崔霄+陳明+胡春暉

摘要：高校軟件學(xué)院基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法中存在的實(shí)踐性偏弱、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中文檔過多、項(xiàng)目與軟件工程完整的課程體系的關(guān)聯(lián)不足等問題，探索極限編程理論在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)沉浸式教學(xué)模式的應(yīng)用。沉浸式教學(xué)方法是一種貫穿軟件工程專業(yè)課程教學(xué)全過程、基于極限編程理論的教學(xué)法。采用極限編程理論，可以使學(xué)生避開枯燥的軟件工程文檔，避免學(xué)生因看不到前期成果而失去興趣。而沉浸式教學(xué)則可以將課程知識(shí)點(diǎn)分散在完整項(xiàng)目的各個(gè)子項(xiàng)目中，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：極限編程；沉浸式教學(xué)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；軟件工程

一、引言

高校工科計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的本科教學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)出具有一定工程實(shí)踐能力的高端技能型人才。國內(nèi)高校軟件學(xué)院蓬勃發(fā)展，其發(fā)展方向主要是加強(qiáng)校企聯(lián)合，并積極推進(jìn)基于項(xiàng)目案例的軟件工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐。然而，從企業(yè)反饋的情況來看，軟件學(xué)院畢業(yè)的學(xué)生，其知識(shí)和能力與企業(yè)的實(shí)際需求還存在一定的落差。

二、當(dāng)前項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式分析

（一）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)（Project Based Teaching） 模式是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)之上的教學(xué)方法，同時(shí)也是CDIO（Conceive、Implement、Design、Operate，即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行）理念所倡導(dǎo)的教學(xué)模式。與傳統(tǒng)教學(xué)方式不同，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式要求以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新精神，教師在整個(gè)教學(xué)過程中，主要起組織和指導(dǎo)的作用。從根本上將傳統(tǒng)課堂上教師“滿堂灌”的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析問題、解決問題為主導(dǎo)的教學(xué)方式。

（二）當(dāng)前項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)存在的問題

當(dāng)前，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)主要存在以下問題：第一，重文檔而輕結(jié)果，項(xiàng)目實(shí)施過程中文檔過多，學(xué)生在冗長(zhǎng)、枯燥的項(xiàng)目文檔編寫過程中，逐漸失去學(xué)習(xí)樂趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性；第二，弱實(shí)踐而重理論，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目脫離應(yīng)用背景，學(xué)生雖然能夠理解并基本掌握課程理論知識(shí)，但是，在工程實(shí)踐中遇到實(shí)際問題時(shí)卻無處下手；第三，知識(shí)點(diǎn)孤立而不系統(tǒng)，軟件工程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方向的一級(jí)學(xué)科，需要有相互關(guān)聯(lián)的課程體系來支撐。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，由于無法建立計(jì)算機(jī)軟件工程專業(yè)的整體聯(lián)系，對(duì)不同課程間的關(guān)聯(lián)理解不夠深入。因此，由于輕視軟件工程、算法設(shè)計(jì)等理論指導(dǎo)性課程，重視具體的程序設(shè)計(jì)類，造成學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏整體感和層次感。

（三）基于極限編程理論的沉浸式教學(xué)模式

針對(duì)以上問題，需要不同的解決方案。針對(duì)問題一，采用基于極限編程的沉浸式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，以最快的速度讓學(xué)生看到項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果，減少前期文檔工作量，提高學(xué)習(xí)興趣；針對(duì)問題二，采用基于企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境部署的項(xiàng)目案例進(jìn)行教學(xué)，理論與實(shí)踐相結(jié)合；針對(duì)問題三，筆者提出沉浸式教學(xué)，即課程進(jìn)度嵌入子項(xiàng)目中，當(dāng)課程結(jié)束時(shí)子項(xiàng)目完成，當(dāng)多門相關(guān)課程結(jié)束則完整項(xiàng)目完成?？梢宰寣W(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，知道如何靈活運(yùn)用這些理論知識(shí)來解決具體的工程問題。

筆者提出的基于極限編程的沉浸式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，可以貫穿軟件工程專業(yè)學(xué)生的不同課程知識(shí)，讓學(xué)生建立起系統(tǒng)、整體的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。

