軟件開(kāi)發(fā)逆向教學(xué)思維的探討

葉 鈺 劉振興 李太寧

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院<信息技術(shù)學(xué)院>，江蘇 泰州 225300）

1 企業(yè)用人需求分析

筆者通過(guò)電話與網(wǎng)絡(luò)采訪搜集了23 家軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的招聘需求，這些企業(yè)在2020 年一季度共計(jì)招聘軟件相關(guān)崗位需求是16 個(gè)，其中基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)類需求崗位為9 個(gè)，占到總崗位需求數(shù)的56.25%。 這些基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)類需求大致可以總結(jié)成使用不同的編程語(yǔ)言與技術(shù)， 完成上級(jí)交辦的開(kāi)發(fā)任務(wù)。 從此可以得出結(jié)論， 企業(yè)需求量最大的是實(shí)現(xiàn)軟件基礎(chǔ)功能的開(kāi)發(fā)人員，而設(shè)計(jì)算法、架構(gòu)調(diào)整等對(duì)專業(yè)技能要求較高的職位占據(jù)的比例則小很多。 所以對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)專業(yè)的高校教育來(lái)說(shuō)，尤其是高職院校的教育目的，首要并不是理論知識(shí)是否完備，基礎(chǔ)是否牢靠，而是應(yīng)該將能否開(kāi)發(fā)出可用的軟件功能作為首要目的。 針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，再鼓勵(lì)并指導(dǎo)其進(jìn)行深層次的學(xué)習(xí)。

人類社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在，任何現(xiàn)存的知識(shí)體系都已經(jīng)是極其復(fù)雜并相互嵌套的。 幾乎沒(méi)有人能將一個(gè)專業(yè)的所有知識(shí)從底層開(kāi)始全部掌握清楚。 軟件專業(yè)由于發(fā)展時(shí)間較短，發(fā)展速度極快，導(dǎo)致教學(xué)模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。 計(jì)算機(jī)原理至今還是軟件開(kāi)發(fā)專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程之一，但實(shí)際情況是，就連內(nèi)存溢出這種曾經(jīng)被認(rèn)為是每個(gè)開(kāi)發(fā)人員必須深度掌握的知識(shí)， 如今絕大多數(shù)編程語(yǔ)言都已經(jīng)能夠自動(dòng)解決，只有少部分不得不用到C 系列等語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)的工作崗位需要熟練掌握。

2 逆向教學(xué)模式的理論依據(jù)

如何吸引人們的注意力，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生興趣，其實(shí)在心理學(xué)、新聞傳播等學(xué)科的研究已經(jīng)非常深入了。近幾十年來(lái)， 學(xué)界針對(duì)各種這類問(wèn)題進(jìn)行了非常多的實(shí)驗(yàn)。 例如：什么樣的油畫(huà)更容易被買家購(gòu)買，什么樣的流行歌曲更容易被傳唱并引起話題等。 《大西洋月刊》的專欄作家Derek Thompson 在其著作Hit Makers:The Science of Popularity in an Age of Distraction[2]引用了大量相關(guān)研究并概括成一個(gè)通俗的“公式”，也就是“喜歡=熟悉+意外”。 法國(guó)認(rèn)知心理學(xué)專家 Stanislas Dehaene 最新發(fā)表的著作How We Learn:Why Brains Learn Better Than Any Machine for Now[3]中也用大量的篇幅介紹了最近幾年的最新科研成果， 再次論證了人腦在學(xué)習(xí)方面的這種特殊模式。 同時(shí)根據(jù)美國(guó)亞利桑那大學(xué)和布朗大學(xué)的最新研究成果， 學(xué)習(xí)的最佳效率是知識(shí)的未知率為15.87%。 也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)人學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候，大約85%的東西都是以往知識(shí)體系中已經(jīng)熟練掌握的，才能讓學(xué)習(xí)的效果最大化。

