案例增量式教學(xué)法的程序設(shè)計課程教學(xué)探索

尤垂桔+孫麗麗+惠苗

摘 要：針對當(dāng)前程序設(shè)計課程教學(xué)中體現(xiàn)出來的學(xué)生工程實踐能力和系統(tǒng)思維能力差的普遍情況，提出一種新的教學(xué)方法：案例增量式教學(xué)法。該教學(xué)法以工程實踐能力和系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)為目標導(dǎo)向，以案例為組織教學(xué)的載體，通過案例的增量式擴展推進整個教學(xué)過程，實現(xiàn)案例增量過程與教學(xué)過程的融合。學(xué)生在案例不斷完善的過程中完成課程的學(xué)習(xí)，形成了一個完整的、系統(tǒng)化的知識體系，同時提高了學(xué)生的工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計課程；案例增量式教學(xué)法；工程實踐能力；系統(tǒng)思維能力

【中圖分類號】G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：

1 引言

程序設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)的程序設(shè)計教學(xué)過于強調(diào)知識點的教學(xué)，弱化了系統(tǒng)化思維和工程化思想的訓(xùn)練，其具體表現(xiàn)在以下兩個方面：

第一，在教學(xué)過程中，比較注重單個知識點的講授和訓(xùn)練，不注重知識點之間的應(yīng)用串聯(lián)，課程中的每個實驗是獨立的，缺乏體系性，學(xué)生掌握的知識是離散的，沒有形成一個系統(tǒng)化的整體；

第二，在教學(xué)過程中，學(xué)生被動的接受知識，缺少在實際案例環(huán)境下進行主動思維、獨自分析的編程訓(xùn)練，工程實踐能力差。

其教學(xué)結(jié)果的實際表現(xiàn)是學(xué)生無法基于所學(xué)的知識開展具體的系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)，這背離了程序設(shè)計課程的基本教學(xué)目標。本人在近三年的程序設(shè)計教學(xué)中，圍繞程序設(shè)計課程的基本教學(xué)目標，以系統(tǒng)化思維和工程實踐能力的培養(yǎng)為目標導(dǎo)向，形成一種新的程序設(shè)計課程教學(xué)方法：案例增量式教學(xué)法。該教學(xué)法以案例為教學(xué)載體，以案例的增量發(fā)展為途徑，通過案例的不斷完善推進教學(xué)過程，實現(xiàn)案例增量過程與教學(xué)過程的融合。

2 案例增量式教學(xué)法的內(nèi)涵

案例增量式教學(xué)法是在教學(xué)過程中以案例為中心，在案例增量發(fā)展的過程中融入新的教學(xué)內(nèi)容，把教學(xué)內(nèi)容逐步組織成系統(tǒng)化的整體。案例增量式教學(xué)法基于軟件工程方法中的增

量思想，將該思想與案例教學(xué)法相融合。增量思想基于人的基本認知規(guī)律，強調(diào)系統(tǒng)化的認

基金項目：三明學(xué)院教育教學(xué)改革項目（L1111/Q）

作者簡介：尤垂桔（1976-），福建大田人，講師，碩士，主要從事大數(shù)據(jù)處理、機器學(xué)習(xí)。

知和循序漸進的原則；案例教學(xué)法是以案例為基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中強調(diào)獨立思考、引導(dǎo)學(xué)生

從注重知識到注重工程實踐能力的轉(zhuǎn)變。案例增量式教學(xué)法的關(guān)鍵要素是案例，案例是教學(xué)內(nèi)容的組織載體；核心是案例的增量發(fā)展過程，增量發(fā)展過程的每一增量是一個可發(fā)布的軟件版本，并融合了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，在前面增量的基礎(chǔ)上開發(fā)后面的增量，通過一系列的增量發(fā)展過程，形成一個完整的軟件版本，同時把教學(xué)內(nèi)容以模塊化的方式組織為一個系統(tǒng)化的整體，從而推進整個教學(xué)過程的實施。

