馬 麗，高敬禮，苗 露

（平頂山學(xué)院 計算機(jī)學(xué)院，河南 平頂山 467000）

0 引言

高校計算機(jī)專業(yè)課教學(xué)大多以教師講授、傳遞知識為主，學(xué)生課堂參與度低；教學(xué)信息反饋片面、滯后；教學(xué)、學(xué)習(xí)和評價等方式單一，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、能動性和創(chuàng)造性；不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析與解決復(fù)雜工程實踐問題等能力。隨著信息技術(shù)與教育的深度融合，軟件工程的教學(xué)、學(xué)習(xí)方式發(fā)生了較大改變［1-2］。文獻(xiàn)［3］基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出和反向設(shè)計課程；文獻(xiàn)［4］采用逆向教學(xué)設(shè)計，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)評價視角系統(tǒng)改革軟件工程課程教學(xué)流程，但未充分融合線上資源；文獻(xiàn)［5］探索了一種線上線下混合教學(xué)方法與課程理實教學(xué)有機(jī)融合的立體化教學(xué)模式；文獻(xiàn)［6］依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源構(gòu)建了教學(xué)實施過程中翻轉(zhuǎn)課堂下的混合教學(xué)模式，但缺少課程目標(biāo)達(dá)成評價。鑒于此，本文基于OBE，有機(jī)融合優(yōu)質(zhì)教育平臺資源與傳統(tǒng)課堂，以學(xué)生為中心，研究適應(yīng)應(yīng)用型高校的軟件工程課程混合教學(xué)模式，探索計算機(jī)類課程教學(xué)改革新途徑。

1 OBE 教育模式

基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE，也稱成果導(dǎo)向教育），指通過學(xué)生在教育過程最終所能獲得的學(xué)習(xí)成果設(shè)計與實施教學(xué)環(huán)節(jié)，亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，于1981 年提出［7］。OBE 最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革領(lǐng)域，之后應(yīng)用于工程教育領(lǐng)域，是以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心組織、實施和評價教育的結(jié)構(gòu)模式［8］。工程教育是我國高等教育體系的重要組成部分，2016 年我國成為“華盛頓協(xié)議”正式會員，中國工程教育得到國際認(rèn)可［9］。

OBE 是工程教育的核心，也是工程教育專業(yè)認(rèn)證貫穿始終的重要標(biāo)準(zhǔn)［10］。OBE 理念基本內(nèi)涵：根據(jù)崗位群設(shè)置職業(yè)能力，以職業(yè)能力為目標(biāo)反向設(shè)置課程內(nèi)容、以學(xué)生為中心實施教學(xué)，考核學(xué)生目標(biāo)是否達(dá)成，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)評價。OBE 模式明確教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后取得學(xué)習(xí)成果，即想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么、為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果、如何有效幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果、如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果等［11］。OBE 以實現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育過程推動傳統(tǒng)內(nèi)容驅(qū)動、學(xué)科導(dǎo)向或投入導(dǎo)向的教育模式改革［12］。OBE 教育模式近年在我國高校工程教育改革中得到應(yīng)用，符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求。

2 多元混合教學(xué)

混合式教學(xué)即將傳統(tǒng)教學(xué)模式所具有的優(yōu)勢與網(wǎng)絡(luò)化或數(shù)字化教學(xué)優(yōu)勢進(jìn)行有效結(jié)合，形成一種線上+線下的教學(xué)模式［13］。軟件工程課程多元混合教學(xué)指線上、線下混合的學(xué)習(xí)環(huán)境；粉筆、黑板、PPT、多媒體等傳統(tǒng)教學(xué)工具與互聯(lián)網(wǎng)、多媒體計算機(jī)或智能終端設(shè)備等混合的教學(xué)工具；教室、網(wǎng)絡(luò)中心、計算機(jī)中心、圖書館、宿舍、操場等混合教學(xué)場所；課內(nèi)課外混合的教學(xué)時間；傳統(tǒng)教材、參考書與網(wǎng)絡(luò)資料、MOOC、微課等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源混合的學(xué)習(xí)資源等，這與OBE 課程教學(xué)非常吻合。利用中國大學(xué)MOOC 平臺自建的課程資源和其他平臺資源，基于OBE 理念，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，多平臺有機(jī)融合傳統(tǒng)課堂與線上課堂，構(gòu)建多元“線上線下”新型混合式教學(xué)模式。

