PBL教学模式在软件工程课程教学中运用

PBL教学模式在软件工程课程教学中运用

摘要:PBL教学模式是一种以问题学习为导向的教学模式。阐述PBL教学模式在软件工程课程教学中的应用,探讨PBL教学模式下软件工程课程的考核方法,并对相关问题进行讨论,以期提高软件工程课程的教学效果,促进计算机专业人才培养高质量发展。

关键词:软件工程课程;PBL;教学方法;教学评价

软件工程课程是计算机专业的一门重要专业课,涉及计算机、数学、管理学等多学科知识,具有理论性和实践性强的特点。软件开发需要开发者具有问题求解和相互合作的能力。原有的教学方法以讲稿加板书或文稿演示的方式为主,教学过程缺乏学生的参与,难以达到预期的效果。为此,国内外学者提出了不少有效的教学方法[1-4],如以模拟真实软件开发环境为目标,采用游戏操作的方式来实施软件工程课程教学[5-6];研究在课堂教学中模拟实际软件开发环境的方法等[7-8]。在软件工程课程教学中,除了要让学生掌握必要的专业技能外,还要使其掌握一些非技术性的内容,如与他人沟通交流的能力、创造能力、自主学习能力等。为帮助学生打下坚实的软件开发基础,软件工程课程教学要密切联系实际,做到理论和实践并重。基于问题学习(Problem-basedLearning,PBL)是一种以问题为导向的教学模式。将其应用在软件工程课程教学中,以问题为导向开展教学,并在教学过程中融合技术性和非技术性知识,以让学生全面掌握软件工程原理与技术为目标。本文阐述PBL教学模式在软件工程课程教学上的应用,给出基于PBL教学模式的软件工程课程教学评价方法,并对相关问题进行探讨。

1PBL教学模式

PBL教学模式的基本思想是:学习者学习的出发点是希望解决学习中的问题,它“以学生为中心”、以解决问题为动机开展教学。PBL教学模式注重小组合作学习和自主学习,学生需要组建学习小组并在小组中承担一定的任务,通过分工合作寻找问题的解决办法,并在此过程中收获知识、锻炼能力。文献[9]给出PBL教学模式的六个特点:第一,“以学生为中心”,以团队的方式学习;第二,教师作为指导者参与学习过程;第三,学习开始时教师给出真实的问题;第四,学生通过解决问题来获取必要的知识;第五,学生在获取知识的同时还要学会解决问题的技巧;第六,学生通过主导学习来获取信息并最终实现学习目标。

2PBL教学模式在软件工程课程教学中的应用

在国外,应用PBL教学模式进行计算机专业课程教学的案例比较常见,从相关文献中不难看出,该模式已取得了不错的教学效果。而在国内,应用PBL教学模式进行计算机专业课程教学的案例还不多见。软件工程作为一门实践性较强的课程,采用PBL教学模式是可行的。软件工程课程内容多,各章节内容密切相关,应用PBL教学模式时,必须做好教学设计并制订好教学效果评价方法,以便能够在教学过程中根据实际情况调整方案,获得预期的教学效果。为此,采用PBL教学模式前,要做好以下几方面的工作。

2.1选择合适的项目

在PBL教学模式中,选择一个合适的项目是使教学顺利进行的前提。由于大多数学生在学习软件工程课程之前并没有实际的项目开发经验,所以选择的项目既要适合学生的实际水平,也要适合相关知识点的传授。不能选择过于复杂、庞大的项目,以免因学时少和学生能力不足等原因而无法完成教学任务,学生也会因此产生畏难情绪,降低学习兴趣,不利于教学的开展;同时,也不能选择过于简单、小型的项目,这样的项目不能有效覆盖所有知识点,学生学习的积极性不高,难以实现教学目标。最好选择业内某个实际已经完成的项目,因为这些项目拥有完整的软件开发过程,学生在学习过程中可以将这些资料作为参考,教师也可以以此对学生的学习加以引导。面对真实的项目,学生会产生一种“身临其境”的感觉,学习积极性更容易被调动起来。

2.2小组划分

PBL教学模式“以学生为中心”,学生以小组形式进行学习、交流,共同完成既定的任务。教学开始前,先要划分学习小组,人数不宜过多,以4~6人一组为宜。每个小组设立一名组长,作为本小组的负责人,负责协调小组成员的活动。可以采用指定分配、随机分配、自愿组合的方式分配小组成员。但无论采用哪种方式,都应该避免出现这样的情况,即在一个小组中,全是成绩好、动手能力强、表现活跃的学生,或者与之相反的情况。应该让学生混合搭配,只有这样学习好的学生才可能带动本小组其他学生共同研究问题、解决问题,达到共同进步的目的。

