软件工程学课程多层次实践教学体系的构建

1/7软件工程学课程多层次实践教学体系的构建软件工程学课程多层次实践教学体系的构建摘要实践教学是培养学生应用能力和创新能力、实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。针对软件工程学课程实践教学中存在的问题，本文提出一种基于建构主义学习理论的多层次实践教学体系改革方案，详细讨论课程实验、软件工程专业实习、开放式工程实训和科研素质训练等四个阶段实践教学环节的设计、组织和实施方案，并分析了建构主义理论对实践教学的指导意义。关键词软件工程；建构主义；实践教学；教学改革作者简介张琳，女，讲师，研究方向为软件工程、软件体系结构；贾瑜，男，副教授，研究方向为计算机软件理论。1背景分析软件工程学是指导计算机软件开发全过程的一门综合性课程，具有极强的实践性，目前已被广泛列入计算机及相关专业的教学计划。如何组织好软件工程学课程的实践教学，对于培养创新型软件人才具有重要意义。对于应用型本科院校，软件工程学的教学目标要求2/7学生掌握实用的软件开发方法和原理，学习如何开发出高质量的软件，授课内容涵盖了软件开发过程中应遵循的标准、规范和准则以及经典的软件开发方法学等，为学生从事计算机大规模软件开发与维护工作打下基础。尽管教师在授课过程中反复强调软件工程学的理论对于指导软件开放实践的重要性，但通过观察学生的反馈，笔者发现学生对这门课程的学习兴趣并不高，尤其是在实践中灵活运用所学理论的能力不足。造成这一现状的因素很多，在此结合我院实际从以下三个方面进行讨论1课程的理论和实践环节比例设置失当。应用型本科院校的学生，其理论分析能力往往有所欠缺，这就要求教师在课堂上既要阐述理论的分析、原理和作用，又要提供基于理论的处理方法，比如提供项目案例，给出开发流程的详细说明，从而熏陶学生软件分析、设计的思路及技巧。由此，需要改革传统的课程学时比例安排，采用更新颖的教学模式，将实践环节和理论授课巧妙地编织在一起。2缺乏后续工程实践训练，理论知识得不到有效巩固。在现有的教学计划中，该课程和本专业其他课程的关联度偏低，既定学时授课结束后，后续实践训练环节未能跟上，导致学生从课程中习得的内容得不到进一步的巩固和加深，不容易学以致用。根据艾宾浩斯的“遗忘曲线”3/7理论，遗忘具有先快后慢的规律，单纯注重当时的学习效果，而忽视了后期的保持和再认,同样达不到良好效果。因此，为该课程构建更加科学的实践教学体系，从多角度、多层面对学生进行训练，让学生的软件开发技能有施展的舞台，对于培养其分析和解决问题的能力，提高理论与实践相结合的能力有积极意义。3考核机制亟待改进。对于软件工程学这类实践性较强的课程，采用传统的应试教育考试方式，如闭卷笔试，会将学生的注意力引导至死记硬背、生搬硬套的方向上去，和课程设置的预期目标相违背，无法全面检验教学成效。相比之下，学生更加欢迎方案公开、自由选题的考核方式。考核方式应体现学生是考核的主人，强调以学生为中心，考查其创新精神和在不同的实践情境下应用所学理论知识的能力，更注重实践能力、协作精神的培养。多层次实践教学体系实践教学不仅能传授知识、验证理论、培养技能，而且相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性1。实践环节对于软件工程学这类工科课程尤为重要。针对上节讨论的该课程教学中存在的问题，在我们已有相关教学研究与实践的基础上，本节介绍一种基于建构主义学习理论的多层次实践教学体系。该体系着眼软4/7件人才市场的需求，旨在培养学生的创新意识，铸造应用型软件人才。图1是该实践教学体系的二维结构图，其中垂直方向为四个阶段的多层实践教学环节，即软件工程学课程的基本实验、软件工程专业实习、开放式工程实训以及科研素质训练；在水平方向上，上述四个实践层次被划分到当前软件系统开发比较主流的两种技术平台NETFRAMEWORK和J2EE进行实现。