案例增量式教學(xué)法要求教師對課程有全局的掌控能力，能夠根據(jù)認知規(guī)律和教學(xué)內(nèi)容要求設(shè)計合理的案例增量過程，由淺入深、循序漸進，從培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣開始，慢慢積累成就感，然后再將教學(xué)引向深入，內(nèi)容覆蓋整個課程。

3 案例增量式教學(xué)法的實施方法

案例增量式教學(xué)法的實施過程包括教學(xué)內(nèi)容分析、案例及增量過程設(shè)計、教學(xué)過程實施等幾個步驟，如圖1所示。

2.1 教學(xué)內(nèi)容分析

程序設(shè)計課程是工程實踐類課程，系統(tǒng)性和體系性是程序設(shè)計課程教學(xué)應(yīng)該關(guān)注的焦點。因此，在進行程序設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容分析時，應(yīng)著重考慮教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和體系性，以滿足工程實踐對系統(tǒng)性和體系性的基本要求。程序設(shè)計課程教學(xué)的最終目標需要落實到工程實踐，因此程序設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容分析應(yīng)有別于傳統(tǒng)的以教材為中心的分析方法，應(yīng)立足于應(yīng)用的角度，考慮該門課程的教學(xué)內(nèi)容能否形成對典型應(yīng)用的完整支撐。為了使教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用有比較好的符合度，在實際的教學(xué)內(nèi)容分析過程中，可借助一個典型軟件系統(tǒng)為應(yīng)用背景來進行輔助分析。一個典型的軟件系統(tǒng)本質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包含三個核心要素：用戶、數(shù)據(jù)與環(huán)境。從系統(tǒng)用戶角度出發(fā)，應(yīng)包含用戶與系統(tǒng)的交互，用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限，用戶對數(shù)據(jù)的使用等相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容；從數(shù)據(jù)角度出發(fā)，應(yīng)考慮與數(shù)據(jù)的輸入輸出，傳輸、接收、處理、存儲、安全等方面相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容，從系統(tǒng)的環(huán)境角度出發(fā)，應(yīng)考慮軟件系統(tǒng)運行的軟硬件環(huán)境的建設(shè)及環(huán)境安全性維護的內(nèi)容。 因此，從用戶、數(shù)據(jù)、環(huán)境三個維度對程序設(shè)計課程作宏觀整體的分析，能比較全面的涵蓋課程的教學(xué)內(nèi)容，形成一個完整的、足以支持一個典型應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的完整的技術(shù)體系。在確定課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對每一部分的教學(xué)內(nèi)容進行應(yīng)用方法及典型應(yīng)用場景的分析，并分析知識點之間在應(yīng)用上的邏輯關(guān)聯(lián)性，為案例及案例增量的邏輯設(shè)計提供基本依據(jù)。

在教學(xué)內(nèi)容分析的過程中，可以借助思維導(dǎo)圖工具（Mindjet）來輔助完成分析過程，形成教學(xué)內(nèi)容的完整體系。下面以《Java Web應(yīng)用開發(fā)》課程為例，給出其教學(xué)內(nèi)容分析的基本框架，如圖2所示。

2.2 案例及增量過程設(shè)計

案例增量式教學(xué)法通過案例來組織教學(xué)內(nèi)容，案例的設(shè)計應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，形成對教學(xué)內(nèi)容的全覆蓋。在設(shè)計時應(yīng)把握以下幾個原則： 第一，案例設(shè)計要以教學(xué)目標為導(dǎo)向，以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，所設(shè)計的案例要覆蓋基本的技術(shù)應(yīng)用；第二，案例設(shè)計要基于典型的真實的應(yīng)用場景，要有代表性，既能體現(xiàn)知識的應(yīng)用，又能做到舉一反三；第三，案例設(shè)計要基于學(xué)生的認知能力和水平，要能體現(xiàn)一定的問題情境，既能被學(xué)生所理解，又要留給學(xué)生足夠的思維空間，通過案例分析過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力和方法；第四，案例本身要具有可分割性，便于進行增量式劃分，每個增量對應(yīng)一個教學(xué)單元，把教學(xué)內(nèi)容通過增量以模塊化的方式進行組織，通過一序列的增量過程最終形成一個完整的項目。

