軟件工程綜合技能實踐教學(xué)模式的改革與探試索
摘要：本文分析了傳統(tǒng)的以“教”為中心的實踐教學(xué)模式存在的問題，在總結(jié)近三年來實踐教學(xué)改革的經(jīng)驗和體會的基礎(chǔ)上，以云南大學(xué)軟件學(xué)院推行的綜合技能實踐教學(xué)改革為例，提出了以“學(xué)”為中心的實踐教學(xué)模式，以及在新的教學(xué)模式中應(yīng)采用的措施和方法，并對新實踐教學(xué)模式的效果進行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：軟件工程;實踐教學(xué);教學(xué)模式;教學(xué)改革
1、引言
近年來，隨著多媒體技術(shù)和Internet應(yīng)用的迅速普及，一種新的以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式正在興起，這種新的教學(xué)模式與傳統(tǒng)的以“教”為中心的教學(xué)模式完全不同：它強調(diào)在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，認為 隋境”、“協(xié)作”、“會話”、“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)活動的四大要素，強調(diào)學(xué)生是認知結(jié)構(gòu)的主動建構(gòu)者：教師是學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)者，學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)者、幫助者和促進者。這種教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。為此我們采用以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式對軟件工程類專業(yè)綜合技能的培養(yǎng)模式進行改革，收到了良好的教學(xué)效果。
2、以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式
2.1 以“教”為中心的實踐教學(xué)中存在的問題
一般軟件工程的專業(yè)課基本上都開設(shè)有各自的實驗課，這些實驗課內(nèi)容與理論課教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系緊密，教師通過將理論教學(xué)內(nèi)容拿到實驗中進行驗證，把教學(xué)內(nèi)容和知識傳遞給學(xué)生。老師是教學(xué)過程的中心，學(xué)生則處于被動接受知識的地位。這種狀況往往造成學(xué)生對實驗課不夠重視，學(xué)習(xí)積極性與主動性不高，對實驗課投入的精力較少。因此這種被動的實踐教學(xué)模式不僅不能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，反而由于被動的和束縛性的學(xué)習(xí)定位，構(gòu)筑起一堵限制學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的壁壘。這些在軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)中出現(xiàn)的各種問題，其實質(zhì)原因就在于以“教”為中心的實踐教學(xué)模式，因此要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才，就必須改變舊的實踐教學(xué)模式。
2.2 以“學(xué)”為中心的實踐教學(xué)模式的改革思路
以“學(xué)”為中心的實踐教學(xué)模式的基本原理為建構(gòu)主義，建構(gòu)主義關(guān)注如何以原有的經(jīng)驗、心理結(jié)構(gòu)和信念為主來建構(gòu)知識，強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性、社會性和情境性。建構(gòu)主義作為一種新的學(xué)習(xí)理論，對學(xué)習(xí)提出了一系列新的解釋，它強調(diào)學(xué)習(xí)者在以往的生活、學(xué)習(xí)和交往活動中，逐步形成了自己對各種現(xiàn)象的理解和看法，而且，他們具有利用現(xiàn)有知識經(jīng)驗進行推論的智力潛能：強調(diào)學(xué)習(xí)者通過與外部信息的相互作用而生成理解、發(fā)展智能，建構(gòu)自己的“經(jīng)驗現(xiàn)實”。與這一傾向相適應(yīng)，在教學(xué)中出現(xiàn)了一系列具體變化：從“教師中心”到“學(xué)生中心”;從關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果到同時關(guān)注學(xué)習(xí)過程：從關(guān)注外部信息序列(教材內(nèi)容)的組織設(shè)計到關(guān)注學(xué)習(xí)過程中的交互活動設(shè)計;從關(guān)注以學(xué)科知識為中心的學(xué)習(xí)到關(guān)注以問題為中心的學(xué)習(xí);等等。
