文章編號(hào)：1672-5913(2008)20-0025-03

摘 要：本文通過參與、觀摩和總結(jié)國外著名大學(xué)軟件工程技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐，提出了一種適用于計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)、教輔并重的小班教學(xué)模式，并以荷蘭格羅寧根大學(xué)計(jì)算機(jī)本科生課程“軟件分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)為例，詳細(xì)探討了該模式的教學(xué)組織與管理。最后，針對(duì)我國高校計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，指出了實(shí)施教輔并重的小班教學(xué)模式必須注意的問題。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)教育；軟件工程技術(shù)課程教學(xué)；教學(xué)模式；教學(xué)改革；質(zhì)量管理

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 軟件工程技術(shù)課程教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

軟件工程技術(shù)種類繁多、變革很快，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)講授所有技術(shù)是不可能的，因此只能選擇有代表性的進(jìn)行講授。在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課教學(xué)模式下，教師可能要面對(duì)近百人的大課堂，這種方式不適合軟件工程技術(shù)的課程教學(xué)。

目前，中國大多數(shù)理工科院校都設(shè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，而軟件工程方向的本科生課程設(shè)置則各有不同。普遍的現(xiàn)象是，盡管在校期間學(xué)習(xí)了很多軟件技術(shù)的相關(guān)課程，但就業(yè)時(shí)仍無法適應(yīng)工業(yè)界的需要。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)我國計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)教育普遍存在一些問題。如下所述。

1) 計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)課程設(shè)置不合理。如部分高校計(jì)算機(jī)本科生課程中將需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試、過程管理、項(xiàng)目管理等一系列內(nèi)容揉合在一起，課時(shí)分配通常較少。

2) 教學(xué)上仍強(qiáng)調(diào)原理性教學(xué)，缺乏必要的實(shí)踐教學(xué)。筆者曾旁聽了幾所著名高校的軟件工程本科生課程和研究生課程，發(fā)現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)仍是傳統(tǒng)軟件技術(shù)原理。例如，在講授軟件測(cè)試技術(shù)時(shí)，一般側(cè)重于各種白盒/黑盒軟件測(cè)試技術(shù)或者測(cè)試準(zhǔn)則，很少讓學(xué)生測(cè)試一個(gè)實(shí)際的程序。

3) 采用大班授課的形式，缺少注重實(shí)效的課程輔導(dǎo)。由于近年來招生規(guī)模擴(kuò)大，師資相對(duì)不足，導(dǎo)致專業(yè)課學(xué)生多達(dá)百人。這種情況下，學(xué)生與教師之間缺少互動(dòng)，配備的助教也很少提供實(shí)質(zhì)性的輔導(dǎo)，通常只負(fù)責(zé)改作業(yè)或判考卷。

4) 授課教師缺少相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐。特別是實(shí)力較弱的院校，計(jì)算機(jī)專業(yè)教師往往承擔(dān)幾個(gè)不同學(xué)科的教學(xué)工作。由于自身的不足，他們很難為學(xué)生講授新的技術(shù)發(fā)展。

5) 學(xué)生成績(jī)考核仍采用考卷的形式。

針對(duì)上述問題，本文提出一種適用于計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)本科生課程的小班教學(xué)模式。該模式的突出特點(diǎn)是課堂教學(xué)和課程輔導(dǎo)并重，設(shè)有嚴(yán)格的教學(xué)質(zhì)量控制機(jī)制。我們認(rèn)為，該教學(xué)模式可以有效地改進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)踐能力。該模式是在作者參與荷蘭格羅寧根大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)系本科生教學(xué)的組織與管理的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，基本反映了發(fā)達(dá)國家計(jì)算機(jī)教育的現(xiàn)狀，對(duì)我國計(jì)算機(jī)教育具有很好的借鑒意義。

2 高質(zhì)量、教輔并重的小班教學(xué)模式及實(shí)例

下面介紹小班教學(xué)模式，并以荷蘭格羅寧根大學(xué)計(jì)算機(jī)系的本科生課程“軟件分析與設(shè)計(jì)”教學(xué)為例討論小班教學(xué)模式關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實(shí)施。

2.1 一體化的教學(xué)管理

荷蘭的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究與教育處于世界前列。格羅寧根大學(xué)(http://www.rug.nl/)是一所具有近四百年歷史，享有較高國際聲譽(yù)的著名大學(xué)。該校的計(jì)算機(jī)科學(xué)系與數(shù)學(xué)系、化學(xué)系、物理系一樣從屬于數(shù)學(xué)與自然科學(xué)學(xué)院。“軟件分析與設(shè)計(jì)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)系三年級(jí)本科生的必修課程。格羅寧根大學(xué)開發(fā)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)管理的黑板系統(tǒng)。該平臺(tái)為教學(xué)管理人員、任課教師、學(xué)助理和學(xué)生提供了便利的交流平臺(tái)。教學(xué)管理人員負(fù)責(zé)課程的開設(shè)；任課老師通過該平臺(tái)申報(bào)課程、上載課件、發(fā)布教學(xué)信息(如授課時(shí)間和授課地點(diǎn)的變改等)、布置作業(yè)、回答學(xué)生的提問等；學(xué)生通過該平臺(tái)注冊(cè)課程(實(shí)現(xiàn)選課)、提交作業(yè)、報(bào)告等。格羅寧根大學(xué)每學(xué)年由四個(gè)小學(xué)期組成，通常每個(gè)學(xué)生每學(xué)期選修4～5門課程。選修2006-2007年度“軟件分析與設(shè)計(jì)”課程的學(xué)生有55位，任課教師是兩位助理教授(都是博士學(xué)位獲得者)，配備兩名博士后研究人員充當(dāng)教學(xué)助理。