下面首先简述建构主义学习理论的原则，再围绕四个阶段的实践教学过程进行详细说明。图1多层次实践教学体系结构图建构主义学习理论是国内外教育学专家近年来的一项重要研究成果。该理论认为，知识是学生在一定的情境下，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得。该理论提倡以学生为中心的学习，其中，教师只是意义建构的促进者，学生则是信息加工的主体、意义的主动建构者。笔者所参与的教学研究团队对该理论进行了深入学习和研究，并已将其应用到本学院的相关课程改革中，收效良好2。课程实验课程实验是为配合软件工程学的理论教学而设置的。5/7为解决该课程理论知识点枯燥难懂的问题，提高学生兴趣，我们将课程实验由原来的8学时加大到16学时，理论课堂上仅简要阐述理论难点，让学生通过课程实验来消化这些理论知识，顺应建构主义学习理论的要求，将学习的主动权让位于学生，教师则通过组织、辅导和答疑辅助学生进行有意义的知识构建。课程实验从应用角度分为三种类型验证性实验、设计性实验和综合性实验。验证性实验用于巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度。设计性实验旨在循序渐进地强化学生的分析设计和上机操作能力，在本课程的课程实验中，这一类型的实验占有较重的比例，例如根据需求设计系统的数据流图、软件结构图；依据面向对象的设计原则建立系统的对象模型、交互模型和功能模型等。软件工程学在一定程度上将本专业的先修课程，如程序设计、数据结构、面向对象开发以及计算机算法等有机结合起来了，因此，有必要设置一个综合性实验贯穿课程始终，注意与先修课程的呼应，增强课程之间的关联度。该实验可以选择一个中等规模的项目如网上图书销售系统作为案例，让学生通过案例的分析和设计，结合教材各章的知识点，实现理论与实践的有机融合，再选用熟悉的技术平台NETFRAMEWORK或J2EE实现系统，从而理解并巩固课堂中介绍的软件开发技术，将其运用到实践中，并学会编写6/7各阶段文档。三种类型的课程实验相互配合，既可有效覆盖课程的重难点，又接近软件开发的工程实际需要，使学生了解软件生命周期中的各阶段活动，掌握各个文档的撰写方法，充分激发兴趣，调动学生学习积极性。2软件工程专业实习学生在课堂以及课程实验中所学的专业知识通常只是入门基础，企业需要的不仅是这些基础技能，更需要员工具备较强的学习能力，能在工作中快速上手。随着计算机相关技术的飞速发展，很多知识的学习仅靠课堂的有限学时远远不够，因此需要让学生全程参与相关项目的设计与开发，在实践过程中逐步熟悉和掌握软件开发所必需的原则、方法和技术。然而，学校所能承接的企业外包项目毕竟数量有限，不可能为每个学生都提供参与机会。为此，我们在软件工程学课程学期的期末设置了为期3周的软件工程专业实习，让学生体验IT业界的氛围和一线软件开发人员的工作环境，锻炼其工程能力。这个层面的实践环节仍然以集中式训练为主，实习地点设在校内，方便统一管理和考核。软件工程专业实习采用新颖的实战岗位培养方式，为学生还原一个完整的软件系统开发场景，让学生通过预设项目的开发提升经验值，完善知识结构，更好地与企业需求接轨。该实习的实施过程充分运用建构主义学习理论，7/7具体步骤如下1召开软件工论文联盟程专业实习动员大会，实习指导教师向学生介绍项目背景，但不给出具体设计方案，要求学生利用已有知识以及信息获取手段自定义项目的开发方法。2学生自由分组，针对实验案例展开小组讨论，各组努力达成较为统一的意见或方案。3组织一次集中交流活动，由小组代表介绍小组讨论方案。以学生发言为主，教师启发引导为辅。在学生代表发言过程中，教师和学生均可提出问题，也可以进行一些自发辩论，在轻松的教学氛围中激发学生的评论性思