三、基于極限編程理論的沉浸式教學(xué)模式

（一）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)是以學(xué)生為中心，教師結(jié)合項(xiàng)目案例講解課程知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生完成具體項(xiàng)目案例的教學(xué)模式?；陧?xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，可以把完整項(xiàng)目劃分成若干個(gè)子項(xiàng)目，每個(gè)子項(xiàng)目都與這個(gè)項(xiàng)目有著密切的關(guān)聯(lián)，把課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到這些子項(xiàng)目中，在項(xiàng)目迭代開發(fā)的過程中，加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解，提高實(shí)踐動(dòng)手能力。

（二）沉浸式教學(xué)

沉浸式教學(xué)，即在語言類教學(xué)中，將學(xué)生“浸泡”在目的語言環(huán)境中。筆者借用了“沉浸式”的概念，讓軟件工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)中始終“沉浸”在一個(gè)具體的項(xiàng)目工程中。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)之初、學(xué)習(xí)過程中和學(xué)習(xí)結(jié)束后，始終貫穿著以下幾個(gè)問題：本課程在項(xiàng)目開發(fā)過程中能做什么，能解決什么問題等，通過本課程在項(xiàng)目開發(fā)過程中的位置，理解本課程在實(shí)際中能解決什么工程問題，從整體上把握軟件工程專業(yè)體系結(jié)構(gòu)。

沉浸式教學(xué)通常運(yùn)用在語言類、文學(xué)類專業(yè)課程教學(xué)方式中，在這些學(xué)科中已經(jīng)有了大量的研究成果和實(shí)踐應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)專業(yè)本科主干理論課中卻很少采用。

筆者提出的沉浸式教學(xué)基本思路是貫穿課程教學(xué)始終，從課程學(xué)習(xí)的初期開始進(jìn)行沉浸式教學(xué)。教學(xué)過程可以劃分為三種類型：早期浸入式、中期浸入式和晚期浸入式。一般而言，早期浸入式是在本課程開始時(shí)，從實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用開始導(dǎo)入課程的基本概念，闡述項(xiàng)目開發(fā)遇到的問題和本課程所能解決的問題；中期浸入式是指在教學(xué)過程中，以問題驅(qū)動(dòng)模式來逐漸講解課程章節(jié)內(nèi)容，并逐次解決項(xiàng)目中遇到的問題；晚期浸入式是指在課程結(jié)束時(shí)對(duì)項(xiàng)目的總結(jié)和課程的復(fù)習(xí)相結(jié)合，使學(xué)生對(duì)本課程建立起相對(duì)完整的概念，解決學(xué)生對(duì)知識(shí)應(yīng)用缺乏整體感的問題。

（三）極限編程

Kent Beck在1996 年提出極限編程（ Extreme Programming，簡(jiǎn)稱XP）的概念，極限編程是一種靈巧、重結(jié)果而輕文檔的軟件開發(fā)方法。XP將任務(wù)、系統(tǒng)細(xì)分為可以在較短周期解決的一個(gè)個(gè)子任務(wù)、子模塊，并且強(qiáng)調(diào)測(cè)試、代碼質(zhì)量和及早發(fā)現(xiàn)問題。它將復(fù)雜的開發(fā)過程分解為一個(gè)個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的小周期，提高了項(xiàng)目開發(fā)的靈活性。

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，一般都遵循“可行性分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目編碼、系統(tǒng)測(cè)試”等一系列步驟，由于最終實(shí)現(xiàn)需要長(zhǎng)時(shí)間分析、建立文檔，而前期的文檔類工作冗長(zhǎng)、枯燥，學(xué)生的積極性逐漸降低并失去主動(dòng)性。XP 這種“短周期，常發(fā)布”的開發(fā)方式，能在較短時(shí)間內(nèi)做出系統(tǒng)原型，使得學(xué)生很快看到項(xiàng)目開發(fā)的“成果”，從而提高學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而主動(dòng)產(chǎn)生學(xué)習(xí)、開發(fā)、完善項(xiàng)目的興趣。

四、基于極限編程的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)沉浸式教學(xué)模式分析

（一）項(xiàng)目案例的選擇

一個(gè)完整、基于實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目案例，首先應(yīng)該基于企業(yè)實(shí)際需求，其次，應(yīng)盡可能涵蓋軟件工程專業(yè)學(xué)科課程體系。項(xiàng)目案例選取，應(yīng)遵循如下原則：

