尤垂桔+孫麗麗+惠苗

摘 要：針對(duì)當(dāng)前程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中體現(xiàn)出來(lái)的學(xué)生工程實(shí)踐能力和系統(tǒng)思維能力差的普遍情況，提出一種新的教學(xué)方法：案例增量式教學(xué)法。該教學(xué)法以工程實(shí)踐能力和系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，以案例為組織教學(xué)的載體，通過(guò)案例的增量式擴(kuò)展推進(jìn)整個(gè)教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)案例增量過(guò)程與教學(xué)過(guò)程的融合。學(xué)生在案例不斷完善的過(guò)程中完成課程的學(xué)習(xí)，形成了一個(gè)完整的、系統(tǒng)化的知識(shí)體系，同時(shí)提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)課程；案例增量式教學(xué)法；工程實(shí)踐能力；系統(tǒng)思維能力

【中圖分類號(hào)】G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

1 引言

程序設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，弱化了系統(tǒng)化思維和工程化思想的訓(xùn)練，其具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

第一，在教學(xué)過(guò)程中，比較注重單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授和訓(xùn)練，不注重知識(shí)點(diǎn)之間的應(yīng)用串聯(lián)，課程中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)是獨(dú)立的，缺乏體系性，學(xué)生掌握的知識(shí)是離散的，沒(méi)有形成一個(gè)系統(tǒng)化的整體；

第二，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，缺少在實(shí)際案例環(huán)境下進(jìn)行主動(dòng)思維、獨(dú)自分析的編程訓(xùn)練，工程實(shí)踐能力差。

其教學(xué)結(jié)果的實(shí)際表現(xiàn)是學(xué)生無(wú)法基于所學(xué)的知識(shí)開(kāi)展具體的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)任務(wù)，這背離了程序設(shè)計(jì)課程的基本教學(xué)目標(biāo)。本人在近三年的程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，圍繞程序設(shè)計(jì)課程的基本教學(xué)目標(biāo)，以系統(tǒng)化思維和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，形成一種新的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法：案例增量式教學(xué)法。該教學(xué)法以案例為教學(xué)載體，以案例的增量發(fā)展為途徑，通過(guò)案例的不斷完善推進(jìn)教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)案例增量過(guò)程與教學(xué)過(guò)程的融合。

2 案例增量式教學(xué)法的內(nèi)涵

案例增量式教學(xué)法是在教學(xué)過(guò)程中以案例為中心，在案例增量發(fā)展的過(guò)程中融入新的教學(xué)內(nèi)容，把教學(xué)內(nèi)容逐步組織成系統(tǒng)化的整體。案例增量式教學(xué)法基于軟件工程方法中的增

量思想，將該思想與案例教學(xué)法相融合。增量思想基于人的基本認(rèn)知規(guī)律，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)化的認(rèn)

基金項(xiàng)目：三明學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目（L1111/Q）

作者簡(jiǎn)介：尤垂桔（1976-），福建大田人，講師，碩士，主要從事大數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)。

知和循序漸進(jìn)的原則；案例教學(xué)法是以案例為基礎(chǔ)，在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考、引導(dǎo)學(xué)生

從注重知識(shí)到注重工程實(shí)踐能力的轉(zhuǎn)變。案例增量式教學(xué)法的關(guān)鍵要素是案例，案例是教學(xué)內(nèi)容的組織載體；核心是案例的增量發(fā)展過(guò)程，增量發(fā)展過(guò)程的每一增量是一個(gè)可發(fā)布的軟件版本，并融合了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，在前面增量的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)后面的增量，通過(guò)一系列的增量發(fā)展過(guò)程，形成一個(gè)完整的軟件版本，同時(shí)把教學(xué)內(nèi)容以模塊化的方式組織為一個(gè)系統(tǒng)化的整體，從而推進(jìn)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的實(shí)施。

案例增量式教學(xué)法要求教師對(duì)課程有全局的掌控能力，能夠根據(jù)認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)內(nèi)容要求設(shè)計(jì)合理的案例增量過(guò)程，由淺入深、循序漸進(jìn)，從培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣開(kāi)始，慢慢積累成就感，然后再將教學(xué)引向深入，內(nèi)容覆蓋整個(gè)課程。

3 案例增量式教學(xué)法的實(shí)施方法

案例增量式教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程包括教學(xué)內(nèi)容分析、案例及增量過(guò)程設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程實(shí)施等幾個(gè)步驟，如圖1所示。

2.1 教學(xué)內(nèi)容分析

程序設(shè)計(jì)課程是工程實(shí)踐類課程，系統(tǒng)性和體系性是程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)應(yīng)該關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容分析時(shí)，應(yīng)著重考慮教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和體系性，以滿足工程實(shí)踐對(duì)系統(tǒng)性和體系性的基本要求。程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的最終目標(biāo)需要落實(shí)到工程實(shí)踐，因此程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容分析應(yīng)有別于傳統(tǒng)的以教材為中心的分析方法，應(yīng)立足于應(yīng)用的角度，考慮該門課程的教學(xué)內(nèi)容能否形成對(duì)典型應(yīng)用的完整支撐。為了使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用有比較好的符合度，在實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容分析過(guò)程中，可借助一個(gè)典型軟件系統(tǒng)為應(yīng)用背景來(lái)進(jìn)行輔助分析。一個(gè)典型的軟件系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包含三個(gè)核心要素：用戶、數(shù)據(jù)與環(huán)境。從系統(tǒng)用戶角度出發(fā)，應(yīng)包含用戶與系統(tǒng)的交互，用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限，用戶對(duì)數(shù)據(jù)的使用等相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容；從數(shù)據(jù)角度出發(fā)，應(yīng)考慮與數(shù)據(jù)的輸入輸出，傳輸、接收、處理、存儲(chǔ)、安全等方面相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容，從系統(tǒng)的環(huán)境角度出發(fā)，應(yīng)考慮軟件系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境的建設(shè)及環(huán)境安全性維護(hù)的內(nèi)容。 因此，從用戶、數(shù)據(jù)、環(huán)境三個(gè)維度對(duì)程序設(shè)計(jì)課程作宏觀整體的分析，能比較全面的涵蓋課程的教學(xué)內(nèi)容，形成一個(gè)完整的、足以支持一個(gè)典型應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的完整的技術(shù)體系。在確定課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)每一部分的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行應(yīng)用方法及典型應(yīng)用場(chǎng)景的分析，并分析知識(shí)點(diǎn)之間在應(yīng)用上的邏輯關(guān)聯(lián)性，為案例及案例增量的邏輯設(shè)計(jì)提供基本依據(jù)。

