软件工程综合技能实践教学模式的改革与探试索

时间:2022-11-22 18:28:15 硕士论文 我要投稿
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软件工程综合技能实践教学模式的改革与探试索

  摘要:本文分析了传统的以“教”为中心的实践教学模式存在的问题,在总结近三年来实践教学改革的经验和体会的基础上,以云南大学软件学院推行的综合技能实践教学改革为例,提出了以“学”为中心的实践教学模式,以及在新的教学模式中应采用的措施和方法,并对新实践教学模式的效果进行了总结。

软件工程综合技能实践教学模式的改革与探试索

  关键词:软件工程;实践教学;教学模式;教学改革

  1、引言

  近年来,随着多媒体技术和Internet应用的迅速普及,一种新的以“学”为中心的教学模式正在兴起,这种新的教学模式与传统的以“教”为中心的教学模式完全不同:它强调在教学过程中以学生为中心,认为 隋境”、“协作”、“会话”、“意义建构”是学习活动的四大要素,强调学生是认知结构的主动建构者:教师是学习环境的创设者,学习过程的引导者、帮助者和促进者。这种教学模式有利于培养学生的创新思维和创新能力,是培养创新人才的有效途径。为此我们采用以“学”为中心的教学模式对软件工程类专业综合技能的培养模式进行改革,收到了良好的教学效果。

  2、以“学”为中心的教学模式

  2.1 以“教”为中心的实践教学中存在的问题

  一般软件工程的专业课基本上都开设有各自的实验课,这些实验课内容与理论课教学内容联系紧密,教师通过将理论教学内容拿到实验中进行验证,把教学内容和知识传递给学生。老师是教学过程的中心,学生则处于被动接受知识的地位。这种状况往往造成学生对实验课不够重视,学习积极性与主动性不高,对实验课投入的精力较少。因此这种被动的实践教学模式不仅不能激发学生的求知欲望,反而由于被动的和束缚性的学习定位,构筑起一堵限制学生创造性思维发展的壁垒。这些在软件工程专业实践教学中出现的各种问题,其实质原因就在于以“教”为中心的实践教学模式,因此要培养具有创新意识和创新能力的人才,就必须改变旧的实践教学模式。

  2.2 以“学”为中心的实践教学模式的改革思路

  以“学”为中心的实践教学模式的基本原理为建构主义,建构主义关注如何以原有的经验、心理结构和信念为主来建构知识,强调学习的主动性、社会性和情境性。建构主义作为一种新的学习理论,对学习提出了一系列新的解释,它强调学习者在以往的生活、学习和交往活动中,逐步形成了自己对各种现象的理解和看法,而且,他们具有利用现有知识经验进行推论的智力潜能:强调学习者通过与外部信息的相互作用而生成理解、发展智能,建构自己的“经验现实”。与这一倾向相适应,在教学中出现了一系列具体变化:从“教师中心”到“学生中心”;从关注学习结果到同时关注学习过程:从关注外部信息序列(教材内容)的组织设计到关注学习过程中的交互活动设计;从关注以学科知识为中心的学习到关注以问题为中心的学习;等等。

  在传统教学中,学生学习的主要任务是对各种理论进行推导及抽象概念、原理的记忆、复述和实践验证、简单应用。教师一般在教学之初先讲解所要学习的概念和原理,而后再让学生去做一定的练习、实验,尝试去解答有关的问题,其潜在的假设是:学和做是两个过程,必须先学了,先知道了,才能去做,去解决有关的问题,而本质上知识和理论的产生首先是从实践中总结、升华来的。我们在“综合技能实践”的教改中根据建构主义的教学理论采用相反的思路来进行教学设计:“在问题解决中学习”。

  要在专业综合技能的培养中体现“在问题解决中学习”的教改思路,主要应考虑以下的几个方面:

  一、设计真实的任务。真实的活动是学习环境的重要的特征,就是应该在实践教学中使用真实的任务和实践整合多重的内容或专业技能。所谓的“真实任务”就是要达到:1)选择的实践项目满足学生需要,对学生而言具有意义;2 项目内容具有内在价值,反映问题的专业性和科学逻辑;3)在项目的实践过程中存在或形成一些问题引起学生的兴趣并需要寻找信息来解决才能完成任务。

  二、设计能够反映学生在学习结束后就能从事有效行动的复杂环境。学习环境的构建要考虑以下4个方面的因素:1)情境要素,要建立利于学生理解和意义建构,并促进知识、技能和体验相连接的外部场景,该场景也是活动的意向与问题嵌入其问的实践环境;2)采用适当的研究工具要素/认知工具;3)提供适当的资源要素;4)要有学生与老师、学生与学生之间的交流平台。

  三、在实践教学指导方式上体现以“学生”为中心的思想,给予学生解决问题的自主权,教师作为协助,应该刺激学生的思维,激发他们自己解决问题。

  四、效果评价。对学习效果的评价包括学生个人的自我评价和教学对个人的学习评价,采用在实践过程中的形成性评价和最终的总结性评价。评价内容包括:1)自主学习能力;2)是否完成对所学知识的意义建构。

  3、以“学”为中心的教学模式的实践

  在软件工程专业的培养计划中,一般将实践环节分为三个部分:课程实验、专业实践和毕业实习。我院的专业实践是为了训练软件工程类专业学生的项目研发能力,以问题或项目驱动的自主选题和设计的单列学分实践课程。专业实践由综合技能实践、系统设计与实现I、系统设计与实现II、专业实践 4个层次构成。其中,综合技能实践安排在第三学期,是所有工程类专业学生的必修环节。该课程主要进行技能性、综合性的专业实践,以培养学生对专业知识的综合应用能力和创新能力,并为后续的专业实践打好基础,在综合技能实践课程的教学实践中,我们针对传统实践教学中存在的一些问题,采用以“学”为中心的教学模式进行了大胆的改革。

  在综合技能实践的教学设计中,主要包括以下两部分内容:

  一是关于学习环境的构建,学习环境是创造良好的外部条件来帮助和促进学生建构知识意义的过程,这是学习的外因;二是关于自主学习策略的设计,自主学习策略设计则是要通过有效的教学策略来激励认知主体即学习者,使他们在学习过程中能更充分地发挥出自身的主动性、积极性与创造性,这是学习的内因。通过两部分的作用,有效地促进学生对知识意义的主动构建,使学习者真正成为信息加工的主体,从而充分体现出学生的认知主体作用。

  在具体的设施过程中我们主要采取了以下的措施和方法:

  一、选择有实际意义的专业项目,建立真实的实践环境。如计算机硬件组装、BIOS设置和操作系统软件安装调试;基本网络连接配置、管理和网络服务的搭建;一些带有引导性、设计性或研究性的项目,如数字仪表的设计与组装、A/D、D/A设计、虚拟仪器开发、嵌入式系统和PDA的开发、多媒体创作等一系列的实践项目,内容深度从基础、综合、设计和研究,涉及硬件、软件等方面,强调学生将所学知识和技能在实践中的应用,积极引导学生自主学习。

  二、以问题为驱动,在问题的解决中学习。以具体的实际问题为中心,在学生具备一定的背景知识,但还没有学习具体的课程前就要求学生完成某个方面的初步实践项目,一方面使学生在理论学习前有一定的实践经验,另一方面也为后续的专业实践构建必备的知识和技能。例如学生在大二上学期并没有学习过Web程序设计和数据库技术,但具备操作系统、程序设计等背景知识。在JSP/ASP.NET开发环境搭建项目中, 要求学生完成一个包括Web 服务、JSP/ASENET集成开发环境、数据库和简单B/S程序开发等内容的实践项目。通过学生的预习、实践和总结,在短时间内就让学生掌握了Web开发的基本步骤和相关的知识。

  三、以“学生”为中心,采用开放式教学模式。实行开放实践教学是保证实现以“学”为中心的教学模式的最好方式,为此,我们专门开发了针对开放实践教学需要的“网络预约实践管理系统”,采用网络化、信息化的管理手段,让学生在项目内容、实践时问上自由选择,充分发挥了学生的自主性。

