面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

張宏鳴++李書琴++王美麗++張曉婷++張陽

摘要：分析了當(dāng)前高等院校面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題，提出了該課程基于啟發(fā)式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、案例式教學(xué)方法下課程大綱、教學(xué)內(nèi)容的確定，項(xiàng)目、案例的選取，實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建。在知識(shí)體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法、考核方式、教學(xué)資源建設(shè)等方面，探討了本門課程的教學(xué)改革思路。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；案例教學(xué)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2015）06-0093-03

面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)（OOAD）課程是軟件工程專業(yè)課程的必修學(xué)科。主要任務(wù)是在學(xué)生已掌握的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)之上，使學(xué)生們能夠深入理解面向?qū)ο蠓椒ǖ木韬蛯?shí)質(zhì)，全面了解面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)，包括面向?qū)ο蟮男枨蠼?、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)模式、軟件架構(gòu)和軟件構(gòu)件技術(shù)等內(nèi)容[1-4]。

面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)是現(xiàn)代軟件企業(yè)廣為采用的一項(xiàng)有效技術(shù)[5]，由于其較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，歷來是教學(xué)的難點(diǎn)。掌握面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)原理和技術(shù)對(duì)軟件開發(fā)有著重要的指導(dǎo)作用。高校是承擔(dān)軟件人才培養(yǎng)的主要場所，但長期以來，一個(gè)不爭的事實(shí)是，IT用人單位常常對(duì)剛進(jìn)入工作崗位的畢業(yè)生不滿意，他們認(rèn)為學(xué)生在學(xué)校里并沒有為自己將來所從事的工作做好必要的準(zhǔn)備，而教育界也意識(shí)到存在的問題，采取措施進(jìn)行教學(xué)改革。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的一個(gè)主要方向是使課程的教學(xué)、實(shí)踐等環(huán)節(jié)與現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)中的情形更加相符。

一、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀

面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法是目前軟件開發(fā)的主流方法，它是軟件工程人才必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和必備的能力[6]。可以說OOAD是軟件系統(tǒng)開發(fā)中最能體現(xiàn)從業(yè)人員創(chuàng)新思維以及其技術(shù)精髓閃光點(diǎn)之處[7]，而與這門課程在軟件行業(yè)的重要性形成鮮明對(duì)比的是，目前OOAD課程教學(xué)體系與模式已然落后。由于軟件工程專業(yè)2008年開始建設(shè)，該課程目前已完成08、09、10、11級(jí)軟件工程專業(yè)，10、11級(jí)電子商務(wù)專業(yè)講授，教學(xué)體系、師資隊(duì)伍、教學(xué)資源亟須完善。理論講授如何和項(xiàng)目實(shí)踐相關(guān)聯(lián)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性如何提高等等，教學(xué)改革迫在眉睫。

隨著教學(xué)的不斷深入，通過對(duì)國內(nèi)多個(gè)高校面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程設(shè)置和教學(xué)目標(biāo)運(yùn)行的調(diào)查，結(jié)合社會(huì)對(duì)人才需求和該課程人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)課程存在如下問題：

1.教學(xué)內(nèi)容有待完善，缺乏相對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法和手段。教育教學(xué)內(nèi)容的制定，只針對(duì)了課程本身，沒有很好地注重學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，對(duì)面向應(yīng)用的要求認(rèn)識(shí)不足，過多重視理論教學(xué)，弱化了技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐能力培養(yǎng)，缺少面向?qū)ο笏季S培養(yǎng)，從而導(dǎo)致學(xué)生分析和設(shè)計(jì)能力提升較慢，更多地停留在基礎(chǔ)知識(shí)和基本的應(yīng)用層面。

