基于極限編程理論的項目驅動沉浸式教學模式研究

崔 霄 崔建濤 胡春暉 曹 潔 張靜靜

（鄭州輕工業(yè)學院軟件學院，河南 鄭州 450001）

基于極限編程理論的項目驅動沉浸式教學模式研究

崔 霄 崔建濤 胡春暉 曹 潔 張靜靜

（鄭州輕工業(yè)學院軟件學院，河南 鄭州 450001）

針對高校軟件學院基于項目驅動教學方法中存在的問題，本文探討了基于企業(yè)實際項目驅動的教學模式，提出了一種貫穿軟件工程專業(yè)教學全過程、基于極限編程理論的沉浸式教學模式。實踐證明，這種教學模式減少了項目實施前期文檔工作量，使學生盡快看到項目實施結果，可以大幅提高學生學習主動性，更好地理解軟件工程專業(yè)課程體系。

沉浸式教學；極限編程；項目驅動；軟件工程

1 引言

近年來，國家以信息化帶動工業(yè)化的產業(yè)結構戰(zhàn)略調整，對軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。國內高校各軟件學院當前的發(fā)展方向主要是加強校企聯(lián)合，探索產學合作培養(yǎng)應用型軟件人才，并積極推進基于項目案例的軟件工程類專業(yè)教學實踐。但是，從企業(yè)反饋的情況來看，國內大部分軟件學院畢業(yè)的學生，其知識和能力與企業(yè)的實際需求，還存在一定的距離。

2 基于項目驅動案例教學的分析

當前基于項目驅動案例教學，主要存在三個問題：第一，軟件工程專業(yè)教學過程中，文字性、說明性和理論性的內容較多，教學過程枯燥導致學生學習興趣下降；第二，教學過程脫離應用，學生能夠理解并基本掌握所學理論知識，但工程實踐中遇到實際問題，卻無所適從；第三，學生對不同課程之間的關聯(lián)理解不深，因此，學生看重具體的程序設計類課程，輕視軟件工程、算法設計等理論指導性課程。以項目設計為例，學生無法將軟件工程課程中的需求分析與設計知識，同具體的編程階段相互關聯(lián)，造成學生學習缺乏整體感和層次感。

針對以上問題，本文分別提出了解決方案。首先，針對問題一，采用基于極限編程的教學模式，可以減少項目實施過程中前期文檔工作量，快速得到項目結果，提高學生學習積極性；針對問題二，項目案例的選擇需要使用企業(yè)在生成環(huán)境中，實際應用的具體項目案例；針對問題三，本文提出沉浸式教學，可以讓學生在學習理論知識的同時，知道如何靈活運用這些理論知識來解決具體的工程問題，貫穿軟件工程專業(yè)學生的不同課程知識，讓學生建立起系統(tǒng)、整體的知識結構體系。

3 基于極限編程的沉浸式項目驅動教學

3.1 項目驅動教學

項目驅動教學模式是一種以學生為中心的、基于任務驅動的、基于建構主義學習理論的一種教學方式?；陧椖框寗拥慕虒W模式，進一步可以把一個完整項目劃分成若干個子項目，每個子項目都與這個項目有著密切的關聯(lián)，然后把相關的知識點融入到這些子項目中去，如圖1所示。實際教學中將理論與實踐緊密結合，會起到事半功倍的效果。

圖1 項目驅動軟件工程過程模型

3.2 沉浸式教學

沉浸式教學，即在語言類教學中，將學生“浸泡”在目的語言環(huán)境中。本文借用了“沉浸式”的概念，讓軟件工程專業(yè)的學生在學習中始終“沉浸”在一個具體的項目工程中。學生在課程學習之初、學習過程中和學習結束后，始終貫穿著以下幾個問題：本課程在項目開發(fā)之中，能做什么、能解決什么問題、本課程在項目整體中的位置和本課程在實際應用中的體系結構等。

本文提出的沉浸式教學基本思路是貫穿課程教學始終，從課程學習的初期開始進行沉浸式教學。教學過程可以劃分為三種類型：早期浸入式、中期浸入式和晚期浸入式三種。一般而言，早期浸入式是在本課程開始時，從實際項目中的應用開始導入課程的基本概念，闡述項目開發(fā)遇到的問題和本課程所能解決的問題；中期浸入式是指在教學過程中，以問題驅動模式來逐漸講解課程章節(jié)內容，并逐次解決項目中遇到的問題；晚期浸入是指在課程結束時，把項目總結和課程復習相結合，使學生對本課程建立起相對完整的概念，解決學生對知識應用缺乏整體感的困惑。

3.3 極限編程

極限編程(Extreme Programming，簡稱XP)是由Kent Beck在1996年提出的一種螺旋式、迭代程序開發(fā)方法。與傳統(tǒng)的軟件工程項目開發(fā)流程相比，極限編程是輕量級的、靈巧的軟件開發(fā)方法。在開發(fā)過程中，將任務、系統(tǒng)細分為可以在較短周期解決的一個個子任務、子系統(tǒng)和子模塊，并且強調立即測試、高代碼質量和及早發(fā)現(xiàn)問題。它將復雜的開發(fā)過程分解為一個個相對比較簡單的小周期。

