曹 陽，李 慧，王興芳，張金區(qū)

（華南師范大學計算機學院 廣東 廣州 510631）

2017 年以來，教育部積極推進新工科建設，旨在培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型的卓越工程科技人才。相對于傳統(tǒng)的工科人才，新工科需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備解決復雜工程問題能力的高素質(zhì)復合型人才。為了適應新工科人才培養(yǎng)的需求，軟件開發(fā)類課程的實踐教學應該采用與工程實踐緊密結合的教學方法，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和團隊協(xié)作能力[1]。然而在傳統(tǒng)的實踐教學模式下，由于學生缺乏項目管理經(jīng)驗和團隊協(xié)作技巧，往往采用單機開發(fā)、現(xiàn)場審查、手工合并等原始的協(xié)作方式[2]，學生團隊內(nèi)部和團隊之間均缺乏有效的互動和合作，容易出現(xiàn)分工和時間安排不合理、重復勞動或者某些任務無人問津等現(xiàn)象[3]。學生學到的技術和方法離真正解決實際問題還有較大的差距。為了提升教學效果，培養(yǎng)學生的協(xié)同實踐創(chuàng)新能力，軟件開發(fā)類課程的實踐教學模式亟須改進和優(yōu)化。

在現(xiàn)代的軟件開發(fā)領域，開源社區(qū)為軟件開發(fā)提供了一個高效的合作平臺。開源本身具有的“創(chuàng)新、開放、自由、共享、協(xié)同”等特性，與教育的目標和特征不謀而合[4]。GitHub作為一個全球最大的開源社區(qū)平臺，同時也是一個以代碼托管、版本控制為基本特征的軟件項目遠程協(xié)作開發(fā)平臺。它吸引了世界各地大量的開發(fā)人員，并承擔了數(shù)以千萬計的項目托管任務。GitHub 最大的優(yōu)勢在于程序員可以與他人分享各自的項目，彼此互相學習、協(xié)同合作[5]。GitHub的開放、社會化屬性為軟件開發(fā)類課程的實踐教學帶來了新機會，有助于建立實時交流、高效協(xié)作、體驗良好的實踐教學新模式。

本文根據(jù)軟件開發(fā)類課程的實踐教學目標，提出了基于GitHub 開源平臺的教學方案，強調(diào)對學生的創(chuàng)新意識、角色定位能力、協(xié)同溝通能力等創(chuàng)新要素的培養(yǎng)，以提高學生動手解決復雜工程問題的協(xié)同創(chuàng)新能力。通過在“移動智能應用開發(fā)”課程中的教學實踐，進一步驗證了該教學方案能夠有效地解決軟件開發(fā)實踐中學生團隊的協(xié)同工作和客觀評價問題，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新進取精神。

1 基于GitHub 的實踐教學方案

GitHub 平臺能夠有效地解決多人協(xié)作開發(fā)的問題[6]，但是如何與實際教學相結合還是需要根據(jù)課程的特點和學生的實際情況來制訂教學方案。下面從團隊協(xié)作、資源共享和考核評價三個方面，給出了基于GitHub 的實踐教學方案設計。

1.1 使用GitHub 作為學生軟件項目托管平臺，實現(xiàn)開源共創(chuàng)的協(xié)作創(chuàng)新模式

為了實現(xiàn)軟件開發(fā)實踐中學生之間高效的團隊協(xié)作，重點需要解決的三個主要問題：①項目團隊成員之間的分工合作；②項目成員與指導老師之間的溝通交流；③學生團隊之間的互動學習。使用GitHub 作為學生軟件項目的托管平臺，借助其項目管理和多人協(xié)作的核心功能，可以構建一個動態(tài)的協(xié)作環(huán)境，提供多層次、多維度的協(xié)作方式。

