段文檔。三種類型的課程實(shí)驗(yàn)互相配合，既可有效覆蓋課程的重難點(diǎn)，又接近軟件開(kāi)發(fā)的工程實(shí)際需要，使學(xué)生理解軟件生命周期中的各階段活動(dòng)，掌握各個(gè)文檔

9、的撰寫(xiě)方法，充分激發(fā)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。2.2軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)學(xué)生在課堂以及課程實(shí)驗(yàn)中所學(xué)的專業(yè)知識(shí)通常只是入門(mén)根底，企業(yè)需要的不僅是這些根底技能，更需要員工具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)才能，能在工作中快速上手。隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的飛速開(kāi)展，很多知識(shí)的學(xué)習(xí)僅靠課堂的有限學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要讓學(xué)生全程參與相關(guān)工程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，在理論過(guò)程中逐步熟悉和掌握軟件開(kāi)發(fā)所必需的原那么、方法和技術(shù)。然而，學(xué)校所能承接的企業(yè)外包工程畢竟數(shù)量有限，不可能為每個(gè)學(xué)生都提供參與時(shí)機(jī)。為此，我們?cè)谲浖こ虒W(xué)課程學(xué)期的期末設(shè)置了為期3周的軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生體驗(yàn)IT業(yè)界的氣氛和一線軟件開(kāi)發(fā)人員的工作環(huán)境，鍛煉其工程才能。

10、這個(gè)層面的理論環(huán)節(jié)仍然以集中式訓(xùn)練為主，實(shí)習(xí)地點(diǎn)設(shè)在校內(nèi)，方便統(tǒng)一管理和考核。在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下，我們對(duì)軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)的考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)展了精心設(shè)計(jì)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生是考核的主人，通過(guò)考核，讓學(xué)生把課堂學(xué)到的根本知識(shí)和技能綜合起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，讓考核成為一個(gè)促進(jìn)學(xué)習(xí)和進(jìn)步綜合素質(zhì)的過(guò)程?？己朔桨腹_(kāi)，給學(xué)生充分的自由度。學(xué)生可以選擇采用書(shū)面或口頭辯論的方式進(jìn)展考核，在全班同學(xué)面前介紹自己的軟件開(kāi)發(fā)思路和設(shè)計(jì)原理，并承受學(xué)生和老師的提問(wèn)。考核沒(méi)有統(tǒng)一答案，學(xué)生可以充分發(fā)揮創(chuàng)造力，運(yùn)用發(fā)散性思維來(lái)解決問(wèn)題。這為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)有利于意義建構(gòu)的情境，能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，加深對(duì)根本理論的理解，對(duì)促進(jìn)學(xué)生理論

11、程度的進(jìn)步具有積極意義。2.3開(kāi)放式工程實(shí)訓(xùn)軟件工程專業(yè)實(shí)習(xí)給學(xué)生提供了一個(gè)集中的軟件開(kāi)發(fā)理論環(huán)境，通過(guò)老師全程跟蹤統(tǒng)一指導(dǎo)，學(xué)生從課堂和課程實(shí)驗(yàn)中所理解到的軟件生命周期各階段開(kāi)發(fā)流程等知識(shí)得到了進(jìn)一步強(qiáng)化。在開(kāi)放式工程實(shí)訓(xùn)階段，我們貫徹走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)的方針，與相關(guān)軟件企業(yè)親密協(xié)作，共同設(shè)計(jì)施行實(shí)訓(xùn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合性工程才能。這一階段側(cè)重于理論知識(shí)的靈敏運(yùn)用和理論才能的培養(yǎng)。在開(kāi)放式工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，我們采取多種形式的校企合作。一是參觀學(xué)習(xí)，與本地知名的IT企業(yè)聯(lián)絡(luò)，組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí)企業(yè)的現(xiàn)狀與開(kāi)展、工程研發(fā)過(guò)程與管理、人事管理形式、企業(yè)文化、團(tuán)隊(duì)精神與創(chuàng)立等，讓學(xué)生比擬深化地理解軟件企業(yè)的運(yùn)

