軟件工程綜合技能實踐教學模式的改革與探試索
摘要：本文分析了傳統的以“教”為中心的實踐教學模式存在的問題，在總結近三年來實踐教學改革的經驗和體會的基礎上，以云南大學軟件學院推行的綜合技能實踐教學改革為例，提出了以“學”為中心的實踐教學模式，以及在新的教學模式中應采用的措施和方法，并對新實踐教學模式的效果進行了總結。
關鍵詞：軟件工程;實踐教學;教學模式;教學改革
1、引言
近年來，隨著多媒體技術和Internet應用的迅速普及，一種新的以“學”為中心的教學模式正在興起，這種新的教學模式與傳統的以“教”為中心的教學模式完全不同：它強調在教學過程中以學生為中心，認為 隋境”、“協作”、“會話”、“意義建構”是學習活動的四大要素，強調學生是認知結構的主動建構者：教師是學習環境的創設者，學習過程的引導者、幫助者和促進者。這種教學模式有利于培養學生的創新思維和創新能力，是培養創新人才的有效途徑。為此我們采用以“學”為中心的教學模式對軟件工程類專業綜合技能的培養模式進行改革，收到了良好的教學效果。
2、以“學”為中心的教學模式
2.1 以“教”為中心的實踐教學中存在的問題
一般軟件工程的專業課基本上都開設有各自的實驗課，這些實驗課內容與理論課教學內容聯系緊密，教師通過將理論教學內容拿到實驗中進行驗證，把教學內容和知識傳遞給學生。老師是教學過程的中心，學生則處于被動接受知識的地位。這種狀況往往造成學生對實驗課不夠重視，學習積極性與主動性不高，對實驗課投入的精力較少。因此這種被動的實踐教學模式不僅不能激發學生的求知欲望，反而由于被動的和束縛性的學習定位，構筑起一堵限制學生創造性思維發展的壁壘。這些在軟件工程專業實踐教學中出現的各種問題，其實質原因就在于以“教”為中心的實踐教學模式，因此要培養具有創新意識和創新能力的人才，就必須改變舊的實踐教學模式。
2.2 以“學”為中心的實踐教學模式的改革思路
以“學”為中心的實踐教學模式的基本原理為建構主義，建構主義關注如何以原有的經驗、心理結構和信念為主來建構知識，強調學習的主動性、社會性和情境性。建構主義作為一種新的學習理論，對學習提出了一系列新的解釋，它強調學習者在以往的生活、學習和交往活動中，逐步形成了自己對各種現象的理解和看法，而且，他們具有利用現有知識經驗進行推論的智力潛能：強調學習者通過與外部信息的相互作用而生成理解、發展智能，建構自己的“經驗現實”。與這一傾向相適應，在教學中出現了一系列具體變化：從“教師中心”到“學生中心”;從關注學習結果到同時關注學習過程：從關注外部信息序列(教材內容)的組織設計到關注學習過程中的交互活動設計;從關注以學科知識為中心的學習到關注以問題為中心的學習;等等。
在傳統教學中，學生學習的主要任務是對各種理論進行推導及抽象概念、原理的記憶、復述和實踐驗證、簡單應用。教師一般在教學之初先講解所要學習的概念和原理，而后再讓學生去做一定的練習、實驗，嘗試去解答有關的問題，其潛在的假設是：學和做是兩個過程，必須先學了，先知道了，才能去做，去解決有關的問題，而本質上知識和理論的產生首先是從實踐中總結、升華來的。我們在“綜合技能實踐”的教改中根據建構主義的教學理論采用相反的思路來進行教學設計：“在問題解決中學習”。
要在專業綜合技能的培養中體現“在問題解決中學習”的教改思路，主要應考慮以下的幾個方面：
一、設計真實的任務。真實的活動是學習環境的重要的特征，就是應該在實踐教學中使用真實的任務和實踐整合多重的內容或專業技能。所謂的“真實任務”就是要達到：1)選擇的實踐項目滿足學生需要，對學生而言具有意義;2 項目內容具有內在價值，反映問題的專業性和科學邏輯;3)在項目的實踐過程中存在或形成一些問題引起學生的興趣并需要尋找信息來解決才能完成任務。