2.教學(xué)資源匱乏。多媒體輔助教學(xué)是一種非常有效的現(xiàn)代化教學(xué)手段，是現(xiàn)代教學(xué)改革的方向之一[8]，由于課程開設(shè)時(shí)間較短，課程教材、多媒體課件、參考資料不足，建立配套的教學(xué)資源，提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)交流手段，提供教學(xué)效果和教學(xué)水平方面開展的工作還不夠，不能很好滿足教師備課、課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)有待完善，缺乏設(shè)計(jì)性、綜合性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，只針對(duì)章節(jié)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)習(xí)，而對(duì)綜合應(yīng)用、實(shí)際問題的解決缺乏有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)。

4.教學(xué)手段和方法較單一。目前《面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)》課程僅僅完成了對(duì)相應(yīng)的教學(xué)課件、教案、講義的建設(shè)，在教學(xué)方法、教學(xué)手段、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上還需要進(jìn)一步探索和研究。

5.考核與評(píng)價(jià)方式單一，缺乏整體考核體系。目前采用單一考試成績作為評(píng)價(jià)課程學(xué)習(xí)的主要依據(jù)。只注重知識(shí)考核，缺乏教學(xué)過程考核，應(yīng)建立健全考試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)相結(jié)合的考核方式，使考核更加合理、公平、公正。因此，我們積極進(jìn)行新的教學(xué)體系和教學(xué)方法的改革。

二、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程改革的探索

針對(duì)課程目前的實(shí)際情況，進(jìn)行面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程改革時(shí)，既要照顧到課程基礎(chǔ)理論，又要照顧到分析與設(shè)計(jì)技術(shù)的新動(dòng)向，因此我們?cè)谝韵路矫孢M(jìn)行改革。

1.提高師資隊(duì)伍水平，建設(shè)結(jié)構(gòu)合理的課程組。師資隊(duì)伍是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，一流的師資才能保證有一流的課程，按照多年在其他課程中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)[9]，成立以課程負(fù)責(zé)人任組長，長期從事該門課程教學(xué)的主講教師為成員的課程小組，課程小組成員必須具有職稱梯隊(duì)、學(xué)歷梯隊(duì)、專業(yè)及年齡結(jié)構(gòu)合理的特點(diǎn)。同時(shí)課程小組負(fù)責(zé)研究課程的目標(biāo)及課程體系，制定教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃，設(shè)計(jì)教學(xué)方案及教學(xué)過程，開展教學(xué)研討，監(jiān)督教學(xué)質(zhì)量和效果，集中解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題。課程小組成員針對(duì)課程情況，不定期地外出考察，參加教學(xué)研討會(huì)，或進(jìn)高校、公司、企業(yè)進(jìn)修，了解國內(nèi)外面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)課程的教學(xué)、應(yīng)用的現(xiàn)狀、學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)及社會(huì)人才需求，與時(shí)俱進(jìn)地完善教學(xué)體系，修訂教學(xué)大綱。

2.更新教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)組織方法，構(gòu)建合理的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)架構(gòu)。在教學(xué)組織和課程講授過程中引用先進(jìn)的教學(xué)理念，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段在不同章節(jié)合理搭配，揚(yáng)長避短。教學(xué)組織方法如下：（1）不斷更新教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)過程、提高學(xué)生能力。課程組制定并規(guī)范了教學(xué)內(nèi)容，制作電子教案，并及時(shí)進(jìn)行更新。同時(shí)，任課教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況課前做適當(dāng)調(diào)整，各教師間定期交流、相互聽課、優(yōu)勢互補(bǔ)。（2）根據(jù)教學(xué)情況，結(jié)合課程特點(diǎn)，以案例為基礎(chǔ)，以實(shí)踐為導(dǎo)向來組織教學(xué)?！睹嫦?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)》是一門理論與實(shí)踐并重的課程，Java語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、軟件工程、Web程序設(shè)計(jì)等課程是其先修課程。本課程對(duì)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的實(shí)踐能力要求較高，通常要求學(xué)生開課前要具備一定的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，這樣學(xué)生在問題的理解和掌握上會(huì)更加準(zhǔn)確。在近三年的授課過程中，課程組還發(fā)現(xiàn)僅僅擁有項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)還不夠，如果能夠跟進(jìn)項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行不斷的更新和升級(jí)對(duì)OOAD的理解起到更加重要的作用。因?yàn)樵陧?xiàng)目功能增加、系統(tǒng)邏輯變復(fù)雜的過程中，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)自己編寫的程序存在的問題，更加深刻地理解OOAD及其使用方法。但由于教學(xué)條件的限制，大部分學(xué)生在本課程前并沒有參與過項(xiàng)目的開發(fā)，因此課程的教學(xué)方法顯得尤為必要。教學(xué)過程中啟發(fā)式教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)、案例教學(xué)貫穿始終。啟發(fā)式教學(xué)主要用在問題的提出部分，或引出解決方法部分。如：什么樣的表示方法易與不同領(lǐng)域的人員溝通，引出UML；怎樣表達(dá)對(duì)象的調(diào)用順序，引出順序圖等。endprint

