摘 ?要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)已無法滿足師生的教學(xué)需求。文章以武昌工學(xué)院軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式課程的實(shí)際教學(xué)為基礎(chǔ)，開發(fā)了線上線下混合式教學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐。線下課堂實(shí)踐教學(xué)結(jié)合線上智慧教學(xué)平臺(tái)保留課程資源，開展教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行課程考核評(píng)價(jià)，構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，使得該門課程的教學(xué)更具特色與多樣性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性及課堂參與度。

關(guān)鍵詞：軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式；混合式教學(xué)；智慧教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP39；G434 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）16-0194-05

Application and Practice of Blending Learning in Software Development

Design Pattern Courses

WANG Huifang

（Information Engineering Institute， Wuchang Institute of Technology， Wuhan ?430065， China）

Abstract： With the continuous development of information technology， traditional teaching can no longer meet the teaching needs of teachers and students. This paper is based on the actual teaching of the software development and design mode course in Wuchang Institute of Technology， and develops the application practice of blended online and offline teaching. The combination of offline classroom practice teaching and online smart teaching platform preserves course resources， carries out teaching activities， conducts course assessment and evaluation， and constructs a student-centered teaching mode， making the teaching of this course more distinctive and diverse， improving students' learning autonomy and classroom participation.

Keywords： software development design pattern; blending learning; smart teaching platform

0 ?引 ?言

目前，計(jì)算機(jī)等高科技設(shè)備已在日常教學(xué)中廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式也慢慢被線上線下結(jié)合的教學(xué)模式所取代?；旌鲜浇虒W(xué)模式保留了傳統(tǒng)課堂面授的模式，并在其中增加了線上自主學(xué)習(xí)的部分，更加具有靈活性。使得學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間和需求適當(dāng)?shù)厝ミx取想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，獲得最優(yōu)的學(xué)習(xí)效果[1]。在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上引入網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)，將二者的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，充分發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)控的作用，發(fā)揮學(xué)生作為主體的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性[2]。傳統(tǒng)課堂加網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式已成為教學(xué)方式變革的必然需求[3]，廣泛應(yīng)用于眾多國(guó)內(nèi)外高校課程中。

“軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式”是一門講授編程思想的課程，建立在學(xué)好Java等編程語言的基礎(chǔ)上[4]，課程難度較大，一般開設(shè)于碩士研究生階段。但是課程對(duì)于準(zhǔn)備從事軟件開發(fā)工作的學(xué)生來說有著重要的作用，幫助大家更深層次的理解編程的思想，掌握常用的設(shè)計(jì)模式以簡(jiǎn)化編程過程，感受編程的樂趣。由于理解難度較大，傳統(tǒng)課堂授課會(huì)導(dǎo)致在該門課程學(xué)習(xí)中學(xué)生不便于獲取學(xué)習(xí)資源，課上沒搞懂的部分不方便及時(shí)查缺補(bǔ)漏等。為此，在“軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式”的授課中引入混合式教學(xué)方法，為教師教學(xué)提供輔助，也為學(xué)生學(xué)習(xí)提供便利。

1 ?課程建設(shè)發(fā)展歷程

“軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式”是武昌工學(xué)院軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是軟件工程專業(yè)的一大特色課程。作為軟件工程專業(yè)的必修課程，在整個(gè)教學(xué)體系中起著承上啟下的作用。適用于有一定編程基礎(chǔ)的大三學(xué)生，學(xué)習(xí)過Java語言與軟件工程等基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的抽象思維理解能力。本課程旨在幫助學(xué)生掌握軟件開發(fā)中的七大設(shè)計(jì)原則；掌握單例、工廠、原型等創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式的使用；掌握外觀、適配器、橋接等結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式的使用；掌握策略、觀察者、備忘錄等行為型設(shè)計(jì)模式的使用[5]。本課程將理論與實(shí)踐相結(jié)合，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)提供思路，為將來從事軟件開發(fā)、項(xiàng)目管理等工作奠定基礎(chǔ)[6]。