二、設計能夠反映學生在學習結束后就能從事有效行動的復雜環境。學習環境的構建要考慮以下4個方面的因素：1)情境要素，要建立利于學生理解和意義建構，并促進知識、技能和體驗相連接的外部場景，該場景也是活動的意向與問題嵌入其問的實踐環境;2)采用適當的研究工具要素/認知工具;3)提供適當的資源要素;4)要有學生與老師、學生與學生之間的交流平臺。
三、在實踐教學指導方式上體現以“學生”為中心的思想，給予學生解決問題的自主權，教師作為協助，應該刺激學生的思維，激發他們自己解決問題。
四、效果評價。對學習效果的評價包括學生個人的自我評價和教學對個人的學習評價，采用在實踐過程中的形成性評價和最終的總結性評價。評價內容包括：1)自主學習能力;2)是否完成對所學知識的意義建構。
3、以“學”為中心的教學模式的實踐
在軟件工程專業的培養計劃中，一般將實踐環節分為三個部分：課程實驗、專業實踐和畢業實習。我院的專業實踐是為了訓練軟件工程類專業學生的項目研發能力，以問題或項目驅動的自主選題和設計的單列學分實踐課程。專業實踐由綜合技能實踐、系統設計與實現I、系統設計與實現II、專業實踐 4個層次構成。其中，綜合技能實踐安排在第三學期，是所有工程類專業學生的必修環節。該課程主要進行技能性、綜合性的專業實踐，以培養學生對專業知識的綜合應用能力和創新能力，并為后續的專業實踐打好基礎，在綜合技能實踐課程的教學實踐中，我們針對傳統實踐教學中存在的一些問題，采用以“學”為中心的教學模式進行了大膽的改革。
在綜合技能實踐的教學設計中，主要包括以下兩部分內容：
一是關于學習環境的構建，學習環境是創造良好的外部條件來幫助和促進學生建構知識意義的過程，這是學習的外因;二是關于自主學習策略的設計，自主學習策略設計則是要通過有效的教學策略來激勵認知主體即學習者，使他們在學習過程中能更充分地發揮出自身的主動性、積極性與創造性，這是學習的內因。通過兩部分的作用，有效地促進學生對知識意義的主動構建，使學習者真正成為信息加工的主體，從而充分體現出學生的認知主體作用。
在具體的設施過程中我們主要采取了以下的措施和方法：
一、選擇有實際意義的專業項目，建立真實的實踐環境。如計算機硬件組裝、BIOS設置和操作系統軟件安裝調試;基本網絡連接配置、管理和網絡服務的搭建;一些帶有引導性、設計性或研究性的項目，如數字儀表的設計與組裝、A/D、D/A設計、虛擬儀器開發、嵌入式系統和PDA的開發、多媒體創作等一系列的實踐項目，內容深度從基礎、綜合、設計和研究，涉及硬件、軟件等方面，強調學生將所學知識和技能在實踐中的應用，積極引導學生自主學習。
二、以問題為驅動，在問題的解決中學習。以具體的實際問題為中心，在學生具備一定的背景知識，但還沒有學習具體的課程前就要求學生完成某個方面的初步實踐項目，一方面使學生在理論學習前有一定的實踐經驗，另一方面也為后續的專業實踐構建必備的知識和技能。例如學生在大二上學期并沒有學習過Web程序設計和數據庫技術，但具備操作系統、程序設計等背景知識。在JSP/ASP.NET開發環境搭建項目中， 要求學生完成一個包括Web 服務、JSP/ASENET集成開發環境、數據庫和簡單B/S程序開發等內容的實踐項目。通過學生的預習、實踐和總結，在短時間內就讓學生掌握了Web開發的基本步驟和相關的知識。
三、以“學生”為中心，采用開放式教學模式。實行開放實踐教學是保證實現以“學”為中心的教學模式的最好方式，為此，我們專門開發了針對開放實踐教學需要的“網絡預約實踐管理系統”，采用網絡化、信息化的管理手段，讓學生在項目內容、實踐時問上自由選擇，充分發揮了學生的自主性。
