姜 瑛，王紅斌，丁家滿，毛存禮，賴 華

（昆明理工大學(xué) 信息工程與自動(dòng)化學(xué)院，云南 昆明 650500）

0 引言

軟件工程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程，具有知識(shí)點(diǎn)多、基礎(chǔ)理論較為抽象的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，通常需要花費(fèi)大量課時(shí)集中講解軟件工程基礎(chǔ)理論與原理，弱化了將軟件工程理論應(yīng)用于實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)的思路與過(guò)程，對(duì)學(xué)生思維方式、工程能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練不足。

2018年后，昆明理工大學(xué)軟件工程課程提出“立足實(shí)踐導(dǎo)向，促進(jìn)能力提升”的混合式教學(xué)方法。線上通過(guò)慕課完成知識(shí)教育，線下通過(guò)專(zhuān)題討論、實(shí)踐練習(xí)完成知識(shí)深化與鞏固，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。學(xué)習(xí)過(guò)程與結(jié)果表明，混合式教學(xué)方法進(jìn)一步提升了教學(xué)針對(duì)性，顯著激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。同時(shí)，該課程于2020年被認(rèn)定為首批國(guó)家級(jí)一流本科課程，通過(guò)設(shè)置項(xiàng)目研發(fā)場(chǎng)景、專(zhuān)題報(bào)告調(diào)研等形式，以問(wèn)題探究形式開(kāi)展教學(xué)。

然而，由于部分學(xué)生不太習(xí)慣線上線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，并且年級(jí)、專(zhuān)業(yè)混合選課會(huì)導(dǎo)致學(xué)生互不熟悉，影響了課上交互學(xué)習(xí)、課下自主學(xué)習(xí)的有效開(kāi)展與教學(xué)效果。為此，本文基于混合式教學(xué)方法設(shè)計(jì)一種目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式。

1 相關(guān)工作

小組討論式學(xué)習(xí)是一種合作學(xué)習(xí)方式，通過(guò)教學(xué)各要素間的互動(dòng)，以小組成績(jī)?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)成員共同達(dá)成目標(biāo)的教學(xué)活動(dòng)［1］。王丹華等［2］針對(duì)大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，對(duì)混合式學(xué)習(xí)環(huán)境下小組的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、評(píng)價(jià)等進(jìn)行研究與實(shí)踐。彭濤等［3］針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，在信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)課程教學(xué)中運(yùn)用案例分析、小組討論等方式提升教學(xué)效果。劉江嫻等［4］從分組、選擇主題、創(chuàng)設(shè)氛圍、評(píng)價(jià)等方面提出微博在小組合作學(xué)習(xí)中的應(yīng)用策略。羅俊麗［5］采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式，將職業(yè)工作過(guò)程引入課程教學(xué)，對(duì)以小組為單位的基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的混合式協(xié)作學(xué)習(xí)模式進(jìn)行實(shí)證研究。秦攀科等［6］在網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)中，要求學(xué)生基于問(wèn)題進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，通過(guò)自行組建學(xué)習(xí)小組確定問(wèn)題解決方案。李向群等［7］基于超星學(xué)習(xí)通，在線下課堂教學(xué)引入討論式教學(xué)等方式，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力與學(xué)習(xí)積極性。王樂(lè)球［8］基于項(xiàng)目導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、基于小組學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)為主”的探究式轉(zhuǎn)變，提升了課程教學(xué)質(zhì)量。此外，部分研究者對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的小組討論模式［9］、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)通識(shí)課程的小組學(xué)習(xí)活動(dòng)［10］、通過(guò)小組協(xié)作內(nèi)化計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)能力［11］進(jìn)行了探討。

然而，上述方法主要針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式進(jìn)行探索與實(shí)踐，通過(guò)小組學(xué)習(xí)提升教學(xué)效果，并未強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式與考核的對(duì)應(yīng)關(guān)系，尚未明確小組學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與課程目標(biāo)達(dá)成之間的相互關(guān)系。

為此，本文通過(guò)建立軟件工程課程畢業(yè)要求—指標(biāo)點(diǎn)—課程目標(biāo)—學(xué)習(xí)內(nèi)容—學(xué)習(xí)方式間的關(guān)系，基于目標(biāo)導(dǎo)向設(shè)計(jì)小組討論式學(xué)習(xí)的相關(guān)任務(wù)，從多維度評(píng)價(jià)小組討論式學(xué)習(xí)效果，以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，進(jìn)一步促進(jìn)課程目標(biāo)達(dá)成。

2 基于課程目標(biāo)的小組討論式學(xué)習(xí)內(nèi)容及方式設(shè)計(jì)

昆明理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是云南省首個(gè)通過(guò)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和復(fù)認(rèn)證的計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)。2016年后，該課程按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)制定了課程教學(xué)目標(biāo)，定義了課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系，明確了學(xué)生學(xué)習(xí)軟件工程課程后需要達(dá)到的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求，著重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力與創(chuàng)新精神。