在教學(xué)內(nèi)容分析的過(guò)程中，可以借助思維導(dǎo)圖工具（Mindjet）來(lái)輔助完成分析過(guò)程，形成教學(xué)內(nèi)容的完整體系。下面以《Java Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)》課程為例，給出其教學(xué)內(nèi)容分析的基本框架，如圖2所示。

2.2 案例及增量過(guò)程設(shè)計(jì)

案例增量式教學(xué)法通過(guò)案例來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容，案例的設(shè)計(jì)應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，形成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的全覆蓋。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把握以下幾個(gè)原則： 第一，案例設(shè)計(jì)要以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，所設(shè)計(jì)的案例要覆蓋基本的技術(shù)應(yīng)用；第二，案例設(shè)計(jì)要基于典型的真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，要有代表性，既能體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用，又能做到舉一反三；第三，案例設(shè)計(jì)要基于學(xué)生的認(rèn)知能力和水平，要能體現(xiàn)一定的問(wèn)題情境，既能被學(xué)生所理解，又要留給學(xué)生足夠的思維空間，通過(guò)案例分析過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力和方法；第四，案例本身要具有可分割性，便于進(jìn)行增量式劃分，每個(gè)增量對(duì)應(yīng)一個(gè)教學(xué)單元，把教學(xué)內(nèi)容通過(guò)增量以模塊化的方式進(jìn)行組織，通過(guò)一序列的增量過(guò)程最終形成一個(gè)完整的項(xiàng)目。

案例的增量過(guò)程與教學(xué)過(guò)程相對(duì)應(yīng)，增量設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：第一，增量的難易程度要控制在一個(gè)比較合理的范圍，要基于大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知能力和水平，工作量不宜太大，保證學(xué)生在正常的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)能基本完成；第二，確保每個(gè)增量是一個(gè)可發(fā)布的逐漸完善的版本，學(xué)生可以直觀的感受到學(xué)習(xí)成果，通過(guò)成果激發(fā)他們的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣；第三，增量的邏輯順序在考慮基本的知識(shí)邏輯的基礎(chǔ)上，以業(yè)務(wù)過(guò)程和開(kāi)發(fā)流程為原則來(lái)進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的組織，便于學(xué)生理解和組織實(shí)施。

案例增量發(fā)展過(guò)程中的每個(gè)增量對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，每個(gè)增量都是一個(gè)可發(fā)布的版本。下面以基于Java Web的資源管理系統(tǒng)為例，進(jìn)行增量設(shè)計(jì)，并把每個(gè)增量與相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和目標(biāo)對(duì)應(yīng)起來(lái)，如圖3所示。

2.4 案例增量式教學(xué)法的具體實(shí)施

案例增量式教學(xué)法的具體實(shí)施應(yīng)以教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)為主要原則，具體要求如下：

1）在課程開(kāi)始前，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容分析框架向?qū)W生介紹本門課程的技術(shù)體系，具體的應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容及應(yīng)用方向有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)；

2）結(jié)合案例增量過(guò)程設(shè)計(jì)圖介紹本門課程的教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)、階段提交成果及最后提交的成果，讓學(xué)生明確“學(xué)什么、怎么學(xué)、能做什么”，讓學(xué)生對(duì)課程有一個(gè)明確的目標(biāo)導(dǎo)向，通過(guò)成果驅(qū)動(dòng)的方式激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣；

3）具體到課堂教學(xué)中，應(yīng)該改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”方式，采用如圖4所示的學(xué)習(xí)路線進(jìn)行。

圖4 案例增量式教學(xué)法實(shí)施路線圖

在該學(xué)習(xí)路線中，教師的主要作用是引導(dǎo)，重在“拋磚引玉”，提問(wèn)題、分析問(wèn)題、給思路方法，讓學(xué)生自己去思考解決問(wèn)題。通過(guò)學(xué)習(xí)、思考、實(shí)踐的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思考能力、解決問(wèn)題的能力以及工程實(shí)踐能力。

4 總結(jié)

通過(guò)案例增量式教學(xué)法開(kāi)展程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)，突破了原先的理論化教學(xué)和知識(shí)離散化教學(xué)的缺陷，學(xué)生的工程實(shí)踐能力和系統(tǒng)思維能力明顯增強(qiáng)；同時(shí)，在案例增量式擴(kuò)展的過(guò)程中學(xué)生直觀的感受到學(xué)習(xí)的階段性成果，學(xué)習(xí)的成就感增強(qiáng)，伴隨著系統(tǒng)完善的過(guò)程，學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)動(dòng)力得以延續(xù)，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性明顯提高。

基金項(xiàng)目：三明學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目（L1111/Q）

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：尤垂桔，男，福建省大田縣人，1976年8月生，，講師 ，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全endprint