李琳,黃江平
(重慶郵電大學(xué)軟件工程學(xué)院,重慶 400065)
軟件工程專業(yè)是2002年國家教育部新增的一級學(xué)科專業(yè),隨著這十多年經(jīng)濟(jì)建設(shè)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域急劇擴(kuò)大,軟件工程專業(yè)已成為一個新的熱門專業(yè)。
這十多年,各高校對國內(nèi)外著名大學(xué)的軟件教育理念、知識體系、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段等進(jìn)行持續(xù)的研究。在課程體系設(shè)計(jì)中,基本都參照了CDIO工程教育理念與標(biāo)準(zhǔn)(CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),重視學(xué)生的參與和實(shí)踐,努力培養(yǎng)學(xué)生思考、探索問題和解決問題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識
在具體的教學(xué)中,教師們廣泛的進(jìn)行了有益的教學(xué)創(chuàng)新和教學(xué)方式的融合。
項(xiàng)目法是其中實(shí)踐比較多且卓有成效的一種方法[1](有的也稱之為“沉浸式教學(xué)法”[2]),這種方法主要針對軟件工程專業(yè)學(xué)生缺乏實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)狀,在理論課,實(shí)踐課或者實(shí)訓(xùn)課程中,將理論知識的教學(xué)融入模擬的項(xiàng)目實(shí)踐中,從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與興趣,鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作與解決問題的能力。
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是項(xiàng)目法的一種簡化或者是泛化,軟件工程的專業(yè)課程中,不僅僅只有像軟件需求分析,軟件分析與設(shè)計(jì),軟件項(xiàng)目管理之類的適合用模擬項(xiàng)目來代入課程知識理解的,還存在不少學(xué)科基礎(chǔ)型理論課,如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),等等。這些課程更適合代入任務(wù)驅(qū)動來推動教學(xué)的進(jìn)行,以改進(jìn)教師難教授,學(xué)生難理解,課堂專注度和投入程度不高的情況[3]。
而情景Seminar教學(xué)法則是將軟件工程專業(yè)課程的知識講授方式與情景Seminar相結(jié)合,在課堂上引入包括分組研討、主題報(bào)告、答辯評審三個內(nèi)容[4]。通過Seminar討論會的模式,激發(fā)學(xué)生的主動參與思考,解決問題并討論評估答案。這種方法在歐美課堂比較流行,比較適合學(xué)生人數(shù)較少且課時合適的情況,國內(nèi)普通本科的軟件工程課程教學(xué)班大多人數(shù)較多而難于組織和實(shí)施。
下面,以我們在軟件工程課程中的具體實(shí)踐進(jìn)行探討,講述基于團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)(Team-Based Learning,TBL)教學(xué)法在計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,軟件工程,軟件過程與項(xiàng)目管理課程中實(shí)施的情況,并討論了如何在互聯(lián)網(wǎng)下新型的教學(xué)平臺(如雨課堂、對分易、課堂派等)的支撐下使得TBL教學(xué)法得以高效運(yùn)用的。
通用的教學(xué)手段以講述式學(xué)習(xí)(Lecture-Based Learning,LBL)為主,輔之以問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)(Problem-Based Learning,PBL)。隨著教育改革的深入,出現(xiàn)了基于團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)(Team-Based Learning,TBL)的教學(xué)理念。該理念是2002年由美國俄克拉荷馬州立大學(xué)的Larry Michaelsen教授等正式提出,它是一種創(chuàng)新的教學(xué)策略與模式,課堂形態(tài)是將班級分為多個團(tuán)隊(duì)小組,以自學(xué)、思考、討論、發(fā)表等方式學(xué)習(xí)並解決問題。這種方式以學(xué)生為中心,教師的角色是引導(dǎo)與促進(jìn)。比較吸引人的是這種TBL教學(xué)法是在大班教學(xué)的背景下提出的引導(dǎo)式教學(xué),其最大的優(yōu)勢在于能培養(yǎng)學(xué)生“團(tuán)隊(duì)精神”與“自主學(xué)習(xí)”能力。