在GitHub 中每個項目團隊創(chuàng)建各自的項目倉庫（Repository），使用分支（Branch）功能來管理團隊成員的分工，利用合并請求（Pull-Request）機制實現(xiàn)各組員代碼的合并，從而保證開發(fā)過程的高效性與并行性。學生在使用GitHub的過程中可以學習到基本的協(xié)作方法與技能，促進協(xié)作能力與自我管理能力的提高。由于學生團隊項目任務進展和各成員的貢獻是透明的、一目了然的，可以讓學生感受高效順暢的開源共創(chuàng)文化，增強學生的創(chuàng)作責任感和能動性。指導老師定期檢查GitHub 中的項目數(shù)據(jù)，可以隨時掌握項目的進展狀況，與學生通過線上線下交流提供具體的支持和指導。

GitHub 倡導社會化編程（social coding）文化，程序員以一種社交化、民主化的形式進行代碼協(xié)作。學生可以關注和參與到其他團隊的開源項目中，學習他人解決問題的方法、優(yōu)秀的設計思想和先進的技術，還可以進行二次開發(fā)，為開源項目做出貢獻。學生通過與其他團隊的合作交流，可以快速提高個人學習能力，在協(xié)同開發(fā)和創(chuàng)作的過程中，將對知識的理解應用到問題的解決中，促進技術的學習和知識的轉(zhuǎn)化。

1.2 引入GitHub 的開放式資源共享機制，為學生提供更好的學習資源平臺

GitHub 中豐富的開源項目是軟件開發(fā)類課程實踐教學的寶貴資源。開放的社會化網(wǎng)絡為學生尋求問題的解決方案提供了一個很好的渠道。在軟件開發(fā)的實踐教學中，鼓勵學生從GitHub 平臺上查找具有參考價值的項目代碼，并在此基礎上繼續(xù)學習、探究和創(chuàng)新。學生還可以在GitHub上第一時間了解到最新、最前沿的IT技術，了解這些軟件產(chǎn)品的初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和發(fā)布狀態(tài)，學習一個優(yōu)秀項目是如何一步步走向成熟，如何進行擴展，從而點燃學生追求卓越的熱情和主動學習的積極性。

歷屆學生團隊在GitHub 上提交的項目文檔，分享的學習資源、筆記和心得，也是可以利用的優(yōu)質(zhì)學習資源。不同年級的學生可以突破時空限制進行溝通和交流，學習經(jīng)驗和方法，獲取創(chuàng)意靈感和解決問題的思路。通過在實踐教學中引入GitHub 的開放式資源共享機制，可以實現(xiàn)從單一來源的封閉環(huán)境資源分享模式向多渠道的大范圍資源共享模式轉(zhuǎn)變，學生可以從開源社區(qū)中不斷獲取他人的智慧，完善知識，擴大視野。

1.3 基于GitHub 數(shù)據(jù)建立多元化的評價體系，實現(xiàn)對學生開發(fā)工作的有效評估與反饋

在傳統(tǒng)的實踐教學模式下，由于沒有適當?shù)姆绞接涗浐统尸F(xiàn)項目團隊的分工、成員實際承擔的任務和完成的情況，因此會出現(xiàn)難以客觀評估團隊成員貢獻度的問題。GitHub 平臺的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了完善的成員管理機制，將項目成員的代碼提交與版本更新、注釋、文檔、審查交互均記錄在案，團隊每個成員的貢獻程度公開透明、可追蹤。指導老師可以隨時掌握項目進展和各成員的工作情況，成員之間對彼此的進展也都有很好的了解，從而可以保證評價的公平公正。

在GitHub 數(shù)據(jù)支持的基礎上，教師不僅可以實現(xiàn)對學生作品的終結性評價，也可以對學生的開發(fā)過程進行過程性評價和形成性評價。通過建立多元化的評價體系，從不同維度全面反映學情，實現(xiàn)評價的全面性和激勵性。學生通過自我評價與生生互評，形成反思意識，找到自己在團隊中的定位，不斷完善自己，促進自身和團隊的共同發(fā)展。

2 教學方案的實踐與探索

在計算機學院的專業(yè)選修課“移動智能應用開發(fā)”課程中應用基于GitHub 平臺的實踐教學方案，取得了較好的教學效果。教學實踐和反饋表明，基于GitHub 平臺進行學生項目的代碼管理和團隊協(xié)作，能夠有效地促進學生的理論知識學習和工程實踐能力的培養(yǎng)，達到了預期的課程目標。