  四、教师指导实践方式的转变。在建构主义学习环境下,教师与学生的地位、作用与传统教学相比己发生很大变化,这就要求改变过去以教师为中心、单纯强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的指导方式,在学生进行思考和尝试解决问题过程中,由于每个学生原有的知识经验不一样,必然会出现有的学生较快提出解决方案且比较完善,有的学生贝 较慢甚至无从下手,此时,我们要求指导教师在指导学生的过程中主要担任参与者、合作者和引导者的角色,当学生遇到困难时,给予必要的指导帮助,一改以往辅导过细,偏重结果的做法,让学生自由发挥。

  五、综合技能实践的教学评价。教学评价体现出课程设置的目标,课程怎么考核,学生就会怎么学习。我们在综合技能实践的考核中采用形成性评价和总结性评价相结合,以形成性评价为主的考核方式。对以“学”为中心的教学模式来说,由于学生进行的都是自我构建的学习,对于同样的学习环境,不同学生学习的内容、途径都可能不一样,如果单纯以重视结果的总结性评价进行考核将会限制学生的思想,不利于学生创造性的发挥。只有采用在教学活动过程中不断进行教学评价的形成性评价和总结性评价相结合才能激励学生主动参与实践,发挥自己的主观能动性和创造性。

  4、新教学模式的教学效果

  总体而言,综合技能实践教学模式的改革主要起到了以下三方面作用:

  一、调动了学习积极性,培养了能力。由于采取的是以“学”为中心的实践教学模式,采用了开放实践的方式,包括开放实验时问、开放实验项目、开放实验设备等,因而最大限度地调动了学生学习的积极性。学生们普遍认为:现在的实践一改以往按照教材的要求和老师的详细讲解而操作的教学模式,让他们在自己查找资料、自行思考、准备和设计方案的过程中,体会科研工作的艰辛,也体会到其中的乐趣;由于实践中可用不同的方法、不同的手段,并允许失败进行重做,让他们有充分张扬个性、展示自我表现的机会,每一个实践的完成都有一种成就感。因而,在实践中大部分学生都表现出极大的兴趣,时问抓得紧,常常是下课了还不想走,要教师催好几遍才走。上课到课率为100%,课外预习和实践报告完成情况都比其他课程要好,优秀率平均在80%以上,及格率通常都在95%以上。

  二、激发了学习兴趣,培养了创新意识。学生学习潜能的发掘在于激发学生的学习兴趣,并在此基础上培养学生的创新意识。由于在实践中设置了一些涉及计算机前沿技术学生需要进行研究的项目,以及一些需要自主设计的项目,学生的学习兴趣大增,我们每轮实践课程都有许多学生完成了优秀的作品,这对于培养学生的创新意识是非常有益的。

  三、磨练了意志,培养了综合素质。一个优秀的工程人员必须具有坚强的意志和良好的综合素质,经得起成功和失败的考验。在实践中,要求学生从实践预习、实践准备到整个实践的完成,都由学生自己独立完成,并且要处理实践中出现的各种问题,品尝实际工作中的“酸、甜、苦、辣”。学生在实践过程中,遇到失败是常有的事,新的教学模式对于磨练学生的意志、培养综合素质起到了积极的作用。

  5、结论

  以“学”为中心的实践教学模式是对传统实践教学的一种改革。体现了高等教育中应该以学生为中心的理念,对提高他们的责任感、自信心,进而激发创造力有很好的作用。通过近三年软件工程专业的“综合技能实践证明,采用以“学”为中心的实践这一新的教学模式极大地提高了学生对专业实践的兴趣和积极性,培养了学生自主学习、自我构建知识的能力, 由于实践内容接近工程实际,综合技能训练范围很广,既促进了学生综合素质的提高和“应用型”人才的培养,又为软件工程类专业后继的专业课程和专业实践打下了良好的基础,收到了很好的效果。

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