姜 瑛,王紅斌,丁家滿,毛存禮,賴 華
(昆明理工大學(xué) 信息工程與自動化學(xué)院,云南 昆明 650500)
軟件工程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等計算機(jī)類專業(yè)的核心課程,具有知識點多、基礎(chǔ)理論較為抽象的特點。在傳統(tǒng)教學(xué)中,通常需要花費大量課時集中講解軟件工程基礎(chǔ)理論與原理,弱化了將軟件工程理論應(yīng)用于實際軟件開發(fā)的思路與過程,對學(xué)生思維方式、工程能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練不足。
2018年后,昆明理工大學(xué)軟件工程課程提出“立足實踐導(dǎo)向,促進(jìn)能力提升”的混合式教學(xué)方法。線上通過慕課完成知識教育,線下通過專題討論、實踐練習(xí)完成知識深化與鞏固,提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。學(xué)習(xí)過程與結(jié)果表明,混合式教學(xué)方法進(jìn)一步提升了教學(xué)針對性,顯著激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性。同時,該課程于2020年被認(rèn)定為首批國家級一流本科課程,通過設(shè)置項目研發(fā)場景、專題報告調(diào)研等形式,以問題探究形式開展教學(xué)。
然而,由于部分學(xué)生不太習(xí)慣線上線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式,并且年級、專業(yè)混合選課會導(dǎo)致學(xué)生互不熟悉,影響了課上交互學(xué)習(xí)、課下自主學(xué)習(xí)的有效開展與教學(xué)效果。為此,本文基于混合式教學(xué)方法設(shè)計一種目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式。
小組討論式學(xué)習(xí)是一種合作學(xué)習(xí)方式,通過教學(xué)各要素間的互動,以小組成績?yōu)闃?biāo)準(zhǔn),促進(jìn)成員共同達(dá)成目標(biāo)的教學(xué)活動[1]。王丹華等[2]針對大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)課程,對混合式學(xué)習(xí)環(huán)境下小組的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)活動、評價等進(jìn)行研究與實踐。彭濤等[3]針對應(yīng)用型人才培養(yǎng),在信息系統(tǒng)分析與設(shè)計課程教學(xué)中運用案例分析、小組討論等方式提升教學(xué)效果。劉江嫻等[4]從分組、選擇主題、創(chuàng)設(shè)氛圍、評價等方面提出微博在小組合作學(xué)習(xí)中的應(yīng)用策略。羅俊麗[5]采用項目驅(qū)動方式,將職業(yè)工作過程引入課程教學(xué),對以小組為單位的基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的混合式協(xié)作學(xué)習(xí)模式進(jìn)行實證研究。秦攀科等[6]在網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)中,要求學(xué)生基于問題進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí),通過自行組建學(xué)習(xí)小組確定問題解決方案。李向群等[7]基于超星學(xué)習(xí)通,在線下課堂教學(xué)引入討論式教學(xué)等方式,增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力與學(xué)習(xí)積極性。王樂球[8]基于項目導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計、基于小組學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)過程設(shè)計等,實現(xiàn)了“以學(xué)為主”的探究式轉(zhuǎn)變,提升了課程教學(xué)質(zhì)量。此外,部分研究者對計算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)的小組討論模式[9]、大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)通識課程的小組學(xué)習(xí)活動[10]、通過小組協(xié)作內(nèi)化計算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)能力[11]進(jìn)行了探討。
然而,上述方法主要針對學(xué)生學(xué)習(xí)方式進(jìn)行探索與實踐,通過小組學(xué)習(xí)提升教學(xué)效果,并未強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式與考核的對應(yīng)關(guān)系,尚未明確小組學(xué)習(xí)設(shè)計與課程目標(biāo)達(dá)成之間的相互關(guān)系。
為此,本文通過建立軟件工程課程畢業(yè)要求—指標(biāo)點—課程目標(biāo)—學(xué)習(xí)內(nèi)容—學(xué)習(xí)方式間的關(guān)系,基于目標(biāo)導(dǎo)向設(shè)計小組討論式學(xué)習(xí)的相關(guān)任務(wù),從多維度評價小組討論式學(xué)習(xí)效果,以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,進(jìn)一步促進(jìn)課程目標(biāo)達(dá)成。
昆明理工大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是云南省首個通過工程教育專業(yè)認(rèn)證和復(fù)認(rèn)證的計算機(jī)類專業(yè)。2016年后,該課程按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)制定了課程教學(xué)目標(biāo),定義了課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系,明確了學(xué)生學(xué)習(xí)軟件工程課程后需要達(dá)到的知識、能力和素質(zhì)要求,著重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜工程問題的能力與創(chuàng)新精神。