案例的增量過程與教學(xué)過程相對應(yīng)，增量設(shè)計應(yīng)考慮以下幾個方面：第一，增量的難易程度要控制在一個比較合理的范圍，要基于大多數(shù)學(xué)生的認知能力和水平，工作量不宜太大，保證學(xué)生在正常的學(xué)習(xí)時間內(nèi)能基本完成；第二，確保每個增量是一個可發(fā)布的逐漸完善的版本，學(xué)生可以直觀的感受到學(xué)習(xí)成果，通過成果激發(fā)他們的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣；第三，增量的邏輯順序在考慮基本的知識邏輯的基礎(chǔ)上，以業(yè)務(wù)過程和開發(fā)流程為原則來進行教學(xué)過程的組織，便于學(xué)生理解和組織實施。

案例增量發(fā)展過程中的每個增量對應(yīng)一個具體的教學(xué)內(nèi)容和目標，每個增量都是一個可發(fā)布的版本。下面以基于Java Web的資源管理系統(tǒng)為例，進行增量設(shè)計，并把每個增量與相應(yīng)的知識點和目標對應(yīng)起來，如圖3所示。

2.4 案例增量式教學(xué)法的具體實施

案例增量式教學(xué)法的具體實施應(yīng)以教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)為主要原則，具體要求如下：

1）在課程開始前，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容分析框架向?qū)W生介紹本門課程的技術(shù)體系，具體的應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容及應(yīng)用方向有個直觀的認識；

2）結(jié)合案例增量過程設(shè)計圖介紹本門課程的教學(xué)方法、教學(xué)目標、階段提交成果及最后提交的成果，讓學(xué)生明確“學(xué)什么、怎么學(xué)、能做什么”，讓學(xué)生對課程有一個明確的目標導(dǎo)向，通過成果驅(qū)動的方式激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣；

3）具體到課堂教學(xué)中，應(yīng)該改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”方式，采用如圖4所示的學(xué)習(xí)路線進行。

圖4 案例增量式教學(xué)法實施路線圖

在該學(xué)習(xí)路線中，教師的主要作用是引導(dǎo)，重在“拋磚引玉”，提問題、分析問題、給思路方法，讓學(xué)生自己去思考解決問題。通過學(xué)習(xí)、思考、實踐的過程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思考能力、解決問題的能力以及工程實踐能力。

4 總結(jié)

通過案例增量式教學(xué)法開展程序設(shè)計課程教學(xué)，突破了原先的理論化教學(xué)和知識離散化教學(xué)的缺陷，學(xué)生的工程實踐能力和系統(tǒng)思維能力明顯增強；同時，在案例增量式擴展的過程中學(xué)生直觀的感受到學(xué)習(xí)的階段性成果，學(xué)習(xí)的成就感增強，伴隨著系統(tǒng)完善的過程，學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)動力得以延續(xù)，學(xué)習(xí)的積極性和主動性明顯提高。

基金項目：三明學(xué)院教育教學(xué)改革項目（L1111/Q）

參考文獻：

[1] 王燦輝，張舒，林郎碟.案例教學(xué)法在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機教育，2012（1）.

[2] 苑俊英，張鑒新等. 校企結(jié)合下的一體化增量式Java 項目教學(xué)研究.計算機光盤軟件與應(yīng)用[J]，2013（1）.

作者簡介：尤垂桔，男，福建省大田縣人，1976年8月生，，講師 ，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、信息安全endprint