該門課程從2019年開課至今已開設(shè)了4學(xué)期，每年選課人數(shù)120至150人次。線上課程的搭建于2020年開始，已使用3個(gè)學(xué)期。從線下課程的準(zhǔn)備到線上資源的建設(shè)，一步步不斷完善。截至目前，課程線上平臺(tái)已搭建好課程章節(jié)內(nèi)容，包含知識(shí)點(diǎn)視頻講解、課件、案例解析等。題庫(kù)中包含各個(gè)章節(jié)練習(xí)題，提供平時(shí)練習(xí)測(cè)驗(yàn)、布置作業(yè)以及期末考試組卷。具體資源建設(shè)如表1所示。

2 ?混合式教學(xué)的必要性

軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式課程主要教授編程思想的應(yīng)用設(shè)計(jì)，需要在掌握編程知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。但是部分學(xué)生由于前期編程基礎(chǔ)掌握不夠熟練，導(dǎo)致設(shè)計(jì)模式分析應(yīng)用時(shí)不能理解透徹，實(shí)踐時(shí)也較困難。由于理論分析較多，課程內(nèi)容相對(duì)枯燥。為此，需要開展混合式教學(xué)來進(jìn)行重點(diǎn)問題的解決，具體如下：

1）改進(jìn)教學(xué)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)，講授課程時(shí)涉及主要基礎(chǔ)的部分幫助學(xué)生回顧。線上資源要全面，供學(xué)生查缺補(bǔ)漏，有問題的地方及時(shí)查詢。

2）提高學(xué)生的興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。興趣是學(xué)習(xí)最好的動(dòng)力，需要教師在課堂教學(xué)中以學(xué)生為中心[7]，加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，讓更多的學(xué)生參與到課程學(xué)習(xí)中來。真正地進(jìn)行深入思考，才能更好地掌握知識(shí)。同時(shí)進(jìn)一步建設(shè)完善線上平臺(tái)，結(jié)合線上工具加強(qiáng)與學(xué)生的交流反饋。

3）提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。理論知識(shí)掌握熟練后，要學(xué)習(xí)致用。要結(jié)合案例進(jìn)行模式具體思路分析，每種模式學(xué)習(xí)完后要設(shè)計(jì)具體任務(wù)讓學(xué)生思考練習(xí)，及時(shí)在機(jī)房加以實(shí)踐。做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。線上提供案例操作演練視頻，可以為學(xué)生實(shí)踐過程提供參考引導(dǎo)。

4）采用過程性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合的方式[8]，提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程中的參與程度，突出以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。過程性考核考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，包括課程考勤、課堂問題的回答、小組討論、知識(shí)測(cè)驗(yàn)等。

3 ?混合式教學(xué)模式的應(yīng)用

3.1 ?智慧教學(xué)支持

本課程采用超星泛雅平臺(tái)作為線上支持平臺(tái)，學(xué)校教室都有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，教師機(jī)上可聯(lián)網(wǎng)登錄超星泛雅平臺(tái)進(jìn)行活動(dòng)管理。學(xué)生在自己手機(jī)或電腦上下載安裝超星學(xué)習(xí)通軟件，或者通過超星網(wǎng)址登錄平臺(tái)加入課程學(xué)習(xí)。

同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代化機(jī)房進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)，機(jī)房授課時(shí)每個(gè)學(xué)生一臺(tái)電腦進(jìn)行實(shí)踐編程。線下理論與實(shí)踐相結(jié)合，每種模式講解完后學(xué)生在機(jī)房進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高掌握度。

3.2 ?教學(xué)過程與實(shí)施

混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)是將課堂通過課前課后加以延伸[9]。本課程注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生可通過線上視頻及章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課堂上教師再進(jìn)行理論講解及分析，并且能夠及時(shí)進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐，提高學(xué)生軟件開發(fā)應(yīng)用能力。課后通過線上作業(yè)、課程視頻等對(duì)知識(shí)點(diǎn)加以鞏固。因此，教學(xué)過程可總結(jié)為課前自學(xué)、課中導(dǎo)學(xué)和課后鞏固三個(gè)部分。

3.2.1 ?課前自學(xué)