3 軟件工程課程混合教學(xué)改革

課程教學(xué)是在教育的目標(biāo)和規(guī)范下，教師根據(jù)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)要求，有計劃、有步驟、系統(tǒng)性激發(fā)、強(qiáng)化及優(yōu)化學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的一種活動，使學(xué)生達(dá)到理解與應(yīng)用知識、掌握技術(shù)技能與發(fā)展素質(zhì)的目的［14］。因此課程體系的合理有效關(guān)系到課程最終學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。鑒于OBE 教育模式與混合教學(xué)吻合且符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，因此基于OBE 改革軟件工程課程教學(xué)。

3.1 基于OBE，制定課程目標(biāo)

基于OBE 理念，分析國家、社會、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及職場需求，結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，確定計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，基于OBE，從知識、能力、素質(zhì)三方面確定軟件工程課程目標(biāo)。知識目標(biāo)關(guān)注軟件工程基礎(chǔ)知識和基本原理的理解和掌握；能力目標(biāo)關(guān)注運用軟件工程的原理、方法和技術(shù)等進(jìn)行軟件項目的分析、設(shè)計、專業(yè)描述以及管理等工程實踐能力；素質(zhì)目標(biāo)關(guān)注自主學(xué)習(xí)、溝通合作、職業(yè)素養(yǎng)等能力。軟件工程課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系如表1 所示。

Table 1 Relationship between software engineering curriculum objectives and professional graduation requirements表1 軟件工程課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系

3.2 基于課程目標(biāo)，設(shè)置課程內(nèi)容

基于課程目標(biāo)將課程內(nèi)容按軟件開發(fā)過程模塊化，并將各模塊切分為一般性知識、技能型知識、拓展型知識三類，如表2 所示。

Table 2 Contents and objectives of software engineering course表2 《軟件工程》課程內(nèi)容與目標(biāo)

3.3 基于課程內(nèi)容，建設(shè)線上資源

課程團(tuán)隊積極和東軟合作，通過市場調(diào)研，依據(jù)工作過程，集體研討各工作任務(wù)涉及的知識點、技能點、素質(zhì)點的對應(yīng)關(guān)系，確定需優(yōu)化、建設(shè)的軟件工程課程內(nèi)容與資源，并集體研討、確定線上資源交互式自主學(xué)習(xí)平臺需求。從學(xué)習(xí)者的認(rèn)知習(xí)慣和媒體的使用效果研討各資源最適合的展現(xiàn)形式，提高課程資源建設(shè)實效性。軟件工程課程結(jié)合不同專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)和就業(yè)面向，以“必須、夠用”為度，本著“精選、典型”的原則重點挑選典型工作任務(wù)學(xué)習(xí)，以模塊劃分教學(xué)單元，以任務(wù)教學(xué)，滿足多專業(yè)不同學(xué)生需求。依照教學(xué)大綱和軟件開發(fā)與維護(hù)過程中的崗位需求，線上課程資源由3 個模塊、12 個知識單元、兩個實踐項目專題（33 個學(xué)習(xí)性工作任務(wù)）構(gòu)成，見圖1。課程模塊間獨立性強(qiáng)，學(xué)習(xí)者可根據(jù)需要靈活選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。課程內(nèi)容豐富、新穎，主講教師以情景設(shè)置、問題驅(qū)動、案例分析等多種方式組織教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生使用工程化方法高效開發(fā)高質(zhì)量軟件以及項目管理能力，培養(yǎng)系統(tǒng)分析師、系統(tǒng)架構(gòu)師、軟件設(shè)計師、軟件測試師和項目管理人員。

自建的中國大學(xué)MOOC 軟件工程線上課程資源網(wǎng)址為http：//www.icourse163.org/course/PDSU-1002125020。

Fig.1 Resource structure of software engineering course圖1 軟件工程課程資源結(jié)構(gòu)

3.4 混合教學(xué)方案設(shè)計

依托自建的軟件工程在線開放課程資源、其他優(yōu)質(zhì)課程資源、翻轉(zhuǎn)校園、課程QQ 群等，有機(jī)融合線上課程資源與傳統(tǒng)課堂混合教學(xué)，“工程化”改造軟件工程課程。