傳統(tǒng)的軟件工程項目實施過程中，一般都遵循“可行性分析、系統(tǒng)設計、詳細設計、項目編碼、系統(tǒng)測試”等一系列步驟，由于最終實現(xiàn)需要長時間分析、建立文檔，而前期的文檔類工作冗長、枯燥，學生的積極性逐漸降低并失去主動性。XP這種“短周期，常發(fā)布”的開發(fā)方式，能在較短時間內做出系統(tǒng)原型，使得學生很快看到項目開發(fā)的“成果”，從而提高學習積極性，進而主動產生學習、開發(fā)、完善項目的興趣。

4 基于極限編程的項目驅動沉浸式教學模型分析

4.1 項目案例的選擇

一個完整、基于實際應用的良好軟件工程項目案例，應該能夠解決企業(yè)實際需求，并基本涵蓋軟件工程類專業(yè)學科絕大部分知識點。項目的設置應遵循如下原則：

（1）完整性：項目內容應基本涵蓋軟件工程課程體系的絕大部分知識點；

（2）實用性：選擇的項目應有一定的綜合性、實踐性，即項目選擇應基于實際應用的項目；

（3）系統(tǒng)性：項目選擇在實施過程中，應該符合軟件工程基本流程，從易到難，逐次推進，項目完成應能看到具體的效果。

4.2 項目案例與軟件工程課程體系的知識映射

良好的項目案例選擇應在項目實施的各個階段，涵蓋軟件工程教學課程體系的大部分重要知識點，本文以一個具體的企業(yè)ERP項目，進一步詳述ERP項目案例與軟件工程課程體系的知識映射關系，案例原型如圖2所示。

圖2 企業(yè)ERP項目原型

項目ERP客戶需要將企業(yè)資源，如客戶、外協(xié)商、業(yè)務、出入庫、賬務、車間制作、員工信息、業(yè)務溝通和基礎信息統(tǒng)一管理，用戶需要分別使用瀏覽器和移動端訪問系統(tǒng)。

表1 基于極限編程、項目驅動沉浸式教學與學科課程知識的映射

本文所示的企業(yè)ERP對應傳統(tǒng)項目驅動的教學方法，分為項目選擇、需求分析、概要和詳細設計等。對于基于極限編程的、項目驅動、沉浸式教學模型來說，省略了前期冗長的文檔階段，直接開始項目分析和實施，其具體描述如表1所示，本表省略了項目編碼和測試階段。

4.3 貫穿項目周期的沉浸式教學

在項目實施的每個階段，都需要軟件工程不同課程的相關知識，因此，可以將完整的項目分解成多個子項目，每一個子項目對應軟件工程不同課程中的不同知識點，因此，完整項目可以貫穿軟件工程專業(yè)的大部分科目。教師根據(jù)教學科目，選擇其中的一個子項目來進行教學、演示和實訓。教學過程中，將學生分組實施具體的子項目。將項目展示給學生后，接下來要引導學生一步步分析項目。弄清在完成項目的過程中，哪些可以運用已有知識解決，哪些是未知的，并進一步導入下一階段課程。

當學生完成本課程體系中的大部分課程時，整個項目也順利完成。由于具體課程教學需要較為全面的子項目，因此基于實際應用的完整項目選擇尤其重要。

5 結論

本文提出了基于極限編程理論下的項目驅動、沉浸式教學模型，通過選取貫穿全課程體系的、基于企業(yè)實際應用的完整項目案例，忽略冗長、枯燥的項目文檔編寫，忽略部分細節(jié)，采用極限編程的思想，讓學生聚焦主要問題，課后做大量資料準備工作，迅速對計算機軟件項目形成整體思想。

通過建立課程群知識點與項目之間的映射關系，把完整項目分解成不同的子項目，建立不同的子目標，來講解、演示每一個子目標的具體知識點。促進學生學習知識向提高能力的轉化，發(fā)揮學生創(chuàng)造潛能，提高學生學習主動性，促進學生團隊合作能力。

[1]蔡琴，張凱．項目驅動教學模式在軟件工程教學中的應用[J]．實驗科學與技術，2014，12(4)：175-178．

[2]殷海明，魏遠旺．極限編程和項目驅動相結合的軟件工程教學方法探究[J]．新余學院學報，2012，17(3)：121-122．

[3]唐成華，張瑞霞，張凈．基于認知曲線的項目案例實踐教學法研究[J]．實驗科學與技術，2016，14(6)：98-101．

[4]蘇統(tǒng)華，李全龍，涂志瑩，等．校企共建模式的創(chuàng)新實驗課程建設體系[J]．計算機教育，2017(8)：173-177．

Research on Project-driven Immersion Teaching Model Based on Extreme Programming Theory

Cui Xiao Cui Jiantao Hu ChunhuiCao Jie Zhang Jingjing
(Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou 450001,Henan)

Aiming at the existing problems in the software engineering teaching,this paper intends to construct an immersion teaching model based on extreme programming theory.This model uses practical application projects,throughout the whole teaching process.Practice has proved that this teaching model allows students to reduce the workload of the document,improve the learning initiative,and understand the curriculum theory better.

immersion teaching;immersion teaching model;project-driven;software engineering

G434

A

1008-6609(2017)10-0078-03

崔霄（1974-），男，河南項城人，博士，講師，研究方向為計算機仿真、物聯(lián)網與傳感器件。