在歐美發(fā)達(dá)國家,TBL教學(xué)逐步受到采用和重視。特別在工科類和醫(yī)學(xué)類的大學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)中,取得了不錯的效果。而國內(nèi)在2012年后不少的醫(yī)學(xué)理論課程和生物化學(xué)理論課程的教學(xué)開始采用TBL教學(xué)法。
比如在醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)中,漯河市中心醫(yī)院婦產(chǎn)科將100名實(shí)習(xí)學(xué)生分成兩組:TBL結(jié)合CP教學(xué)法組(簡稱“實(shí)驗(yàn)組”)與傳統(tǒng)教學(xué)法組。通過課程結(jié)束后對教學(xué)效果進(jìn)行評估、分析以及總結(jié),實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在理論成績、實(shí)際操作能力、學(xué)習(xí)的積極性以及團(tuán)隊(duì)合作精神等方面均優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學(xué)方法的對照組[5]。另一個案例則對PBL和TBL兩種教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮的效果進(jìn)行了比較,結(jié)論是TBL教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式發(fā)揮的效果均優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式,且TBL教學(xué)模式優(yōu)于PBL教學(xué)模式[6]。再比如在生物環(huán)境工程的教學(xué)中,有實(shí)踐案例圍繞環(huán)境監(jiān)測、物理性污染控制工程和大氣污染控制工程三門課程討論了PBL與TBL相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)過程,認(rèn)為TBL教學(xué)法對其他實(shí)踐性較強(qiáng)課程和專業(yè)也提供借鑒[7]。
作為實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè),大班教學(xué)背景下,以培養(yǎng)“團(tuán)隊(duì)精神”和“自主學(xué)習(xí)”為目標(biāo),軟件工程的專業(yè)課也可以借鑒TBL教學(xué)法。
通過理解TBL的內(nèi)涵以及這近二十年在其他高等教育教學(xué)領(lǐng)域如醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)工程等的實(shí)踐情況,我們首先在軟件需求工程課和計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課中進(jìn)行了應(yīng)用探索,對軟件工程專業(yè)課程教學(xué)模式中引入了如下的TBL創(chuàng)新策略設(shè)計(jì)和教學(xué)融合應(yīng)用。
首先是如何合理安排學(xué)時,將TBL教學(xué)法與LBL融合。
在整體上,我們并未全面放棄傳統(tǒng)LBL的講授方式,在有限的課時內(nèi),對知識的全面、整體、快速的理解LBL還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。
因此在做教學(xué)計(jì)劃的時候,擬用1/6到1/4左右的學(xué)時使用TBL教學(xué)法,以團(tuán)隊(duì)共同學(xué)習(xí)的方式完成。以32學(xué)時(如軟件需求工程課程)的課程為例,利用TBL教學(xué)法的學(xué)時大約在5-8學(xué)時,我們實(shí)際采用了8學(xué)時;以64學(xué)時(如計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論)的課程為例,利用TBL教學(xué)法的學(xué)時大約在10-16學(xué)時,我們實(shí)際采用了12學(xué)時。
在實(shí)踐中,這些學(xué)時可能是集中的或者是分離的,例如一些理論性比較強(qiáng)的知識環(huán)節(jié)上,我們采用的是TBL與LBL充分融合,其學(xué)時是分離的,每次課可能有一個或者兩到三個段的15分鐘左右的環(huán)節(jié)應(yīng)用了TBL;對于一些案例型教學(xué)的環(huán)節(jié),其TBL學(xué)時需要比較長,可能一次課兩個學(xué)時均采用TBL教學(xué)方式。