2.2 高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容和作業(yè)設(shè)計(jì)

兩位任課教師和兩名教學(xué)助理組成該門課程的教學(xué)小組，其中有經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任小組負(fù)責(zé)人。任課教師共同負(fù)責(zé)并制定教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)設(shè)計(jì)、課程進(jìn)度安排、參考教科書等，兩位教師輪流授課。由于格羅寧根大學(xué)是一所國際化程度很高的大學(xué)，因此教科書、課件、作業(yè)、教學(xué)語言都采用英語。本課程分為6次講授，每次2小時(shí)。

表1簡(jiǎn)要列出了課程教學(xué)的內(nèi)容、進(jìn)度和任務(wù)分工。本課程的教學(xué)涉及到若干軟件工程技術(shù)，重點(diǎn)是將UML和面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來，在講授分析與設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)引入了各種分析與設(shè)計(jì)模式，在講授設(shè)計(jì)時(shí)引入了軟件體系結(jié)構(gòu)，將分析與設(shè)計(jì)放到迭代開發(fā)和統(tǒng)一過程背景下。我們認(rèn)為這樣的課程設(shè)計(jì)方案融合了當(dāng)前軟件工程技術(shù)的最新發(fā)展，并且將這些技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來講授，而不是孤立的講授。

與此課程教學(xué)配套的還有5次大作業(yè)。這些作業(yè)的內(nèi)容都來自現(xiàn)實(shí)生活中具有代表性的系統(tǒng)，如格羅寧根市公交車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計(jì)、飲料自動(dòng)銷售機(jī)的需求分析與設(shè)計(jì)、音響店出租影碟系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計(jì)等。每次作業(yè)之間具有連貫性，比如上一次作業(yè)可能是概念層的需求分析，下一次則逐步增加需求和約束，直到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。表2簡(jiǎn)要地列出了“軟件分析與設(shè)計(jì)”的作業(yè)設(shè)計(jì)。

2.3 不可或缺的課程輔導(dǎo)

課程輔導(dǎo)是對(duì)課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，也是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

注冊(cè)“軟件分析與設(shè)計(jì)”課程的55個(gè)學(xué)生被分為兩個(gè)小班。每個(gè)小班由一位教學(xué)助理負(fù)責(zé)。本課程安排了5次課程輔導(dǎo)，每次課程教授之后安排一次課程輔導(dǎo)，每次輔導(dǎo)為2個(gè)小時(shí)。

在課程輔導(dǎo)上，2~3個(gè)學(xué)生組成一個(gè)小組，教學(xué)助理主持課程輔導(dǎo)并參與學(xué)生的討論。針對(duì)作業(yè)中的每個(gè)任務(wù)，分配一組學(xué)生上臺(tái)講解自己的解決方案，其他同學(xué)針對(duì)他們的方案發(fā)表自己的看法并發(fā)問。必要的時(shí)候，教學(xué)助理指出方案中的錯(cuò)誤或不足之處。

在匯報(bào)之前，各小組經(jīng)常會(huì)進(jìn)行大量的討論，最終形成統(tǒng)一的方案。在此過程中，他們必須深入思考各種概念和技術(shù)，有時(shí)需要查閱資料。這種爭(zhēng)論激烈的課堂輔導(dǎo)不僅能夠幫助學(xué)生深刻理解并應(yīng)用課堂所學(xué)的各種概念、技術(shù)或方法，還可以培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)精神和表達(dá)能力。

每次授課前，教學(xué)小組都會(huì)有一個(gè)短暫的會(huì)議，主要討論上次課程輔導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)的問題。這也為任課教師提供了重要的反饋信息。課程輔導(dǎo)過程中學(xué)生的表現(xiàn)是平時(shí)成績(jī)的重要參考，并影響到最終的課程成績(jī)。

2.4 革命性的考試方式

軟件工程學(xué)科的特點(diǎn)要求除了考核學(xué)生對(duì)軟件工程概念、技術(shù)和方法學(xué)的理解外，還應(yīng)考核學(xué)生對(duì)所學(xué)軟件工程技術(shù)或方法學(xué)的應(yīng)用能力，因此傳統(tǒng)的閉卷或開卷考試都不太適用。