知識目標(biāo)培養(yǎng)采用課前線上自主學(xué)習(xí)（為主）+課中答疑、小組探究、線上線下測試、總結(jié)+課后鞏固、拓展、線上線下答疑等方式進(jìn)行，多種教學(xué)方法混合使用。教師課前提出明確的學(xué)習(xí)任務(wù)，推送網(wǎng)課視頻、案例、相關(guān)閱讀資料、測試題、討論題、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等多種教學(xué)資源。學(xué)生觀看視頻后，需完成教師推送的測試題和討論題。期間，可充分利用網(wǎng)絡(luò)課程平臺和課程QQ 群，加強(qiáng)師生、生生間的線上互動，及時解惑課前學(xué)習(xí)疑難點。課中教師答疑學(xué)生線上學(xué)習(xí)的共性問題，學(xué)生小組合作、互助學(xué)習(xí)，下課前通過翻轉(zhuǎn)校園預(yù)設(shè)的客觀題和簡答題測試學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成情況。課后學(xué)習(xí)拓展知識，完成教師布置的作業(yè)。

能力目標(biāo)培養(yǎng)采用課前課程QQ 群小組項目任務(wù)作業(yè)展示+課中任務(wù)作業(yè)點評、案例、項目分析、項目計劃制定、小組成果展示、討論、互評+課后線上、線下項目任務(wù)實踐等方式進(jìn)行。通過課中單元案例分析、任務(wù)實戰(zhàn)、課后項目任務(wù)實戰(zhàn)，運用結(jié)構(gòu)化方法學(xué)和面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)等，按照軟件開發(fā)工作過程，以小組為單位完成實戰(zhàn)項目的需求分析、設(shè)計、測試、實現(xiàn)（可結(jié)合開發(fā)課程）等工作。項目訓(xùn)練選取學(xué)生熟悉的實際應(yīng)用項目；任務(wù)設(shè)置既有必須完成的能力訓(xùn)練簡單任務(wù)，又有可選的拓展能力訓(xùn)練挑戰(zhàn)性任務(wù)。任務(wù)一般按照“資料查找和綜述撰寫，即任務(wù)提出和目標(biāo)確定，課前任務(wù)知識自主學(xué)習(xí)，課中項目計劃制定，課中任務(wù)方案設(shè)計討論，課中、課后任務(wù)實施，課中PPT 展示匯報、評價”5 個階段實施。制定各任務(wù)完成時間節(jié)點，督促和約束學(xué)生學(xué)習(xí)行為。針對不同階段的任務(wù)采用適合的教學(xué)方法，技能訓(xùn)練階段以引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)為主；任務(wù)計劃、方案設(shè)計等核心任務(wù)實施階段則以學(xué)生為主、師生互動，關(guān)鍵節(jié)點評價反饋為主要方法。

素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)以分組的形式討論、布置任務(wù)。課中小組同學(xué)面對面討論，課后線上線下、課內(nèi)課外互相溝通、互助學(xué)習(xí)，討論、協(xié)作完成任務(wù)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和抽象思維能力、評價能力、職業(yè)素養(yǎng)等。

3.5 混合教學(xué)實施

限于篇幅，僅以結(jié)構(gòu)化方法學(xué)的需求分析階段為例描述。

3.5.1 分析課程教學(xué)元素

首先分析需求模塊各階段的目標(biāo)、活動、材料（教師根據(jù)課程內(nèi)容預(yù)先提供資料）、成果（產(chǎn)出）以及考核方式。

目標(biāo)：區(qū)分功能需求和非功能需求（知識目標(biāo)）。熟悉DFD 的繪制、數(shù)據(jù)字典描述（知識目標(biāo)），能應(yīng)用相關(guān)技術(shù)工具分析實際項目需求（技能目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)），編寫需求分析文檔（技能目標(biāo)），自主學(xué)習(xí)和抽象思維培養(yǎng)。

活動：識別功能需求、數(shù)據(jù)需求、非功能需求。以小組為單位收集整理實戰(zhàn)項目功能、數(shù)據(jù)需求，分層描述功能和數(shù)據(jù)需求，繪制相應(yīng)的功能模型和數(shù)據(jù)模型，編寫項目需求規(guī)格說明書。

材料：準(zhǔn)備單元任務(wù)學(xué)習(xí)單，網(wǎng)課中有關(guān)結(jié)構(gòu)化需求的微視頻、討論、測試、拓展資源等，分析功能列表模板。