第一，系統(tǒng)性：項(xiàng)目?jī)?nèi)容應(yīng)基本涵蓋軟件工程課程的絕大部分知識(shí)點(diǎn)。

第二，實(shí)用性：選擇的項(xiàng)目應(yīng)有一定的綜合性、實(shí)踐性，即項(xiàng)目選擇應(yīng)基于實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目。

第三，漸進(jìn)性：項(xiàng)目選擇在實(shí)施過程中，應(yīng)該符合軟件工程基本流程，從易到難，逐次推進(jìn)，項(xiàng)目完成應(yīng)能看到具體的效果。

（二）項(xiàng)目案例與軟件工程學(xué)科群的知識(shí)映射

一個(gè)符合項(xiàng)目案例選擇系統(tǒng)性原則的項(xiàng)目案例，應(yīng)該在項(xiàng)目實(shí)施的不同階段，涵蓋軟件工程教學(xué)課程體系的大部分重要知識(shí)點(diǎn)。以企業(yè)ERP系統(tǒng)為例，企業(yè)實(shí)施ERP系統(tǒng)，需要將企業(yè)資源，如用戶、客戶、外協(xié)商、供貨商、日程、業(yè)務(wù)、出入庫、賬務(wù)、車間制作、員工信息、業(yè)務(wù)溝通和基礎(chǔ)信息等，進(jìn)行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)客戶端、管理端和移動(dòng)端。

研究所示的企業(yè)ERP對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，分為需求分析、概要和詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試等?；跇O限編程的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)沉浸式教學(xué)模型，則省略前期文檔階段，直接開始項(xiàng)目分析和實(shí)施，表格說明一個(gè)具體的企業(yè)ERP項(xiàng)目案例與軟件工程教學(xué)課程體系的知識(shí)映射關(guān)系，本表省略了項(xiàng)目實(shí)施部分階段，如系統(tǒng)測(cè)試階段。

（三）貫穿項(xiàng)目周期的沉浸式教學(xué)

根據(jù)表格所示，在項(xiàng)目實(shí)施的每個(gè)階段，都需要軟件工程不同課程的相關(guān)知識(shí)，因此，可以將完整的項(xiàng)目分解為多個(gè)子項(xiàng)目，子項(xiàng)目可繼續(xù)細(xì)化，每一個(gè)子項(xiàng)目或更進(jìn)一步細(xì)化的子項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)軟件工程同一門課程，或不同課程中的不同知識(shí)點(diǎn)。因此，這種教學(xué)模式，可以貫穿軟件工程專業(yè)的大部分科目，不同科目，可以通過選擇其中的一個(gè)子項(xiàng)目來進(jìn)行教學(xué)、演示和實(shí)訓(xùn)。

教學(xué)過程中將學(xué)生分組實(shí)施具體的子項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生一步步分析項(xiàng)目，弄清在完成項(xiàng)目的過程中，哪些可以運(yùn)用已有知識(shí)解決，哪些是未知的并提出問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)積極性。

當(dāng)學(xué)生完成本課程體系中的大部分課程時(shí)，整個(gè)項(xiàng)目也順利完成。由于具體課程教學(xué)需要較為全面的子項(xiàng)目，因此系統(tǒng)基于實(shí)際應(yīng)用的完整項(xiàng)目選擇尤其重要。

五、結(jié)論

實(shí)施基于極限編程理論下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、沉浸式教學(xué)模型，通過選取貫穿全課程體系的、基于企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的完整項(xiàng)目案例，用極限編程的思想，忽略部分細(xì)節(jié)，減少項(xiàng)目文檔工作量，可以讓學(xué)生聚焦主要問題，迅速得到項(xiàng)目實(shí)施的結(jié)果。

通過建立課程群知識(shí)點(diǎn)與項(xiàng)目之間的映射關(guān)系，把完整項(xiàng)目分解成不同的子項(xiàng)目，建立不同的子目標(biāo)。通過講解、演示每一個(gè)子目標(biāo)的具體知識(shí)點(diǎn)，可以促進(jìn)學(xué)生從學(xué)習(xí)知識(shí)向提高能力上轉(zhuǎn)化，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造潛能，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)出更符合社會(huì)需求的軟件工程類人才。

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