為提升學(xué)生進(jìn)行小組式討論學(xué)習(xí)的效果，本文基于課程目標(biāo)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容、方式進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，具體如表1所示。在軟件工程課程教學(xué)中，表1中的自主學(xué)習(xí)與小組討論式學(xué)習(xí)不存在孰輕孰重，而是相輔相成、相互促進(jìn)的。

Table 1 Matrix of graduation requirements-indicator points -course objectives -learning content -learning method for software engineering course表1 軟件工程課程畢業(yè)要求—指標(biāo)點(diǎn)—課程目標(biāo)—學(xué)習(xí)內(nèi)容—學(xué)習(xí)方式矩陣

3 小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)

目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程緊密結(jié)合國(guó)家軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以軟件開(kāi)發(fā)需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、維護(hù)及項(xiàng)目管理為主線，梳理了軟件工程的知識(shí)地圖與思維導(dǎo)圖，課程內(nèi)容主要包括軟件開(kāi)發(fā)方法、過(guò)程、實(shí)踐、軟件前沿專(zhuān)題等。

為達(dá)到表1設(shè)定的課程目標(biāo)，學(xué)生需要切實(shí)開(kāi)展自主學(xué)習(xí)與小組討論式學(xué)習(xí)。因此，本文基于軟件工程課程的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等，對(duì)小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)及提交進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖1所示。

Fig.1 Task design of group discussion learning in software engineering course圖1 軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)

為了讓學(xué)生接觸企業(yè)的實(shí)際軟件項(xiàng)目，小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)中的系統(tǒng)（圖1的網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)）是本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)與相關(guān)軟件研發(fā)企業(yè)合作后提煉課程案例或當(dāng)前商品軟件，在課程教學(xué)中根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況或教學(xué)進(jìn)展選用的系統(tǒng)，以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。

該課程設(shè)計(jì)的小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)并非孤立，單個(gè)任務(wù)需要通過(guò)個(gè)人自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)小組討論式學(xué)習(xí)共同完成，前者完成得越好，后者就越有可能取得較好的結(jié)果，反之亦然。

4 小組討論式學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

為了較為完整、客觀評(píng)價(jià)小組討論式學(xué)習(xí)效果，針對(duì)圖1中的不同學(xué)習(xí)任務(wù)，綜合運(yùn)用個(gè)人自評(píng)，以及組長(zhǎng)、小組內(nèi)、小組間和教師進(jìn)行評(píng)價(jià)，軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系如表2所示。其中，評(píng)價(jià)子指標(biāo)需采用定量與定性方式進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，相關(guān)評(píng)價(jià)結(jié)果納入學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，用于學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的督學(xué)與導(dǎo)學(xué)。

Table 2 Evaluation system of group discussion learning in software engineering course表2 軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系

5 軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)實(shí)踐與分析

在昆明理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)2019級(jí)軟件工程課程教學(xué)中，對(duì)目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式進(jìn)行實(shí)踐和應(yīng)用，并從小組任務(wù)難度、小組內(nèi)人數(shù)、真正參與小組任務(wù)的平均成員人數(shù)、小組任務(wù)平均分?jǐn)?shù)等方面與2017、2018級(jí)學(xué)生的小組學(xué)習(xí)情況進(jìn)行比較，結(jié)果如表3所示。

Table 3 Comparison of group learning表3 小組學(xué)習(xí)情況比較

由表3可知，將2017級(jí)的小組任務(wù)難度視為1，2018、2019級(jí)逐年加大了小組任務(wù)難度。其中，2017級(jí)采用學(xué)生自由組成小組的方式，但在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)小組成員較多，部分成員并未真正參與小組任務(wù)的完成。為此，2018、2019級(jí)改用雨課堂教學(xué)工具進(jìn)行隨機(jī)分組，由于任務(wù)難度提升，且隨機(jī)生成的小組成員間熟悉程度低于自發(fā)成組的成員，從而能促使更多成員參與小組任務(wù)。在2019級(jí)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有成員均參與了小組討論式學(xué)習(xí)。

此外，隨著小組任務(wù)難度逐年增加，小組任務(wù)完成的平均分?jǐn)?shù)也呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，表明學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組討論式學(xué)習(xí)相互促進(jìn)，有效支撐了課程目標(biāo)達(dá)成，學(xué)生在解決復(fù)雜工程問(wèn)題時(shí)的實(shí)踐能力得到了相應(yīng)提升。

6 結(jié)語(yǔ)

本文基于混合式教學(xué)方法，設(shè)計(jì)了一種目標(biāo)導(dǎo)向的軟件工程課程小組討論式學(xué)習(xí)模式。實(shí)踐表明，該模式在一定程度上改進(jìn)、提升了軟件工程課程的教學(xué)效果，但仍存在一些問(wèn)題亟需解決。

后續(xù)，將以解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力為目標(biāo)，根據(jù)軟件工程的發(fā)展不斷完善小組討論式學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)和相關(guān)評(píng)價(jià)方法，以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組討論式學(xué)習(xí)的有機(jī)融合，持續(xù)改善學(xué)生學(xué)習(xí)行為，提升課程教學(xué)效果。