產(chǎn)出：需求分析功能列表、采用DFD+DD+E-R 等工具描述的項目需求、需求規(guī)格說明。

考核：采用評審報告會形式。項目小組匯報，教師和其他小組評審，按權(quán)重比例確定課程目標(biāo)達(dá)成度。

3.5.2 混合教學(xué)環(huán)節(jié)及實施案例

軟件工程混合教學(xué)引入BOPPPS（Bridge-in，引入；Ob?jective，學(xué)習(xí)目標(biāo)；Pre-test，前測；Participatory learning，參與式學(xué)習(xí)；Post-assessment，后測；Summary，總結(jié)）模式［15］，分“課前自主學(xué)習(xí)+課中研討+課后實踐”3 個環(huán)節(jié)實施教學(xué)。各環(huán)節(jié)的主題內(nèi)容圍繞課程的知識（技能）點和實踐項目任務(wù)開展，3 個環(huán)節(jié)形成一個閉環(huán)。

（1）課前線上自主學(xué)習(xí)完成需求的層次、獲取、分析工具等知識目標(biāo)學(xué)習(xí)。課前提前開放中國大學(xué)MOOC 平臺自建的軟件工程課程需求分析資源，依據(jù)課程目標(biāo)制定符合學(xué)生能力水平的課前學(xué)習(xí)單，推送網(wǎng)課對應(yīng)的需求獲取、數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、實體聯(lián)系圖等微視頻、測試、討論等輔導(dǎo)資源，有效指導(dǎo)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中遇到問題可隨時在課程平臺討論區(qū)或課程QQ 群與老師、學(xué)生及時在線討論交流。依據(jù)課程目標(biāo)設(shè)置的網(wǎng)課測試題和討論題用于檢驗課前自學(xué)效果，有助于教師把握學(xué)情合理安排課中教學(xué)活動，真正做到以學(xué)生為本。

（2）課中多元混合互動技能課堂教學(xué)分初、中、末3 個階段實施。課堂初期公布學(xué)生課前線上自主學(xué)習(xí)軌跡，點評建模典型作業(yè)；采用基于問題、討論等教學(xué)方法對學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)階段的疑難點進(jìn)行答疑。

課堂中期，以案例分析、任務(wù)計劃、討論為主。通過復(fù)習(xí)課前線上自主學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)流圖相關(guān)知識，引入課堂中期技能學(xué)習(xí)內(nèi)容。

案例1：建立訂貨報表系統(tǒng)的需求模型。

教學(xué)方法：線上線下混合，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)

教學(xué)過程如下：①教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合線上數(shù)據(jù)流圖自主學(xué)習(xí)知識，分析問題描述中的數(shù)據(jù)源點或終點、數(shù)據(jù)存儲、處理、數(shù)據(jù)流等成分并完成表格；②教師引導(dǎo)學(xué)生分析系統(tǒng)最原始的輸入和最后的輸出，繪制問題域頂層數(shù)據(jù)流圖。此過程重點培養(yǎng)學(xué)生分析能力和抽象思維能力；③教師引導(dǎo)學(xué)生分析問題域中加工、繪制功能級數(shù)據(jù)流圖。此過程重點培養(yǎng)學(xué)生分析能力、專業(yè)表達(dá)能力、抽象與逐步求精思維；④教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步細(xì)化數(shù)據(jù)流圖。此過程重點培養(yǎng)學(xué)生需求分析專業(yè)描述能力和求精思維；⑤結(jié)合線上數(shù)據(jù)字典知識，在教師引導(dǎo)下定義訂貨報表系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)；⑥課后拓展：思考建模存在的不足并給出改進(jìn)措施。

案例2：對某禮品售賣APP 進(jìn)行需求分析。

教學(xué)方法：以學(xué)生為中心，分組討論，教師引導(dǎo)，展示需求建模成果，組內(nèi)互評，教師圍繞教學(xué)目標(biāo)點評、總結(jié)共性問題和疑難問題，鞏固學(xué)生知識、技能，形成課程內(nèi)容的整體性認(rèn)識和理解。

以“網(wǎng)上商城管理系統(tǒng)”貫穿整個結(jié)構(gòu)化教學(xué)模塊。結(jié)合課前自學(xué)的網(wǎng)課知識布置當(dāng)前項目實踐環(huán)節(jié)需完成的主要工作。各項目組就工作安排及存在的問題進(jìn)行簡要分析，以組為單位，小組之間、師生之間進(jìn)行探討，各組明確需求階段工作任務(wù)，修改項目計劃。課后撰寫項目規(guī)格說明書。