其次是TBL教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)及與其他環(huán)節(jié)的融合的考慮。
TBL作為一種團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式,并非僅僅是在某些課堂上,按團(tuán)隊(duì)把學(xué)生形式上的組合在一起,而是需要在課堂切入的課上,課下環(huán)節(jié)同時融入TBL的模式。因此,同時還須認(rèn)真準(zhǔn)備各單元的預(yù)習(xí)確認(rèn)測驗(yàn)試題和在課堂教學(xué)中進(jìn)行討論的應(yīng)用練習(xí)。
再次是TBL教學(xué)的組織和實(shí)施。
準(zhǔn)備預(yù)習(xí)資料:教師確定各單元的教學(xué)目標(biāo),并為學(xué)生準(zhǔn)備關(guān)于預(yù)習(xí)目的與要求的提綱和提供參考資料。
發(fā)布預(yù)習(xí)指南:根據(jù)授課計(jì)劃和重點(diǎn)難點(diǎn),教師進(jìn)行預(yù)習(xí)資料的發(fā)布,并進(jìn)行預(yù)習(xí)的簡要指導(dǎo)。
分組:在課程開始之前,需要將學(xué)生分成若干小組。在分組上有的采用將水平相當(dāng)?shù)膶W(xué)生進(jìn)行同質(zhì)分組,有的則采用將水平不一的甚至是差異比較大的進(jìn)行異質(zhì)分組。而我們的教學(xué)實(shí)踐中,則采用隨機(jī)分配的原則,同質(zhì)異質(zhì)造成的極端化可能,并避免熟悉程度或者陌生程度帶來的學(xué)習(xí)影響。
個人預(yù)習(xí)測驗(yàn):此環(huán)節(jié)已進(jìn)入課堂環(huán)節(jié),所安排的TBL教學(xué)單元首先進(jìn)行個人預(yù)習(xí)測驗(yàn),此測試要求個人獨(dú)立現(xiàn)場完成。
團(tuán)隊(duì)預(yù)習(xí)測驗(yàn):當(dāng)個人測驗(yàn)完成后,學(xué)生立即按照分組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)討論相同的測試題目,并完成答案的確認(rèn)和團(tuán)隊(duì)提交。
教師講解或總結(jié):教師可通過簡要的講解總結(jié)來解決和分析學(xué)生遇到和提出的問題。
課堂小組練習(xí)(可選):教師根據(jù)該堂課重點(diǎn),繼續(xù)安排需理解,掌握,鞏固的課堂小組練習(xí),由小組合作完成。完成后根據(jù)各組的表現(xiàn)和講解,給與團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)分。但不是每次TBL都需要進(jìn)行課堂小組練習(xí)。
團(tuán)內(nèi)成員互評(可選):同樣對完成比較大型的TBL教學(xué)環(huán)節(jié),可以進(jìn)行團(tuán)隊(duì)成員互評。
最后是融入TBL的教學(xué)的考核構(gòu)成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
為了充分調(diào)動每一個成員的積極性,平時測試這部分的個人得分由如下三部分構(gòu)成:
個人平時測試得分=個人預(yù)習(xí)測試得分+團(tuán)隊(duì)預(yù)習(xí)測試得分+團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)分+團(tuán)內(nèi)成員互評得分。其中前兩項(xiàng)為客觀得分,團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)分為教師為每一個團(tuán)隊(duì)每次TBL活動根據(jù)達(dá)成度,積極性,表現(xiàn)講述力等綜合的主觀給分;團(tuán)內(nèi)成員互評為團(tuán)內(nèi)除了自己之外,其他成員給予的評分,為主觀給分。
當(dāng)然,上面的只是簡單的描述了構(gòu)成,其并非簡單直接相加,對不同課程有不同的比例結(jié)構(gòu)。在實(shí)踐中,我們觀察到絕大部分學(xué)生團(tuán)隊(duì)在團(tuán)隊(duì)合作測試環(huán)節(jié)能通力合作,在互評環(huán)節(jié)絕大部分亦能做到客觀公允。
