沈桂芳，劉 運(yùn)

（安徽新華學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽合肥230088）

基于翻轉(zhuǎn)課堂的《軟件工程》課程教學(xué)改革

沈桂芳，劉 運(yùn)

（安徽新華學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽合肥230088）

基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式，采用CDIO工程教育教學(xué)模式理念，以“USDM軟件”為軟件工程教學(xué)平臺(tái)，闡述了《軟件工程》課程教學(xué)和考核方式改革的探索與實(shí)踐。實(shí)踐證明，這是一種可行且行之有效的教學(xué)與考核模式改革，充分體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的宗旨。

CDIO；翻轉(zhuǎn)課堂；軟件工程；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

《軟件工程》課程是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)核心課程，自2008年以來(lái)，針對(duì)安徽新華學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)、信息管理與信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)特色專(zhuān)業(yè)等本專(zhuān)科學(xué)生開(kāi)設(shè)，是學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后從事軟件開(kāi)發(fā)工作的重要基礎(chǔ)課程。

隨著軟件企業(yè)對(duì)畢業(yè)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力要求的不斷提高，原有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢(shì)下企業(yè)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的要求，需要及時(shí)進(jìn)行教學(xué)改革，以企業(yè)實(shí)踐模式為導(dǎo)向，以CDIO（構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)行(Operate)）[1]工程教育教學(xué)模式理念和方法為基礎(chǔ)，以翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)方式，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程實(shí)踐能力。

1 教學(xué)改革基礎(chǔ)

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂（Inverted Classroom）[2]是一種新型的教學(xué)模式，即用學(xué)生在家里看教學(xué)視頻來(lái)代替教師的課堂講解，在課堂上，學(xué)生主要把精力放在完成練習(xí)以及與教師、同學(xué)的交流上。這種做法顛倒了傳統(tǒng)學(xué)?！罢n上老師講授，課后完成作業(yè)”的教學(xué)模式?，F(xiàn)如今，翻轉(zhuǎn)課堂已發(fā)展成一種在北美甚至全世界廣泛采用的新型教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具有以下特點(diǎn)：（1）需要先進(jìn)的信息技術(shù)作支持；（2）以學(xué)生為中心，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；（3）增加了師生、學(xué)生間的互動(dòng)。

1.2 USDM統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)管理平臺(tái)

目前，安徽新華學(xué)院正處于“應(yīng)用型本科高?！苯ㄔO(shè)階段。2013年9月，信息工程學(xué)院軟件工程實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了一套常州伍杰軟件有限公司開(kāi)發(fā)的“統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)管理平臺(tái)”（Unified Software Data Management，USDM）及若干套案例庫(kù)，為《軟件工程》翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革提供了強(qiáng)有力的支撐。

USDM統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)管理平臺(tái)是基于CMM& CMMI研發(fā)的覆蓋軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的管理軟件，是一套集“項(xiàng)目管理”、“配置管理”、“需求分析與需求管理”、“軟件設(shè)計(jì)”、“軟件測(cè)試”等各個(gè)階段管理工具為一體的軟件工程輔助工具（如圖1、2）。該平臺(tái)非常適合于軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)管理和軟件工程課程群的教學(xué)，因此，作者利用該平臺(tái)以及嵌入到該平臺(tái)的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目案例，將《軟件工程》的理論和實(shí)踐內(nèi)容分割成一個(gè)個(gè)知識(shí)塊，作為翻轉(zhuǎn)課堂的微課程基礎(chǔ)，對(duì)《軟件工程》的教學(xué)進(jìn)行改革和實(shí)踐。