2.3教师的作用

PBL教学模式“以学生为中心”,以小组为单位,学生提出问题并共同探讨问题的解决方案。在这一过程中,教师不是旁观者,而是引导者和参与者。教师的作用主要表现在要对整个项目进行顶层设计,根据各知识点划分学习任务并分配给各小组。同时,教师要在学生自由探讨过程中,对学生的学习加以引导,但不必过多参与。教师要在关键之处给予必要的指导,比如学生提出的问题和解决方法如有不合理、不正确之处,教师应及时给予指正,使教学能够正确有序地开展。另外,教师要记录学生的整个学习过程,并在一个教学单元结束时,对学生的学习情况进行评价,让学生知道哪些做对了,还有哪些不足之处,从而使其在学习中增长知识和才干,锻炼各方面的能力。

2.4必要时引进校外导师授课

校外导师主要指企业里拥有丰富实践经验的工程师和技术人员等。这些专业人员拥有软件开发的实际经验,能够在一定程度上弥补在校教师缺乏项目开发经验的不足。如果项目来源于业内某个软件的成功开发案例,那么聘请与该软件开发相关的人员作为课程的校外导师无疑是不错的选择。聘请校外导师并不是排斥在校教师,而是要求两者发挥各自的优势,分工合作完成指导学生的任务。校外导师要参与整个教学过程,并同校内教师一起参与教学评价,对教学过程中出现的问题提出改进措施,完善课程教学体系建设。

2.5教学过程实施

采用PBL教学模式前,师生都要做好充分的准备。在教学实施过程中,还要随时根据教学情况的变化进行必要调整,使教学能够有序地沿着既定方向推进。PBL教学模式流程如图1所示。此流程图仅显示其中一个小组的基本教学过程,其他小组的教学过程与之相同。

2.6教学考核

教学考核是PBL教学模式的重要环节,只有进行科学有效的教学考核,才能发现教学中存在的问题,进而解决问题,完善教学。为了检验学生对基础理论知识的掌握情况,常规的试卷考试仍然是必要的。由于PBL教学模式自身的特殊性,需要采用准确、合理的方法考核学生的学习效果。在一个课程单元结束时,要对学生在软件开发过程中表现出的各种能力进行考核,可从以下四方面入手。

2.6.1小组协调能力

PBL教学模式以小组为单位,小组成员运用所学知识,相互配合,相互探讨,在教师的帮助和引导下,共同解决问题。在这个过程中,学生的交流表达能力、小组协调能力、制订计划能力、随机应变能力等都能得到锻炼。其中,小组协调能力在实际的软件开发工作中十分重要,因此在进行教学考核时,要将其作为一项重要的考核指标。教师要注意观察小组中每个学生的表现,从语言表达、分工合作、团结互助、逻辑思维等方面全面考核学生的小组协调能力。

2.6.2自主学习及对专业知识融会贯通的能力

PBL教学模式注重培养学生的自主学习能力及对专业知识融会贯通的能力。通常,在实际的软件开发工作中会遇到很多问题,面对很多挑战,这时候就需要软件开发者具备自主学习和灵活应变的能力。在软件工程课程的教学过程中,教师需要培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。采用PBL教学模式能够最大限度地激发学生学习的积极性,让学生在学习中思考,在思考中学习,从而实现教学目标。因此,自主学习及对专业知识融会贯通的能力也是教学考核的一项重要内容,可以从分析问题的理论依据是否充分合理、解决问题的思路是否正确可行、知识的归纳和总结是否全面准确等方面进行考核。

2.6.3文档撰写能力

软件工程中的文档写作是软件产品交付使用前的一项重要工作,但其在软件工程课程的教学中是相对较为薄弱的一个环节,一方面与学时少有一定关系,另一方面也与学生的重视程度不够有关。软件文档反映了用户需求,体现了软件的功能与性能,一篇良好的软件文档说明是一款优秀的软件产品必不可少的组成部分。软件工程课程要加强学生文档撰写能力的培养力度,并从文字表达是否通顺、文档格式是否符合规范、文档内容是否全面和正确等方面进行考核。

2.6.4理论知识和操作技能

经过一个学期的学习后,学生应该系统掌握整个课程的理论知识和软件开发应具备的操作技能。对于理论知识的考核,仍采用常规的试卷考试方式,试题范围要覆盖整个软件工程课程各阶段的内容。对于操作技能的考核主要体现在项目完成的时间、质量和熟练使用各种开发工具上。

3结语

PBL教学模式是一种“以学生为中心”,让学生在实践中提出问题,通过互相合作,运用所学知识去探寻解决问题的方法和途径的教学模式。本文阐述了在软件工程课程教学中应用PBL教学模式的方法并提出了一些建议。在教学过程中,教师要对教学内容和教学过程进行顶层设计,全程参与学生的学习;管理课堂秩序,使教学有序进行;对学生加以引导,注重对学生各方面能力的培养和考核,使教学达到预期的目标。目前,国内高校在软件工程课程教学中采用PBL教学模式的尚不多见,本文进行了探索性的阐述,以期为软件工程课程教学提供一些借鉴。

作者:李广原 李爱泉 蒙丹 单位:广西财经学院信息与统计学院