12、行環(huán)境及要求，對(duì)將來(lái)就業(yè)有個(gè)初步的定位；二是工程開(kāi)發(fā)，針對(duì)企業(yè)成熟的工程或正在研發(fā)的工程，由企業(yè)工程技術(shù)人員做工程經(jīng)理，組織學(xué)生完成，全面參與工程開(kāi)發(fā)與管理的全過(guò)程。學(xué)生開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)參與從需求管理、軟件工程管理、軟件配置管理、軟件工程跟蹤與監(jiān)控、軟件質(zhì)量保證、軟件分包管理、集成化軟件管理到同行評(píng)審等過(guò)程的理論活動(dòng)；三是研討與評(píng)測(cè)，對(duì)工程實(shí)訓(xùn)做出評(píng)估。將企業(yè)技術(shù)人員請(qǐng)到學(xué)校，和校方老師、參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生一起，對(duì)實(shí)訓(xùn)進(jìn)展全面總結(jié)，涉及到工程完成情況匯報(bào)、工程開(kāi)發(fā)與管理中出現(xiàn)的問(wèn)題討論與總結(jié)、學(xué)生具備知識(shí)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)與缺乏等，通過(guò)討論和評(píng)測(cè)，對(duì)企業(yè)人員素質(zhì)需求與教學(xué)之間的間隙有更明晰的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的應(yīng)變才能得到

13、鍛煉，老師也能理解企業(yè)的最新動(dòng)態(tài)；四是鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合將來(lái)的就業(yè)動(dòng)向、個(gè)人專長(zhǎng)與興趣愛(ài)好，選定適宜的實(shí)習(xí)單位，35人為一小組，自行確定實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，制定方案，自我管理，自我組織完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，獨(dú)立解決實(shí)訓(xùn)中遇到的各種困難和工程技術(shù)問(wèn)題，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過(guò)和企業(yè)合作，教學(xué)活動(dòng)面向社會(huì)需求的目的變得更加明確，也促進(jìn)了校企在教學(xué)和科研等方面的合作，能為學(xué)生提供更好的環(huán)境，更高質(zhì)量的工作平臺(tái)，也有益老師教學(xué)科研程度的進(jìn)一步進(jìn)步。2.4科研素質(zhì)訓(xùn)練在上述三個(gè)層次理論教學(xué)體系的根底上，我們提倡老師平時(shí)應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)學(xué)研結(jié)合的重要性，進(jìn)步其科研創(chuàng)新素質(zhì)。大學(xué)生中間蘊(yùn)含著宏大的創(chuàng)新潛能，大學(xué)生科研活動(dòng)是培養(yǎng)和

14、發(fā)揮這種潛能必不可少的途徑。在學(xué)研結(jié)合進(jìn)步學(xué)生科研素質(zhì)和創(chuàng)新才能方面，我們的改革思路如下：首先，學(xué)校及院系應(yīng)積極主辦大學(xué)生課外科技活動(dòng)和科技競(jìng)賽，給學(xué)生創(chuàng)造展示的舞臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的理論才能和創(chuàng)新精神；其次，在相關(guān)課程中適當(dāng)增加面向進(jìn)步和創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)工程，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合課程所學(xué)積極申報(bào)大學(xué)生科研工程，發(fā)表學(xué)術(shù)論文、撰寫(xiě)研究總結(jié)報(bào)告；第三，讓學(xué)生有時(shí)機(jī)參與到教授們的研究中來(lái)，承當(dāng)相應(yīng)的任務(wù)，全程跟進(jìn)真實(shí)課題；第四，大力支持學(xué)生參與各種級(jí)別的競(jìng)賽活動(dòng)，對(duì)優(yōu)勝獲獎(jiǎng)學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)步就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。3理論教學(xué)成果自2022年9月起，在院指導(dǎo)的大力支持和相關(guān)老師的親密配合下，我們對(duì)本院軟件工程專業(yè)2022級(jí)學(xué)生進(jìn)

15、展了為期一年的軟件工程學(xué)課程理論教學(xué)改革。學(xué)生反應(yīng)和成績(jī)說(shuō)明，在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，我們所采用的多層次理論教學(xué)體系的各個(gè)階段互相浸透，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極主動(dòng)性；其次，為理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際找到了結(jié)合點(diǎn)，培養(yǎng)的學(xué)生更能適應(yīng)軟件人才市場(chǎng)的需求，目前已有30%的學(xué)生參入到老師或企業(yè)的實(shí)際軟件研發(fā)工程中，發(fā)揮著重要作用；再者，有效鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的才能，學(xué)生積極參加各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，并在國(guó)家工業(yè)信息化部組織的全國(guó)軟件專業(yè)人才設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)大賽初賽中獲得了3個(gè)一等獎(jiǎng)、3個(gè)二等獎(jiǎng)、6個(gè)三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，并在積極備戰(zhàn)全國(guó)總決賽。4結(jié)語(yǔ)理論教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用才能和創(chuàng)新才能、實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目的的重要環(huán)節(jié)，在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新才能方面有著理論教學(xué)不可替代的重要作用1。怎樣充分利用多種理論形式的優(yōu)勢(shì)，將理論過(guò)程有效融入理論授課論