圖1 USDM平臺(tái)的SDM中心

圖2 UDSM平臺(tái)主要功能

2 基于翻轉(zhuǎn)課堂的《軟件工程》教學(xué)改革

2.1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容改革

通過(guò)調(diào)研和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的討論研究，作者根據(jù)應(yīng)用型本科院校學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐能力的要求[3]，確定了《軟件工程》課程的理論和實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)框架和具體實(shí)施內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容涵蓋了“結(jié)構(gòu)化軟件工程方法學(xué)”和“面向?qū)ο筌浖こ谭椒▽W(xué)”兩大塊；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容涵蓋了“配置管理與項(xiàng)目計(jì)劃制定”、“需求分析”、“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“開(kāi)發(fā)”（結(jié)合學(xué)時(shí)數(shù)，可選）、“測(cè)試”五大塊。在教學(xué)過(guò)程中，采用項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，加大實(shí)踐教學(xué)的力度，以實(shí)踐教學(xué)鞏固理論教學(xué)。在教學(xué)方式上，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，以學(xué)生為教學(xué)主體，注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力和個(gè)人解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)（如圖3）。

圖3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程圖

首先，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組（5～6名同學(xué)為一組），教學(xué)過(guò)程中無(wú)論是理論課還是實(shí)踐課，都以小組為單位，從而鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。每個(gè)組的組長(zhǎng)可以每月輪換一次，旨在讓學(xué)生擔(dān)任項(xiàng)目組的不同角色。

其次，在小組實(shí)踐過(guò)程中，注重學(xué)生溝通能力的培養(yǎng)。要求小組對(duì)會(huì)議、聊天、郵件等進(jìn)行記錄，作為一項(xiàng)評(píng)價(jià)依據(jù)。每個(gè)小組成員既有明確的角色分工，又有相互的合作。其中，團(tuán)隊(duì)角色由“項(xiàng)目經(jīng)理”、“配置管理員”、“需求分析人員”、“系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員”、“編程人員”、“測(cè)試人員”組成。授課教師以具體案例為引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生完成軟件工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐活動(dòng)。軟件開(kāi)發(fā)生命周期的各個(gè)階段都要求產(chǎn)生相應(yīng)的文檔，并開(kāi)展評(píng)審活動(dòng)。課程結(jié)束后，以小組為單位提交成員分工合作完成的每一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

《軟件工程》教學(xué)改革的特點(diǎn)集中體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

（1）啟發(fā)引導(dǎo)式案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)

基于 USDM平臺(tái)的企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)案例庫(kù)的真實(shí)案例，可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生按照軟件開(kāi)發(fā)生命周期各階段的任務(wù)來(lái)對(duì)照理解案例，為學(xué)生應(yīng)用能力的提高提供了前提和保證。

（2）以學(xué)生為主體組織教學(xué)活動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

課前，作者要求各小組學(xué)生對(duì)案例庫(kù)中的案例作軟件開(kāi)發(fā)前期準(zhǔn)備；課堂上，教師組織學(xué)生進(jìn)行案例分析和討論。通過(guò)這種教學(xué)模式可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和溝通表達(dá)的能力，同時(shí)還提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。首先，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)理念。翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)課堂上學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，教師進(jìn)行有針對(duì)性和個(gè)性化的指導(dǎo)，從而為“以學(xué)生為中心”的教學(xué)活動(dòng)提供了保障，達(dá)到了因材施教的目的。其次，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)流程。該模式要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)新知識(shí)，課堂教學(xué)則采用小組協(xié)作學(xué)習(xí)和教師答疑的方式進(jìn)行，以幫助學(xué)生們掌握課前自學(xué)的知識(shí)。

2.2 課程考核內(nèi)容和方式的改革

作者對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行了改革。制定了如表1的小組考核卡。

表1 《軟件工程》課程小組考核卡

實(shí)踐過(guò)程參照企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的模式進(jìn)行，重點(diǎn)放在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的規(guī)范性指導(dǎo)，同時(shí)模擬真實(shí)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，階段性地變更軟件需求，以考查各小組對(duì)需求變更的適應(yīng)能力?？己俗⒅匚臋n的規(guī)范性和階段評(píng)審的必要性，注重組內(nèi)的交流與協(xié)作。