在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主要任務(wù)是對各種理論進行推導(dǎo)及抽象概念、原理的記憶、復(fù)述和實踐驗證、簡單應(yīng)用。教師一般在教學(xué)之初先講解所要學(xué)習(xí)的概念和原理，而后再讓學(xué)生去做一定的練習(xí)、實驗，嘗試去解答有關(guān)的問題，其潛在的假設(shè)是：學(xué)和做是兩個過程，必須先學(xué)了，先知道了，才能去做，去解決有關(guān)的問題，而本質(zhì)上知識和理論的產(chǎn)生首先是從實踐中總結(jié)、升華來的。我們在“綜合技能實踐”的教改中根據(jù)建構(gòu)主義的教學(xué)理論采用相反的思路來進行教學(xué)設(shè)計：“在問題解決中學(xué)習(xí)”。
要在專業(yè)綜合技能的培養(yǎng)中體現(xiàn)“在問題解決中學(xué)習(xí)”的教改思路，主要應(yīng)考慮以下的幾個方面：
一、設(shè)計真實的任務(wù)。真實的活動是學(xué)習(xí)環(huán)境的重要的特征，就是應(yīng)該在實踐教學(xué)中使用真實的任務(wù)和實踐整合多重的內(nèi)容或?qū)I(yè)技能。所謂的“真實任務(wù)”就是要達到：1)選擇的實踐項目滿足學(xué)生需要，對學(xué)生而言具有意義;2 項目內(nèi)容具有內(nèi)在價值，反映問題的專業(yè)性和科學(xué)邏輯;3)在項目的實踐過程中存在或形成一些問題引起學(xué)生的興趣并需要尋找信息來解決才能完成任務(wù)。
二、設(shè)計能夠反映學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后就能從事有效行動的復(fù)雜環(huán)境。學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建要考慮以下4個方面的因素：1)情境要素，要建立利于學(xué)生理解和意義建構(gòu)，并促進知識、技能和體驗相連接的外部場景，該場景也是活動的意向與問題嵌入其問的實踐環(huán)境;2)采用適當?shù)难芯抗ぞ咭?認知工具;3)提供適當?shù)馁Y源要素;4)要有學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生之間的交流平臺。
三、在實踐教學(xué)指導(dǎo)方式上體現(xiàn)以“學(xué)生”為中心的思想，給予學(xué)生解決問題的自主權(quán)，教師作為協(xié)助，應(yīng)該刺激學(xué)生的思維，激發(fā)他們自己解決問題。
四、效果評價。對學(xué)習(xí)效果的評價包括學(xué)生個人的自我評價和教學(xué)對個人的學(xué)習(xí)評價，采用在實踐過程中的形成性評價和最終的總結(jié)性評價。評價內(nèi)容包括：1)自主學(xué)習(xí)能力;2)是否完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。
3、以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式的實踐
在軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中，一般將實踐環(huán)節(jié)分為三個部分：課程實驗、專業(yè)實踐和畢業(yè)實習(xí)。我院的專業(yè)實踐是為了訓(xùn)練軟件工程類專業(yè)學(xué)生的項目研發(fā)能力，以問題或項目驅(qū)動的自主選題和設(shè)計的單列學(xué)分實踐課程。專業(yè)實踐由綜合技能實踐、系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)I、系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)II、專業(yè)實踐 4個層次構(gòu)成。其中，綜合技能實踐安排在第三學(xué)期，是所有工程類專業(yè)學(xué)生的必修環(huán)節(jié)。該課程主要進行技能性、綜合性的專業(yè)實踐，以培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，并為后續(xù)的專業(yè)實踐打好基礎(chǔ)，在綜合技能實踐課程的教學(xué)實踐中，我們針對傳統(tǒng)實踐教學(xué)中存在的一些問題，采用以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式進行了大膽的改革。
在綜合技能實踐的教學(xué)設(shè)計中，主要包括以下兩部分內(nèi)容：