課堂后期，一是通過課堂練習(xí)“建立銀行儲蓄系統(tǒng)分析模型”，了解個體學(xué)習(xí)效果，檢驗課程目標(biāo)達(dá)成情況，反思和調(diào)整教學(xué)設(shè)計；二是讓學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖和KWL 圖表，總結(jié)、反思所學(xué)知識，持續(xù)改進(jìn)；三是布置網(wǎng)絡(luò)課程作業(yè)，推送下節(jié)內(nèi)容和相關(guān)資料。

（3）課后學(xué)生需小組協(xié)作完成課中項目任務(wù)實踐。以項目任務(wù)為載體拓展教學(xué)內(nèi)容，提供適應(yīng)職業(yè)需求、多樣性的線上線下學(xué)習(xí)內(nèi)容，深化個性化學(xué)習(xí)結(jié)果。若學(xué)生對理論知識有疑問，可隨時在線觀看視頻、查閱資料學(xué)習(xí)。學(xué)生課后線下線下學(xué)習(xí)過程中遇到問題可隨時在網(wǎng)絡(luò)課程平臺或課程QQ 群及時進(jìn)行交流。教師要及時了解學(xué)情，下次課中對學(xué)生的項目實踐提出針對性建議，培養(yǎng)分析、評價等高階能力。

3.6 課程考核與評價

基于OBE 的軟件工程課程考核包括形成性考核、過程考核和終結(jié)性考核?？己酥凶⒅亟Y(jié)合實際項目考核學(xué)生的理論水平和專業(yè)應(yīng)用能力。根據(jù)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑以及評價每項課程目標(biāo)實現(xiàn)的需要，確定相應(yīng)的考核方式和不同考核方式在每項課程目標(biāo)評價中所占比例。課程總成績（100 分）由過程考核成績（50 分×100%）和終結(jié)性考核成績（100 分×50%）構(gòu)成。形成性評價主要通過問卷調(diào)查形式了解教學(xué)過程中的學(xué)情以及存在的問題，以便教師及時獲得連續(xù)反饋，改進(jìn)教學(xué)方法、調(diào)整教學(xué)策略。過程考核從課前自主學(xué)習(xí)（主要是線上作業(yè)、單元測試、討論等）、課中課堂表現(xiàn)、課后拓展大作業(yè)三方面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、基礎(chǔ)知識掌握能力、單元知識實踐能力、綜合運用知識能力、項目管理能力。終結(jié)性考核采取小組課程設(shè)計報告的方式進(jìn)行，設(shè)計要求緊扣課程目標(biāo)，檢驗學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)知識能力、問題分析能力、管理能力?；旌辖虒W(xué)采用前后學(xué)生考核結(jié)果對比見表3、表4。

Table 3 Examination results of students'software engineering course before mixed teaching表3 采用混合教學(xué)前學(xué)生軟件工程課程考核結(jié)果

Table 4 Examination results of students'software engineering course after mixed teaching表4 采用混合教學(xué)后學(xué)生軟件工程課程考核結(jié)果

從表3 和表4 數(shù)據(jù)對比看，采用多元混合教學(xué)后學(xué)生多方面能力得到提高，學(xué)習(xí)成績提升明顯，達(dá)到課程培養(yǎng)目標(biāo)。

4 結(jié)語

本文探索了多元混合教學(xué)模式，圍繞軟件工程課程目標(biāo)梳理課程內(nèi)容與教學(xué)重、難點，建設(shè)優(yōu)質(zhì)在線教學(xué)資源；以學(xué)生為中心融合線上線下資源，采用多種教學(xué)方法與手段重構(gòu)教學(xué)環(huán)節(jié)，改革教學(xué)和學(xué)習(xí)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生自主和探究學(xué)習(xí)習(xí)慣，極大提升了學(xué)生課堂主動參與度和復(fù)雜軟件項目分析與設(shè)計能力；課程考核采用形成性、過程性、終結(jié)性結(jié)合的多元方式，使課程目標(biāo)達(dá)成評價更合理。實踐證明，OBE 教育模式符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求。多元混合教學(xué)模式明顯提高了軟件工程課程教學(xué)質(zhì)量，對計算機(jī)類課程的混合教學(xué)改革有一定的借鑒作用。