從上面的TBL教學(xué)法的軟件工程課程教學(xué)應(yīng)用實(shí)施,我們可以發(fā)現(xiàn),如果基于目前一般的教學(xué)管理手段,要實(shí)現(xiàn)大班情況下的TBL教學(xué),還是有相當(dāng)?shù)碾y度的。100多人的教學(xué)班,如何分組管理?如何個人預(yù)習(xí)測試?如何立即得到分?jǐn)?shù)?在課堂有限的45分鐘中,如何快速了解學(xué)生的測試狀況?學(xué)生的難點(diǎn)錯點(diǎn)?如果沒有互聯(lián)網(wǎng)下信息化手段的支持,幾乎是不可實(shí)施,或者是實(shí)施成本比較高,缺乏推廣價(jià)值。
互聯(lián)網(wǎng)時代,幾乎每位大學(xué)生都擁有自己的電腦和手機(jī)。在我們的教學(xué)實(shí)踐中,充分地應(yīng)用了目前的新型教育平臺,有的也稱之為智慧教育平臺,如雨課堂、課堂派、對分易,等等。以對分易平臺作為TBL教學(xué)法實(shí)施的輔助為例,大大提高了教學(xué)過程管理和溝通的便捷性,使得基于TBL教學(xué)法的教學(xué)改革得以進(jìn)行。
利用對分易平臺,能實(shí)現(xiàn)考勤(簽到碼、二維碼等方式),作業(yè)的布置,提交和批閱(可設(shè)置時限),課堂提問,調(diào)查問卷,投票,教學(xué)評估,課程資源,分組管理,等等,并能支持基于微信的溝通。
以TBL教學(xué)法中個人預(yù)習(xí)測試和團(tuán)體預(yù)習(xí)測試為例,采用對分易,可以課堂實(shí)時發(fā)布(通過投票的功能,亦可附加成為學(xué)生身份,利用學(xué)生互測的功能)測試,立即得到個人測試的結(jié)果及統(tǒng)計(jì);再實(shí)時發(fā)布測試,可立即得到團(tuán)隊(duì)測試的結(jié)果及統(tǒng)計(jì)。測試可以支持單選、多選、判斷、簡答等多種形式。
有了這些新型教學(xué)平臺的支撐,使得TBL教學(xué)法的過程實(shí)施、管理、結(jié)果評價(jià),評估溝通等變得非常的高效快捷,教育教學(xué)法改革的瓶頸問題得到解決??梢灶A(yù)見的是,更多的創(chuàng)新教改將在互聯(lián)網(wǎng)下新型教學(xué)平臺的支撐下得以實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
通過在軟件工程的專業(yè)課授課中實(shí)施TBL教學(xué)法,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動性方面明顯的有了提升:預(yù)習(xí),個人測試的環(huán)節(jié)推動了學(xué)生的主動或者被動投入;而團(tuán)隊(duì)測試,課堂分組作業(yè)等團(tuán)隊(duì)活動,也使得學(xué)生們面對比較抽象的理論,有了更多的團(tuán)隊(duì)討論和腦力激蕩的空間。在TBL教學(xué)中結(jié)合任務(wù)驅(qū)動法作為引導(dǎo),實(shí)施項(xiàng)目法教學(xué),并代入情景Seminar的方式完全可以非常自然的融合實(shí)施。并且在新型教學(xué)平臺的支撐下,其實(shí)施的效率問題已經(jīng)完全沒有障礙。
一直困擾教師的學(xué)生玩手機(jī)問題,在相當(dāng)程度上得到的緩解。因?yàn)椴煌趥鹘y(tǒng)的教師lecture講述方式,學(xué)生在TBL教學(xué)法模式下要求自身投入到主動學(xué)習(xí)中的時間非常多。僅以課堂為例,傳統(tǒng)lecture方式學(xué)生主要時間在聽,偶爾會被提問,但還不是每個學(xué)生都會參與到問題回答;而TBL方式課堂節(jié)奏緊湊,從個人預(yù)習(xí)測試開始,教師主要是引導(dǎo),整個過程學(xué)生均需參與,并有參與的效果及時反饋和記錄,這種記錄也將帶入到學(xué)生的課程成績中,所以整個課堂學(xué)生的絕大部分時間都被調(diào)動起來。
從實(shí)際效果看,學(xué)生對這樣的上課方式接受程度高,對知識深層次的理解和掌握普遍有所提高,對課程的實(shí)踐性要求得到鍛煉,團(tuán)隊(duì)合作的概念和方式也深入人心。
我們目前已在計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,軟件工程,軟件過程與項(xiàng)目管理課程中應(yīng)用了TBL教學(xué)法。接下來,我們將針對不同特點(diǎn)的專業(yè)課程,探索TBL教學(xué)法與其他教學(xué)方式的融入模式、評估方式等?;趫F(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)TBL不僅在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程等學(xué)科有良好的運(yùn)用前景,在軟件工程這個強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)性與實(shí)踐性的學(xué)科,也具有很大的教學(xué)應(yīng)用價(jià)值。