四、教師指導實踐方式的轉變。在建構主義學習環境下，教師與學生的地位、作用與傳統教學相比己發生很大變化，這就要求改變過去以教師為中心、單純強調知識傳授、把學生當作知識灌輸對象的指導方式，在學生進行思考和嘗試解決問題過程中，由于每個學生原有的知識經驗不一樣，必然會出現有的學生較快提出解決方案且比較完善，有的學生貝 較慢甚至無從下手，此時，我們要求指導教師在指導學生的過程中主要擔任參與者、合作者和引導者的角色，當學生遇到困難時，給予必要的指導幫助，一改以往輔導過細，偏重結果的做法，讓學生自由發揮。
五、綜合技能實踐的教學評價。教學評價體現出課程設置的目標，課程怎么考核，學生就會怎么學習。我們在綜合技能實踐的考核中采用形成性評價和總結性評價相結合，以形成性評價為主的考核方式。對以“學”為中心的教學模式來說，由于學生進行的都是自我構建的學習，對于同樣的學習環境，不同學生學習的內容、途徑都可能不一樣，如果單純以重視結果的總結性評價進行考核將會限制學生的思想，不利于學生創造性的發揮。只有采用在教學活動過程中不斷進行教學評價的形成性評價和總結性評價相結合才能激勵學生主動參與實踐，發揮自己的主觀能動性和創造性。
4、新教學模式的教學效果
總體而言，綜合技能實踐教學模式的改革主要起到了以下三方面作用：
一、調動了學習積極性，培養了能力。由于采取的是以“學”為中心的實踐教學模式，采用了開放實踐的方式，包括開放實驗時問、開放實驗項目、開放實驗設備等，因而最大限度地調動了學生學習的積極性。學生們普遍認為：現在的實踐一改以往按照教材的要求和老師的詳細講解而操作的教學模式，讓他們在自己查找資料、自行思考、準備和設計方案的過程中，體會科研工作的艱辛，也體會到其中的樂趣;由于實踐中可用不同的方法、不同的手段，并允許失敗進行重做，讓他們有充分張揚個性、展示自我表現的機會，每一個實踐的完成都有一種成就感。因而，在實踐中大部分學生都表現出極大的興趣，時問抓得緊，常常是下課了還不想走，要教師催好幾遍才走。上課到課率為100%，課外預習和實踐報告完成情況都比其他課程要好，優秀率平均在80%以上，及格率通常都在95%以上。
二、激發了學習興趣，培養了創新意識。學生學習潛能的發掘在于激發學生的學習興趣，并在此基礎上培養學生的創新意識。由于在實踐中設置了一些涉及計算機前沿技術學生需要進行研究的項目，以及一些需要自主設計的項目，學生的學習興趣大增，我們每輪實踐課程都有許多學生完成了優秀的作品，這對于培養學生的創新意識是非常有益的。
三、磨練了意志，培養了綜合素質。一個優秀的工程人員必須具有堅強的意志和良好的綜合素質，經得起成功和失敗的考驗。在實踐中，要求學生從實踐預習、實踐準備到整個實踐的完成，都由學生自己獨立完成，并且要處理實踐中出現的各種問題，品嘗實際工作中的“酸、甜、苦、辣”。學生在實踐過程中，遇到失敗是常有的事，新的教學模式對于磨練學生的意志、培養綜合素質起到了積極的作用。
5、結論
以“學”為中心的實踐教學模式是對傳統實踐教學的一種改革。體現了高等教育中應該以學生為中心的理念，對提高他們的責任感、自信心，進而激發創造力有很好的作用。通過近三年軟件工程專業的“綜合技能實踐證明，采用以“學”為中心的實踐這一新的教學模式極大地提高了學生對專業實踐的興趣和積極性，培養了學生自主學習、自我構建知識的能力， 由于實踐內容接近工程實際，綜合技能訓練范圍很廣，既促進了學生綜合素質的提高和“應用型”人才的培養，又為軟件工程類專業后繼的專業課程和專業實踐打下了良好的基礎，收到了很好的效果。
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