“移動智能應用開發(fā)”課程的特點是知識新、內(nèi)容廣、工程性強，強調(diào)學生在實踐環(huán)節(jié)中的過程性訓練。為了有效考核學生的開發(fā)實踐能力，鼓勵團隊合作，課程采用項目實踐考核方式，要求學生組成團隊完成相對較復雜的移動App 項目開發(fā)。團隊一般由2—4 名學生組成，設置組長一名，負責組內(nèi)成員的分工、進度與協(xié)調(diào)等工作。為了更好地組織和管理學生團隊和軟件項目，課程使用GitHub的“組織（Organizations）”賬號管理模式，建立了“Mobile Smart Application Development Course”組織（如圖1所示）。指導老師作為組織的創(chuàng)建者和管理者，使用團隊（Team）功能對學生的項目團隊進行管理，各團隊創(chuàng)建倉庫（Repository）以實現(xiàn)代碼共享和協(xié)作開發(fā)，團隊完成的文檔、代碼及設計作品通過版本控制功能進行存儲和保護。

圖1 “移動智能應用開發(fā)”課程組織

課題完成之后，除了團隊在GitHub 上提交項目文檔，每個學生還需要提交總結性的個人報告。指導老師從團隊評價和個人評價兩個角度給出一個綜合評分，其中團隊評價包括項目創(chuàng)意、完成效果、技術難度等指標，個人評價包括工作表現(xiàn)、完成的工作量和任務難度等指標。GitHub中記錄了每位團隊成員提交的代碼及提交時間，如圖2（p115）所示。通過分析這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，教師可以有效區(qū)分學生的團隊表現(xiàn)和個人貢獻，形成客觀、公正的評價。

各團隊的項目文檔托管在GitHub 平臺上可以永久保存，供感興趣的學生學習，進而建立一個積極活躍的開源課程社區(qū)，使得課程資源可以不斷迭代，自我完善。經(jīng)過多年的實踐，目前“Mobile Smart Application Development Course”組織內(nèi)包含了212 個學生團隊、234 個項目倉庫以及相應的課程資源，實現(xiàn)了教學質(zhì)量的提升與教學效果的輻射。

從學生的課后反饋來看，大多數(shù)學生表示收獲了豐富的學習資源，掌握了實際的項目開發(fā)方法和團隊協(xié)作方式，鍛煉了解決復雜工程問題的能力。有部分學生表示未來有意愿從事移動應用軟件的開發(fā)工作，希望繼續(xù)深入學習和探索相應領域的知識。

在近幾年的課程教學實踐中，教學產(chǎn)出逐年提高，多個學生項目在課外科研課題中立項或參加學科競賽，并取得了一系列的成績。這些實踐經(jīng)歷對學生自信心的培養(yǎng)和成就感的取得起到了積極作用。部分學生在課程結束后，選擇移動應用相關的崗位實習，或以移動智能應用開發(fā)為主題撰寫畢業(yè)論文，大大促進了學生對專業(yè)的認可程度，對未來學生在專業(yè)領域的發(fā)展有一定的導向性作用。

3 結語

軟件開發(fā)類課程實踐教學的重點在于培養(yǎng)學生的動手實踐能力和解決軟件開發(fā)中復雜工程問題的能力。基于GitHub 開源平臺的軟件開發(fā)實踐，讓學生體驗到行業(yè)中實際的開發(fā)環(huán)境。通過全方位沉浸式的團隊合作，學生鞏固了所學的軟件開發(fā)知識，掌握了今后實際工作中所需的技能和經(jīng)驗。通過在“移動智能應用開發(fā)”課程中的實踐探索，進一步驗證了基于GitHub 的實踐教學方案能夠有效地解決學生團隊的協(xié)同工作和客觀評價問題，提高學生學習的積極性和工程創(chuàng)新能力。該方案還可以進一步改造升級，應用到本科生的畢業(yè)設計、學科競賽和課外科研課題的實踐管理工作中，實現(xiàn)管理效率的提升和人才培養(yǎng)機制的優(yōu)化。