而在軟件開(kāi)發(fā)以及很多其他學(xué)科的教學(xué)中， 采用的都是從基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、信息論等。 這些學(xué)科與學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)體系是沒(méi)有任何直接關(guān)聯(lián)的，是人們?cè)趯?duì)大腦結(jié)構(gòu)一無(wú)所知的年代，根據(jù)宗教、文化、風(fēng)俗等學(xué)科總結(jié)出的教學(xué)方法，從學(xué)習(xí)效率這方面來(lái)說(shuō)，是十分低效的。 近年來(lái)，隨著對(duì)大腦的研究逐步深入， 尤其是認(rèn)知神經(jīng)學(xué)等相關(guān)前沿學(xué)科的飛速進(jìn)步，本文所提及的“逆向教學(xué)”概念，才是順應(yīng)人腦生理結(jié)構(gòu)的正向?qū)W習(xí)模式。 對(duì)軟件開(kāi)發(fā)這種如今已經(jīng)遍布人們生活方方面面的學(xué)科來(lái)說(shuō)，尤其如此。

3 在軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)中實(shí)踐逆向教學(xué)思維

根據(jù)前文所述， 在軟件開(kāi)發(fā)中實(shí)踐逆向教學(xué)，實(shí)際上就是按照人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)軟件開(kāi)發(fā)的熟悉程度來(lái)逐步展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，而不是按照軟件開(kāi)發(fā)這門學(xué)科的知識(shí)體系來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。 這種逆向，其實(shí)只是針對(duì)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)的逆向，但對(duì)應(yīng)到人們的生活中，這其實(shí)是正向的教學(xué)，是順應(yīng)人類本能學(xué)習(xí)習(xí)慣的教學(xué)模式。 就好比如何學(xué)習(xí)成為一名廚師，一般是先從打掃衛(wèi)生、切配、顛勺開(kāi)始，而不是先從營(yíng)養(yǎng)學(xué)、化學(xué)組成開(kāi)始。 這就是從人們熟悉的，切實(shí)可操作的部分入手，開(kāi)始學(xué)習(xí)一門新知識(shí)最快的路徑。

對(duì)應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)， 與人們生活對(duì)應(yīng)程度最高的，其實(shí)是軟件的使用。 如今人們從兒童時(shí)期開(kāi)始就不可避免地使用無(wú)數(shù)軟件。 從家里的電視、家電、智能家居設(shè)備，到公共場(chǎng)所的取號(hào)叫號(hào)、訂餐選座，無(wú)一不是軟件開(kāi)發(fā)的目的之一。 而所有軟件中，即時(shí)通信軟件，即聊天軟件，無(wú)疑是使用頻率最高的軟件之一。 所以軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)，從這些軟件入手則是最自然不過(guò)的入門途徑。 當(dāng)然，不同的教師可以根據(jù)自己的知識(shí)特點(diǎn)選擇不同的軟件作為入門，只要不脫離人們?nèi)粘Ｊ煜げ⑹褂玫能浖@個(gè)范疇即可。

常規(guī)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目化教學(xué)，如果教學(xué)目的是學(xué)習(xí)如何開(kāi)發(fā)即時(shí)通信軟件， 那么通常都是從需求分析、技術(shù)選型、模塊設(shè)計(jì)入手。 這是已經(jīng)熟悉了軟件開(kāi)發(fā)專業(yè)的軟件工程師的思考路徑，不是剛?cè)腴T甚至沒(méi)有入門的學(xué)生的思考路徑。 軟件開(kāi)發(fā)的思維模式與日常生活的思維模式有著根本的不同，不能要求外行一開(kāi)始就了解并習(xí)慣這種思維模式。 所以，如何使用軟件，如何找到使用過(guò)程中的問(wèn)題，才是教學(xué)最先應(yīng)該設(shè)計(jì)的部分。 在軟件開(kāi)發(fā)整個(gè)生命周期中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題才是最重要的能力。 當(dāng)然任何專業(yè)都需要一個(gè)善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題基本素養(yǎng)。 如何在使用中找到問(wèn)題就是最佳的入門抓手， 而如何設(shè)計(jì)這些問(wèn)題，就成了課程改革的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 最佳的問(wèn)題設(shè)置，應(yīng)該讓學(xué)生在未掌握相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)不了相關(guān)問(wèn)題，但是當(dāng)學(xué)生解決一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題之后，自然地發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，并引申出相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。 好比游戲設(shè)計(jì)一樣，只有積累經(jīng)驗(yàn)升級(jí)學(xué)會(huì)新的技能后，才能解鎖更高級(jí)的地圖與裝備。