一是關(guān)于學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建，學(xué)習(xí)環(huán)境是創(chuàng)造良好的外部條件來幫助和促進學(xué)生建構(gòu)知識意義的過程，這是學(xué)習(xí)的外因;二是關(guān)于自主學(xué)習(xí)策略的設(shè)計，自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計則是要通過有效的教學(xué)策略來激勵認知主體即學(xué)習(xí)者，使他們在學(xué)習(xí)過程中能更充分地發(fā)揮出自身的主動性、積極性與創(chuàng)造性，這是學(xué)習(xí)的內(nèi)因。通過兩部分的作用，有效地促進學(xué)生對知識意義的主動構(gòu)建，使學(xué)習(xí)者真正成為信息加工的主體，從而充分體現(xiàn)出學(xué)生的認知主體作用。
在具體的設(shè)施過程中我們主要采取了以下的措施和方法：
一、選擇有實際意義的專業(yè)項目，建立真實的實踐環(huán)境。如計算機硬件組裝、BIOS設(shè)置和操作系統(tǒng)軟件安裝調(diào)試;基本網(wǎng)絡(luò)連接配置、管理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的搭建;一些帶有引導(dǎo)性、設(shè)計性或研究性的項目，如數(shù)字儀表的設(shè)計與組裝、A/D、D/A設(shè)計、虛擬儀器開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)和PDA的開發(fā)、多媒體創(chuàng)作等一系列的實踐項目，內(nèi)容深度從基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計和研究，涉及硬件、軟件等方面，強調(diào)學(xué)生將所學(xué)知識和技能在實踐中的應(yīng)用，積極引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
二、以問題為驅(qū)動，在問題的解決中學(xué)習(xí)。以具體的實際問題為中心，在學(xué)生具備一定的背景知識，但還沒有學(xué)習(xí)具體的課程前就要求學(xué)生完成某個方面的初步實踐項目，一方面使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)前有一定的實踐經(jīng)驗，另一方面也為后續(xù)的專業(yè)實踐構(gòu)建必備的知識和技能。例如學(xué)生在大二上學(xué)期并沒有學(xué)習(xí)過Web程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，但具備操作系統(tǒng)、程序設(shè)計等背景知識。在JSP/ASP.NET開發(fā)環(huán)境搭建項目中， 要求學(xué)生完成一個包括Web 服務(wù)、JSP/ASENET集成開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫和簡單B/S程序開發(fā)等內(nèi)容的實踐項目。通過學(xué)生的預(yù)習(xí)、實踐和總結(jié)，在短時間內(nèi)就讓學(xué)生掌握了Web開發(fā)的基本步驟和相關(guān)的知識。
三、以“學(xué)生”為中心，采用開放式教學(xué)模式。實行開放實踐教學(xué)是保證實現(xiàn)以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式的最好方式，為此，我們專門開發(fā)了針對開放實踐教學(xué)需要的“網(wǎng)絡(luò)預(yù)約實踐管理系統(tǒng)”，采用網(wǎng)絡(luò)化、信息化的管理手段，讓學(xué)生在項目內(nèi)容、實踐時問上自由選擇，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主性。
四、教師指導(dǎo)實踐方式的轉(zhuǎn)變。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師與學(xué)生的地位、作用與傳統(tǒng)教學(xué)相比己發(fā)生很大變化，這就要求改變過去以教師為中心、單純強調(diào)知識傳授、把學(xué)生當作知識灌輸對象的指導(dǎo)方式，在學(xué)生進行思考和嘗試解決問題過程中，由于每個學(xué)生原有的知識經(jīng)驗不一樣，必然會出現(xiàn)有的學(xué)生較快提出解決方案且比較完善，有的學(xué)生貝 較慢甚至無從下手，此時，我們要求指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中主要擔任參與者、合作者和引導(dǎo)者的角色，當學(xué)生遇到困難時，給予必要的指導(dǎo)幫助，一改以往輔導(dǎo)過細，偏重結(jié)果的做法，讓學(xué)生自由發(fā)揮。