“軟件分析與設(shè)計(jì)”課程考試采用類似“大作業(yè)”的報(bào)告并結(jié)合口頭答辯的形式。作業(yè)由兩位任課教師起草，并交由教學(xué)小組討論和評(píng)審，在確認(rèn)無誤后發(fā)布到教學(xué)平臺(tái)上。

該作業(yè)描述了一個(gè)拍賣公司的各種業(yè)務(wù)，包括管理各種拍賣物、查詢服務(wù)、消息預(yù)訂服務(wù)、每月一次的拍賣、管理客戶信息等，公司老板希望將來能將該系統(tǒng)擴(kuò)展到Internet上并增加各種高級(jí)功能。作業(yè)要求是對(duì)這樣一個(gè)信息系統(tǒng)進(jìn)行完整的分析與設(shè)計(jì)，并遵循統(tǒng)一過程中的構(gòu)想和細(xì)化兩個(gè)階段。具體說來：

(1) 構(gòu)想階段，首先創(chuàng)建一個(gè)領(lǐng)域模型(只需給出類、屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系)，然后列出可能的用例(合適的名字及描述)，最后給出一個(gè)用例圖(此階段并不要求寫出詳細(xì)的用例)；

(2) 細(xì)化階段，側(cè)重于“每月一次的拍賣”業(yè)務(wù)，必須描述該業(yè)務(wù)完整過程，寫出各個(gè)用例；從中選擇至少3個(gè)用例，創(chuàng)建活動(dòng)圖；細(xì)化用例，并保證每個(gè)用例只與一個(gè)角色相關(guān)；針對(duì)每個(gè)角色與用例的組合，采用系統(tǒng)交互圖描述對(duì)應(yīng)的接口；采用Grasp模式完成設(shè)計(jì)，包括創(chuàng)建順序圖(通信圖)和完整的類圖。

此外，在分析與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用迭代的方式，即首先選擇系統(tǒng)的核心部分進(jìn)行完整的分析與設(shè)計(jì)，然后再擴(kuò)展到系統(tǒng)的其他部分。

為了確保學(xué)生的作業(yè)報(bào)告的方向正確以及最終提交報(bào)告的質(zhì)量，教學(xué)助理在考試中途安排2個(gè)小時(shí)的答疑，快速檢查學(xué)生已經(jīng)完成的報(bào)告，并指出存在的問題。通常情況下，要求學(xué)生在一個(gè)月內(nèi)提交作業(yè)報(bào)告。

作業(yè)報(bào)告的評(píng)分依據(jù)是報(bào)告的正確性(如是否正確應(yīng)用各種UML圖、是否運(yùn)用了迭代開發(fā)的思想、是否遵循統(tǒng)一過程的兩個(gè)階段)、完整性、一致性、表達(dá)規(guī)范性等。教學(xué)助理首先對(duì)作業(yè)報(bào)告進(jìn)行批閱和打分，然后轉(zhuǎn)交給任課教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行口頭考試。學(xué)生可以2~3人組成一個(gè)小組并提交一份報(bào)告，口頭答辯則必須逐個(gè)進(jìn)行，以便了解每個(gè)學(xué)生在作業(yè)報(bào)告中的貢獻(xiàn)。這種方式可以有效地督促學(xué)生積極參與作業(yè)報(bào)告。

3 教輔并重小班教學(xué)模式的特點(diǎn)

分析發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式具有如下幾個(gè)鮮明特點(diǎn)。

(1) 課堂教學(xué)與課程輔導(dǎo)并重。如“軟件分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中課堂教學(xué)與課程輔導(dǎo)分別占12個(gè)課時(shí)，教學(xué)小組中的教師與教學(xué)助理的工作量基本相當(dāng)。

(2) 質(zhì)量控制機(jī)制嚴(yán)格。教學(xué)小組共同參與教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)設(shè)計(jì)、考試等關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)助理每次課程輔導(dǎo)和作業(yè)報(bào)告的中期審查是重要的教學(xué)補(bǔ)充環(huán)節(jié)。

(3) 培養(yǎng)的學(xué)生基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。課程輔導(dǎo)前，學(xué)生通常需要閱讀大量技術(shù)文獻(xiàn)，這是促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程。課程輔導(dǎo)中，激烈的討論與爭(zhēng)辯促使學(xué)生思考所學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還提高了學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維方式。經(jīng)過此模式教育的學(xué)生很受用人單位的歡迎。

(4) 需要充裕的教育資源和優(yōu)秀的教學(xué)助理。以“軟件分析與設(shè)計(jì)”為例，注冊(cè)課程的學(xué)生不到60人，但配備了兩名助理教授和兩名博士后擔(dān)任教學(xué)助理。這是實(shí)施該教學(xué)模式所面臨的現(xiàn)實(shí)問題。

4 結(jié)束語

實(shí)踐證明，該教學(xué)模式不僅適用計(jì)算機(jī)軟件工程領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)踐，還適用于其他實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科。

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