根據(jù)《軟件工程》課程的教學(xué)目標(biāo)和特點(diǎn)，可以采取以下幾種考核方式。

（1）針對(duì)理論知識(shí)，作者采用了分組撰寫(xiě)軟件工程小論文并進(jìn)行答辯的考核模式。

首先，各小組學(xué)生選擇不同的論文題目，然后根據(jù)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，撰寫(xiě)軟件工程小論文。論文完成后，由小組中的某個(gè)成員宣讀論文，其他小組的學(xué)生和授課教師負(fù)責(zé)提問(wèn)，答辯則由本小組的其余成員來(lái)完成。

（2）針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，作者采用了驗(yàn)收、實(shí)踐過(guò)程評(píng)價(jià)、答辯相結(jié)合的考核模式。

教師階段性地督促組長(zhǎng)，組長(zhǎng)充分與組員溝通、協(xié)作，以保證每個(gè)小組按時(shí)按質(zhì)按量地完成計(jì)劃任務(wù)。任務(wù)完成后各小組匯報(bào)任務(wù)完成情況，并提交相應(yīng)的階段報(bào)告文檔。教師可以從技術(shù)、過(guò)程管理與開(kāi)發(fā)成果等多個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生。

在課程結(jié)束前，各項(xiàng)目小組匯報(bào)本組任務(wù)的完成情況。要求各小組提前制作好PPT，在限定的時(shí)間內(nèi)由各小組的一兩名成員進(jìn)行匯報(bào)，該小組的其他成員負(fù)責(zé)答辯。

通過(guò)這種教學(xué)評(píng)價(jià)模式，培養(yǎng)了學(xué)生溝通、協(xié)作的能力，讓學(xué)生深刻體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作在軟件開(kāi)發(fā)中的重要性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)施教學(xué)改革后，學(xué)生對(duì)《軟件工程》的教學(xué)給予了較高的評(píng)價(jià)。學(xué)生反映：雖然該課程比較枯燥，但老師的講解和教學(xué)方式很好，能學(xué)到很多書(shū)本上沒(méi)有的軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)級(jí)知識(shí)，很受啟發(fā)。

課程結(jié)束后學(xué)生對(duì)本課程提出了兩點(diǎn)建議。一是希望教師能夠加大參與學(xué)生小組匯報(bào)、研討的力度，并有針對(duì)性地予以點(diǎn)評(píng)和鼓勵(lì)；二是由于受實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)速的限制，USDM平臺(tái)暫時(shí)還不能在寢室里用學(xué)生的個(gè)人電腦訪問(wèn)，希望學(xué)校能夠進(jìn)一步開(kāi)放USDM平臺(tái)的訪問(wèn)范圍，充分利用USDM平臺(tái)來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的效果。

改革后的教學(xué)模式受到了學(xué)生的歡迎，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)其他課程的學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)起到了知識(shí)鋪墊和能力培養(yǎng)的作用。

[1]肖來(lái)元,陳傳波,吳濤,等.基于CDIO模式的軟件人才工程實(shí)踐能力成熟度模型[J].計(jì)算機(jī)教育,2010,(11):132-136.

[2]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項(xiàng)目式教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2014,(1):96-104.

[3]張小川.軟件工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)體系[J].計(jì)算機(jī)教育,2013,(16):1-8.

（責(zé)任編輯：朱彬）

Teaching Reform of"Software Engineering"course Based on Inverted Classroom

SHEN Gui-fang,Liu Yun
(School of Information and Engineering,Anhui Xinhua University,Hefei 230088,China)

In this paper,it expounds the way of exploration and practice of teaching and examination mode of software engineering curriculum based on inverted classroom,with the deep understanding of CDIO engineering education teaching concept and method,and choosing the"USDM software"for software engineering development and teaching platform.It has been proved by teaching practice that it is a feasible and effective teaching and examination mode reform,and it embodies the applied talents training objectives fully.

CDIO;Inverted Classroom;Software engineering;applied talents training

G642

A

1009-3583（2015）-0131-03

2015-04-15

資助基金：安徽省教育廳教研重點(diǎn)項(xiàng)目（2014jyxm407）；校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目（2012jgkcx05）

沈桂芳，女，安徽池州人，安徽新華學(xué)院信息工程學(xué)院講師，碩士。研究方向：軟件工程、Web服務(wù)組合及測(cè)試研究。