五、綜合技能實踐的教學(xué)評價。教學(xué)評價體現(xiàn)出課程設(shè)置的目標，課程怎么考核，學(xué)生就會怎么學(xué)習(xí)。我們在綜合技能實踐的考核中采用形成性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合，以形成性評價為主的考核方式。對以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式來說，由于學(xué)生進行的都是自我構(gòu)建的學(xué)習(xí)，對于同樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，不同學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容、途徑都可能不一樣，如果單純以重視結(jié)果的總結(jié)性評價進行考核將會限制學(xué)生的思想，不利于學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮。只有采用在教學(xué)活動過程中不斷進行教學(xué)評價的形成性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合才能激勵學(xué)生主動參與實踐，發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性。
4、新教學(xué)模式的教學(xué)效果
總體而言，綜合技能實踐教學(xué)模式的改革主要起到了以下三方面作用：
一、調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了能力。由于采取的是以“學(xué)”為中心的實踐教學(xué)模式，采用了開放實踐的方式，包括開放實驗時問、開放實驗項目、開放實驗設(shè)備等，因而最大限度地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生們普遍認為：現(xiàn)在的實踐一改以往按照教材的要求和老師的詳細講解而操作的教學(xué)模式，讓他們在自己查找資料、自行思考、準備和設(shè)計方案的過程中，體會科研工作的艱辛，也體會到其中的樂趣;由于實踐中可用不同的方法、不同的手段，并允許失敗進行重做，讓他們有充分張揚個性、展示自我表現(xiàn)的機會，每一個實踐的完成都有一種成就感。因而，在實踐中大部分學(xué)生都表現(xiàn)出極大的興趣，時問抓得緊，常常是下課了還不想走，要教師催好幾遍才走。上課到課率為100%，課外預(yù)習(xí)和實踐報告完成情況都比其他課程要好，優(yōu)秀率平均在80%以上，及格率通常都在95%以上。
二、激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識。學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的發(fā)掘在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。由于在實踐中設(shè)置了一些涉及計算機前沿技術(shù)學(xué)生需要進行研究的項目，以及一些需要自主設(shè)計的項目，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大增，我們每輪實踐課程都有許多學(xué)生完成了優(yōu)秀的作品，這對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識是非常有益的。
三、磨練了意志，培養(yǎng)了綜合素質(zhì)。一個優(yōu)秀的工程人員必須具有堅強的意志和良好的綜合素質(zhì)，經(jīng)得起成功和失敗的考驗。在實踐中，要求學(xué)生從實踐預(yù)習(xí)、實踐準備到整個實踐的完成，都由學(xué)生自己獨立完成，并且要處理實踐中出現(xiàn)的各種問題，品嘗實際工作中的“酸、甜、苦、辣”。學(xué)生在實踐過程中，遇到失敗是常有的事，新的教學(xué)模式對于磨練學(xué)生的意志、培養(yǎng)綜合素質(zhì)起到了積極的作用。
5、結(jié)論
以“學(xué)”為中心的實踐教學(xué)模式是對傳統(tǒng)實踐教學(xué)的一種改革。體現(xiàn)了高等教育中應(yīng)該以學(xué)生為中心的理念，對提高他們的責(zé)任感、自信心，進而激發(fā)創(chuàng)造力有很好的作用。通過近三年軟件工程專業(yè)的“綜合技能實踐證明，采用以“學(xué)”為中心的實踐這一新的教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生對專業(yè)實踐的興趣和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我構(gòu)建知識的能力， 由于實踐內(nèi)容接近工程實際，綜合技能訓(xùn)練范圍很廣，既促進了學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)，又為軟件工程類專業(yè)后繼的專業(yè)課程和專業(yè)實踐打下了良好的基礎(chǔ)，收到了很好的效果。
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