本課程已建設(shè)好線上平臺(tái)資源，為學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)提供便利。教師課前發(fā)布本次課程的授課計(jì)劃，所需關(guān)注的重難點(diǎn)問題，學(xué)生根據(jù)引導(dǎo)完成課前知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)。學(xué)生可以通過觀看章節(jié)建設(shè)中的知識(shí)點(diǎn)視頻講解來了解本次知識(shí)內(nèi)容。每個(gè)設(shè)計(jì)模式以及設(shè)計(jì)原則都有對(duì)應(yīng)案例，了解知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容后可通過對(duì)應(yīng)的案例解析來加強(qiáng)理解，各個(gè)設(shè)計(jì)模式通過軟件開發(fā)案例不斷提煉。發(fā)布課前討論題目，學(xué)生預(yù)習(xí)后加以思考，圖1為學(xué)生課前討論截圖。學(xué)生自主預(yù)習(xí)中遇到的問題可及時(shí)在線上詢問老師，針對(duì)一些共性問題老師收集好后課堂上重點(diǎn)講解。

課前自學(xué)為課堂教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)，使得學(xué)生對(duì)本次課程內(nèi)容有了大致了解，不至于上課存在完全聽不懂的狀態(tài)。同時(shí)，學(xué)生對(duì)本次課程中一些自己沒有弄懂的地方會(huì)更加留意，上課注意力更加集中。此外，老師通過課前的問題收集也了解了學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容存在的主要疑問，課上也能更好地加以解答。

3.2.2 ?課中導(dǎo)學(xué)

課中導(dǎo)學(xué)是混合式教學(xué)的核心部分，既保留了傳統(tǒng)課堂的面授形式，又在其中融合了線上平臺(tái)的教學(xué)手段[10]。通過線下教室授課的方式講解課程內(nèi)容，同時(shí)針對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的主要問題進(jìn)行解答，幫助學(xué)生答疑解惑，解決線上自學(xué)遺留的問題。

線下課堂結(jié)合超星平臺(tái)記錄學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)，發(fā)布課堂活動(dòng)，提升課堂趣味性，提高學(xué)生參與度。使用線上簽到功能，免去了教師上課點(diǎn)名的時(shí)間。課堂提出問題，使用選人功能隨機(jī)選取本班學(xué)生來進(jìn)行回答，保證了公平性。還可以選用搶答功能，設(shè)置搶答積分，提升學(xué)生積極性。設(shè)計(jì)性問題可以發(fā)布課堂討論，收集學(xué)生思考結(jié)果，同時(shí)學(xué)生之間也可以共享成果。使用隨堂測(cè)驗(yàn)功能發(fā)布知識(shí)點(diǎn)測(cè)驗(yàn)，可以了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況，如圖2所示。

使用案例式教學(xué)結(jié)合實(shí)踐，增強(qiáng)理解。授課過程中每個(gè)設(shè)計(jì)模式結(jié)合實(shí)際案例加以分析講解。如在講解簡(jiǎn)單工廠模式時(shí)，可以把簡(jiǎn)單工廠比作一個(gè)水果農(nóng)場(chǎng)，農(nóng)場(chǎng)中種植的各類水果就是不同的產(chǎn)品，購(gòu)買水果的客戶就是程序中的客戶端，客戶需要什么水果只需要說出水果的名字，就可以購(gòu)買到對(duì)應(yīng)的水果產(chǎn)品，這就是簡(jiǎn)單工廠模式的設(shè)計(jì)思想。對(duì)應(yīng)到程序設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)單工廠的應(yīng)用場(chǎng)景就是在客戶端提供不同的參數(shù)，對(duì)應(yīng)得到不同的返回結(jié)果。結(jié)合案例的講解方式更有益于學(xué)生的理解。

在分析模式思想的同時(shí)，模式的代碼實(shí)現(xiàn)也很重要。所以，采用理論實(shí)踐相結(jié)合的授課方式。理論學(xué)習(xí)完后，及時(shí)在機(jī)房進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。以案例的形式布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，根據(jù)模式思想加以應(yīng)用，以Java代碼的形式在Eclipse/Idea軟件中編寫各個(gè)模式角色類，并加以測(cè)試運(yùn)行。通過上機(jī)實(shí)踐，進(jìn)一步掌握對(duì)各個(gè)模式的應(yīng)用。