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[10]是指在教學(xué)中引入若干個(gè)項(xiàng)目，按照實(shí)際軟件開發(fā)中的方法與步驟展開教學(xué)。課程組目前主要采用兩個(gè)項(xiàng)目貫穿課程始終，3～5個(gè)學(xué)生為一組，該分組保持在教學(xué)的各個(gè)部分。首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)編碼，在教學(xué)過程中根據(jù)課程進(jìn)度，進(jìn)行面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，實(shí)習(xí)過程中進(jìn)行修改。一個(gè)是學(xué)生信息管理系統(tǒng)，一個(gè)是綜合教務(wù)管理系統(tǒng)。學(xué)生管理信息系統(tǒng)要求具有課程查詢、課表查詢（分別按班級(jí)、教師、教室）、選課、成績查詢等基本功能。學(xué)生對(duì)系統(tǒng)較熟悉，因此對(duì)問題域的了解較清楚。這個(gè)項(xiàng)目實(shí)際上是使學(xué)生能夠利用面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的知識(shí)來解決熟悉領(lǐng)域的問題。綜合教務(wù)管理系統(tǒng)在學(xué)生信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加教師模塊和管理員模塊，使管理員能夠排課、查詢課表（同學(xué)生），教師模塊能夠提交成績，生成多種報(bào)表。該項(xiàng)目是在前一個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上完成的，使學(xué)生能夠在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)更新和維護(hù)，總結(jié)接口、類、屬性、方法設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)和漏洞，體會(huì)和理解面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)方法的作用。

案例教學(xué)[11-13]是由美國哈佛法學(xué)院前院長Langdel于1870年首創(chuàng)，后經(jīng)哈佛企管研究所Doham進(jìn)行推廣，并從美國迅速傳播到世界許多地方，被認(rèn)為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。20世紀(jì)80年代，案例教學(xué)引入我國[14]。課程主要案例及分析過程中讓學(xué)生通過分組討論完成，應(yīng)用場景如下：面向?qū)ο蠓治霾糠植捎媒涤昵治g力工具軟件為案例，該工具是利用“水量計(jì)”記錄的降水?dāng)?shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲取次降雨次數(shù)、次降雨總量、次降雨歷時(shí)、次降雨平均雨強(qiáng)、次降雨能量、最大30分鐘雨強(qiáng)、降雨侵蝕力。該案例是學(xué)生沒有接觸過的專業(yè)領(lǐng)域，對(duì)問題的理解需要通過與領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行交流，同時(shí)代碼編寫不多，又能說明OOAD中的相關(guān)問題?；谠摪咐瓿蓪?duì)問題域的分析，繪制用例圖、類圖、順序圖、通信圖、活動(dòng)圖、包圖。最終將學(xué)生提交的分析模型進(jìn)行課堂分享，選取1組學(xué)生完成較好的進(jìn)行講解。源碼及分析模型的參考供學(xué)生下載、討論和學(xué)習(xí)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)部分將前期分析作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，按學(xué)生所學(xué)先修課程及自身語言掌握情況，將學(xué)生分為6組，分別為C++、Java、C#、JSP、ASP.NET、PHP進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)該案例，將采用C++編寫的程序從問題域部分、人機(jī)交互部分、控制驅(qū)動(dòng)部分、數(shù)據(jù)管理部分、構(gòu)件與部署部分分別講授面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的內(nèi)容和相關(guān)方法。