4 真實(shí)教學(xué)情境

在軟件開(kāi)發(fā)課程中， 老師給學(xué)生布置了一個(gè)任務(wù)，就是測(cè)試某些軟件的功能是否有漏洞。 老師教學(xué)軟件并不是什么復(fù)雜的管理系統(tǒng)，而是大家平時(shí)每天使用最多的聊天軟件。 每個(gè)人都知道聊天軟件應(yīng)該怎么用，有哪些功能，按鈕點(diǎn)了以后應(yīng)該顯示什么。 所以每個(gè)人都能參與到測(cè)試中來(lái)。

老師會(huì)在聊天軟件中故意設(shè)置一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題或陷阱，所有人的bug 修改通過(guò)git 提交。 從最簡(jiǎn)單的錯(cuò)別字開(kāi)始，到一些測(cè)試按鈕和測(cè)試消息，以及代碼沒(méi)有格式化。 讓學(xué)生自行參與修改代碼。 每次修改只要點(diǎn)一下運(yùn)行就能自動(dòng)運(yùn)行，減少中斷的次數(shù)。 每一次調(diào)整，點(diǎn)擊運(yùn)行，都是給學(xué)生建立正向反饋，每次運(yùn)行成功的效果，都是在一點(diǎn)點(diǎn)建立學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的信心。 同時(shí)讓找問(wèn)題與學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行掛鉤。

筆者所在團(tuán)隊(duì)在教學(xué)實(shí)踐中初步嘗試了本文所提及的教學(xué)思路， 并在課后進(jìn)行了教學(xué)效果問(wèn)卷調(diào)查。 調(diào)查結(jié)果顯示，與未進(jìn)行逆向教學(xué)的班級(jí)學(xué)生相比，對(duì)于入門課程的教學(xué)，學(xué)生在課后對(duì)本專業(yè)更有興趣的比例在90%以上，而傳統(tǒng)教學(xué)模式的學(xué)生在課后并沒(méi)有對(duì)課程產(chǎn)生更多的興趣。 論證了本文所提及的教學(xué)思路能起到一定的效果。

5 問(wèn)題與展望

首先， 逆向教學(xué)思維更適用于一些與日常生活有著密切聯(lián)系的學(xué)科， 因?yàn)槿绻婚T學(xué)科的應(yīng)用在日常生活中不常見(jiàn)的話， 那么就沒(méi)有很好的辦法在入門的幾次課程中調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。其次，逆向教學(xué)思維不適用于一些需要長(zhǎng)期積累培養(yǎng)，量變到質(zhì)變的學(xué)科，例如藝術(shù)、文學(xué)等學(xué)科。最后，也是最重要的，這種教學(xué)方式，不太適用于需要精密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論支撐的學(xué)科。即使同樣是軟件開(kāi)發(fā)，如果是開(kāi)發(fā)交通控制、金融等應(yīng)用，那么如果沒(méi)有系統(tǒng)扎實(shí)的理論知識(shí)，很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。而日常應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)則沒(méi)有太過(guò)嚴(yán)格的要求。所以本文所述的教學(xué)方法， 尤其適合是用在高職院校的軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)中， 幫助學(xué)生快速建立基本知識(shí)架構(gòu)與信心，從而在就業(yè)時(shí)能及時(shí)對(duì)接企業(yè)需求。

當(dāng)然，設(shè)計(jì)這門課程，離不開(kāi)豐富的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與大量的課程研發(fā)時(shí)間，這遠(yuǎn)不是一兩個(gè)人用短短幾個(gè)月時(shí)間能夠研發(fā)成功的。 例如，學(xué)生的興趣與反饋， 就需要經(jīng)過(guò)多次真實(shí)課堂的教學(xué)實(shí)驗(yàn)并快速迭代，才能找到較為可行的路徑。