3.2.3 ?課后鞏固

課后及時(shí)在超星平臺(tái)發(fā)布課后作業(yè)，省去了線下收作業(yè)發(fā)作業(yè)的步驟。作業(yè)可布置知識(shí)檢測(cè)習(xí)題類型，也可以布置代碼設(shè)計(jì)或代碼實(shí)踐類型，學(xué)生完成作業(yè)后直接提交，或者完成后以截圖的方式上傳，方便老師批閱，也便于成績(jī)的統(tǒng)計(jì)收集。本課程線上作業(yè)布置及完成情況如圖3所示。

課后學(xué)生對(duì)于課上還有掌握不足的地方可以通過線上資源加以補(bǔ)足，視頻案例等資源可以多次觀看。

3.3 ?課程考核與評(píng)價(jià)

本課程考核采用過程性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合的方式，將學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)情況統(tǒng)一起來。平時(shí)成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的60%，期末成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的40%，改變了以往重期末的考核方式，能更好地督促學(xué)生注重學(xué)習(xí)過程，使得學(xué)生能夠積極參與，更具有學(xué)習(xí)熱情。

過程性考核由超星平臺(tái)記錄導(dǎo)出，包含學(xué)生平時(shí)參與課堂互動(dòng)、課堂練習(xí)、討論、簽到、實(shí)驗(yàn)等情況的分?jǐn)?shù)記錄，注重學(xué)生課堂參與情況。圖4給出了線上平時(shí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)示例。

終結(jié)性考核同樣利用超星平臺(tái)發(fā)布線上考試，每個(gè)學(xué)生隨機(jī)分配不同試題，學(xué)生在電腦上實(shí)踐操作，編寫程序調(diào)試并運(yùn)行結(jié)果，最后將程序及結(jié)果上傳。此種考核方式將線上平臺(tái)與現(xiàn)代化機(jī)房相結(jié)合，更能考查學(xué)生對(duì)各種設(shè)計(jì)模式知識(shí)的掌握程度，不僅僅是理論知識(shí)的理解，更重要的是將理論能應(yīng)用于實(shí)踐編碼中。這種考核方法能更好達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4 ?混合式教學(xué)的成果與反饋

本課程于2020年開始在超星泛雅平臺(tái)開課，截至目前已應(yīng)用三個(gè)學(xué)期。教師在探索線上線下教學(xué)模式的同時(shí)不斷積累，不斷提高教學(xué)水平與教學(xué)能力。同時(shí)，學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)的掌握也更加深入。近三學(xué)期線上平臺(tái)累計(jì)訪問量610 527次，累計(jì)互動(dòng)次數(shù)13 033次，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。

混合式教學(xué)方式學(xué)生普遍反映課程教學(xué)效果較好，在這種授課模式下學(xué)生也取得了不錯(cuò)的成績(jī)，最高分接近于滿分，不及格較少。近三學(xué)期各班級(jí)成績(jī)對(duì)比圖如圖6所示。

5 ?結(jié) ?論

混合式教學(xué)模式已成為高校授課主流方式，在軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式課程應(yīng)用混合式教學(xué)方法，保留傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)，可以面對(duì)面解決學(xué)生問題，輔導(dǎo)學(xué)生機(jī)房進(jìn)行實(shí)踐編程練習(xí)。結(jié)合信息化手段使得學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)更加便捷，將課堂延伸，增加了課前課后自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，使得知識(shí)學(xué)習(xí)更加牢靠?；旌鲜浇虒W(xué)使得軟件開發(fā)設(shè)計(jì)模式課程線上有資源，線下有活動(dòng)，學(xué)習(xí)過程有依據(jù)，考核更適用，真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)科的科學(xué)思維方法和工程設(shè)計(jì)方法的目的。

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作者簡(jiǎn)介：王慧芳（1992—），女，漢族，安徽安慶人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。