為提升學(xué)生進(jìn)行小組式討論學(xué)習(xí)的效果,本文基于課程目標(biāo)對學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容、方式進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計,具體如表1所示。在軟件工程課程教學(xué)中,表1中的自主學(xué)習(xí)與小組討論式學(xué)習(xí)不存在孰輕孰重,而是相輔相成、相互促進(jìn)的。
Table 1 Matrix of graduation requirements-indicator points -course objectives -learning content -learning method for software engineering course表1 軟件工程課程畢業(yè)要求—指標(biāo)點—課程目標(biāo)—學(xué)習(xí)內(nèi)容—學(xué)習(xí)方式矩陣
目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程緊密結(jié)合國家軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,以軟件開發(fā)需求分析、設(shè)計、編碼、測試、維護(hù)及項目管理為主線,梳理了軟件工程的知識地圖與思維導(dǎo)圖,課程內(nèi)容主要包括軟件開發(fā)方法、過程、實踐、軟件前沿專題等。
為達(dá)到表1設(shè)定的課程目標(biāo),學(xué)生需要切實開展自主學(xué)習(xí)與小組討論式學(xué)習(xí)。因此,本文基于軟件工程課程的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等,對小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)及提交進(jìn)行設(shè)計,如圖1所示。
Fig.1 Task design of group discussion learning in software engineering course圖1 軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計
為了讓學(xué)生接觸企業(yè)的實際軟件項目,小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)中的系統(tǒng)(圖1的網(wǎng)上購物系統(tǒng))是本課程教學(xué)團(tuán)隊,通過與相關(guān)軟件研發(fā)企業(yè)合作后提煉課程案例或當(dāng)前商品軟件,在課程教學(xué)中根據(jù)學(xué)生實際情況或教學(xué)進(jìn)展選用的系統(tǒng),以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力。
該課程設(shè)計的小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)并非孤立,單個任務(wù)需要通過個人自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊小組討論式學(xué)習(xí)共同完成,前者完成得越好,后者就越有可能取得較好的結(jié)果,反之亦然。
為了較為完整、客觀評價小組討論式學(xué)習(xí)效果,針對圖1中的不同學(xué)習(xí)任務(wù),綜合運用個人自評,以及組長、小組內(nèi)、小組間和教師進(jìn)行評價,軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)評價體系如表2所示。其中,評價子指標(biāo)需采用定量與定性方式進(jìn)行綜合評價,相關(guān)評價結(jié)果納入學(xué)生成績評價,用于學(xué)生學(xué)習(xí)過程的督學(xué)與導(dǎo)學(xué)。
Table 2 Evaluation system of group discussion learning in software engineering course表2 軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)評價體系
在昆明理工大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2019級軟件工程課程教學(xué)中,對目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式進(jìn)行實踐和應(yīng)用,并從小組任務(wù)難度、小組內(nèi)人數(shù)、真正參與小組任務(wù)的平均成員人數(shù)、小組任務(wù)平均分?jǐn)?shù)等方面與2017、2018級學(xué)生的小組學(xué)習(xí)情況進(jìn)行比較,結(jié)果如表3所示。
Table 3 Comparison of group learning表3 小組學(xué)習(xí)情況比較
由表3可知,將2017級的小組任務(wù)難度視為1,2018、2019級逐年加大了小組任務(wù)難度。其中,2017級采用學(xué)生自由組成小組的方式,但在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)小組成員較多,部分成員并未真正參與小組任務(wù)的完成。為此,2018、2019級改用雨課堂教學(xué)工具進(jìn)行隨機(jī)分組,由于任務(wù)難度提升,且隨機(jī)生成的小組成員間熟悉程度低于自發(fā)成組的成員,從而能促使更多成員參與小組任務(wù)。在2019級教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),幾乎所有成員均參與了小組討論式學(xué)習(xí)。
此外,隨著小組任務(wù)難度逐年增加,小組任務(wù)完成的平均分?jǐn)?shù)也呈現(xiàn)逐年上升趨勢,表明學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組討論式學(xué)習(xí)相互促進(jìn),有效支撐了課程目標(biāo)達(dá)成,學(xué)生在解決復(fù)雜工程問題時的實踐能力得到了相應(yīng)提升。
本文基于混合式教學(xué)方法,設(shè)計了一種目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式。實踐表明,該模式在一定程度上改進(jìn)、提升了軟件工程課程的教學(xué)效果,但仍存在一些問題亟需解決。
后續(xù),將以解決復(fù)雜工程問題能力為目標(biāo),根據(jù)軟件工程的發(fā)展不斷完善小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計和相關(guān)評價方法,以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組討論式學(xué)習(xí)的有機(jī)融合,持續(xù)改善學(xué)生學(xué)習(xí)行為,提升課程教學(xué)效果。