3.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)空間。搭建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將教學(xué)課件、教案、實(shí)習(xí)作業(yè)、習(xí)題、優(yōu)秀作品、源碼等提供給學(xué)生參考。增加課程相關(guān)內(nèi)容的輔助信息，對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充，為優(yōu)秀學(xué)生提供更加廣闊的平臺(tái)，同時(shí)學(xué)生亦可選擇自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行自我提高。提供可在線答疑的師生交流平臺(tái)，為學(xué)生關(guān)心的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行講解和說明。

4.強(qiáng)化平時(shí)考核，淡化期末考試，增加課程后期實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生的分析和設(shè)計(jì)能力是無法通過期末考試的一張?jiān)嚲硭从吵鰜淼?，所以學(xué)生的平時(shí)考核尤為重要，平時(shí)考核可以占到最終成績的30%，由作業(yè)、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)效果和項(xiàng)目講解組成，其中本課程的設(shè)計(jì)模式部分可由學(xué)生分組進(jìn)行講解，然后老師點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充完成，根據(jù)學(xué)生完成的效果給分。這種形式使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)模式的理解更加深入，能夠理論聯(lián)系實(shí)際。

為了鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)效果，在大三暑期增加校企實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐課程，課程將企業(yè)指導(dǎo)教師引入學(xué)校，按照企業(yè)軟件制作的標(biāo)準(zhǔn)過程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和編碼，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚摫M快地應(yīng)用到實(shí)踐中。目前已完成08、09級(jí)的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容、課程在企業(yè)開發(fā)中的應(yīng)用掌握得較好，同時(shí)對(duì)授課方法也反映較好。

5.編寫符合教學(xué)要求和目標(biāo)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書。實(shí)習(xí)指導(dǎo)書是知識(shí)鞏固的重要途徑，是促進(jìn)教育教學(xué)改革與發(fā)展，提高高等教育教學(xué)質(zhì)量的重要方面?；诖?，編寫合適的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，將新的教學(xué)理念和教學(xué)思想、學(xué)科發(fā)展方向融入到教學(xué)中去成為了課程建設(shè)亟待解決的問題?！睹嫦?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)》實(shí)習(xí)指導(dǎo)書經(jīng)過3次修訂，于2012年9月投入使用，目前效果良好。實(shí)習(xí)指導(dǎo)書主要包括Rational Rose的使用；繪制用例圖、類圖、順序圖、通信圖、活動(dòng)圖、包圖；研究生培養(yǎng)管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過程。

三、結(jié)語

經(jīng)過3年的《面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)》課程建設(shè)，目前已經(jīng)基本形成了合理的職稱梯隊(duì)、學(xué)歷梯隊(duì)、年齡梯隊(duì)，課程體系已經(jīng)具有客觀性、科學(xué)性和可操作性。考核體系完善，能夠激發(fā)作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)全面的專業(yè)人才打基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提供了教學(xué)團(tuán)隊(duì)之間教學(xué)信息共享和交流，為學(xué)生知識(shí)擴(kuò)展、自學(xué)、互動(dòng)提供了有效的技術(shù)支撐，為教學(xué)實(shí)施提供了保障機(jī)制。在進(jìn)一步的工作中，我們按照精品課程的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步完善課程的教學(xué)資源，將教學(xué)視頻、教學(xué)案例庫組織完成，完成更加全面的教學(xué)資源建設(shè)。

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