時(shí)間:2023-01-21 01:43:19
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇軟件教學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
二、ChemOffice軟件有助于化學(xué)教學(xué)
(一)化學(xué)教學(xué)的主要輔助手段
隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的普及和現(xiàn)代化學(xué)應(yīng)用軟件的開發(fā),現(xiàn)在化學(xué)教育的授課方式已經(jīng)告別了一盒粉筆、一塊黑板的傳統(tǒng)教學(xué),現(xiàn)代化的教學(xué)輔助手段使越來(lái)越多的老師都體會(huì)到了用化學(xué)工具軟件來(lái)制作課件輔助教學(xué)的優(yōu)越性。ChemOffice軟件在化學(xué)教學(xué)中可以優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),使原本枯燥的課堂變得生動(dòng)起來(lái)。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
1.直觀、可視性
在化學(xué)教學(xué)中,關(guān)于化合物結(jié)構(gòu)的講解一直是授課的一個(gè)重點(diǎn),也是學(xué)生理解的一個(gè)難點(diǎn)。ChemOffice軟件不僅可以繪圖,還可以將化合物的結(jié)構(gòu)立體化。這樣教師在備課的過(guò)程中不但不用準(zhǔn)備模型,而且在授課過(guò)程中還可以根據(jù)需要隨時(shí)將平面圖和立體圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換,提高教學(xué)效率,能取得良好的教學(xué)效果。例如苯乙烯的結(jié)構(gòu)式如圖1。利用ChemDraw模塊建立分子結(jié)構(gòu)式后,再利用Chem3D模塊可以將轉(zhuǎn)化為三維圖形如圖2。三維圖形可以動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)向?qū)W生展示不同方向的立體構(gòu)象,便于學(xué)生直觀的理解。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)大分子,比如葡萄糖、纖維素、環(huán)糊精等,都可以采用ChemOffice軟件進(jìn)行模擬展示,一看便知,易于理解。
2.有助于探究式教學(xué)
如何做好探究式教學(xué),從20世紀(jì)中期開始就一直是國(guó)內(nèi)外教育科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究重點(diǎn)課題。探究式教學(xué)使學(xué)生不再被動(dòng)地接受知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性?;瘜W(xué)應(yīng)用軟件ChemOffice有助于探究式教學(xué)的開展。例如有機(jī)化合物命名的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,部分學(xué)生對(duì)于命名規(guī)則還是理解不透徹。ChemOffice軟件的命名功能,可以幫助學(xué)生理解深入。利用ChemOffice化學(xué)工具軟件中的ChemDraw模塊在課堂上演示,繪制出化學(xué)結(jié)構(gòu)式,單擊結(jié)構(gòu)(Structure)菜單中的結(jié)構(gòu)式轉(zhuǎn)化為名稱(ConvertStructuretoName),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)式進(jìn)行自動(dòng)命名。同時(shí),ChemOffice可以將化合物的系統(tǒng)名稱直接轉(zhuǎn)為化學(xué)結(jié)構(gòu)式,輸入名稱轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)式(ConvertNametoStructure)的命令后,輸入化學(xué)名稱,系統(tǒng)會(huì)找到對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)置于繪圖中。通過(guò)這兩個(gè)功能,學(xué)生能扎實(shí)的理解掌握結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物命名規(guī)則。對(duì)于陌生名稱也能查到結(jié)構(gòu)式,理解能更深入徹底。利用ChemOffice軟件還可以鍛煉學(xué)生的波譜解析能力,例如,利用ChemDraw模塊可預(yù)測(cè)一些化合物的1H-NMR和13C-NMR譜。原理是以選取的分子基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),利用加和性原則來(lái)計(jì)算氫原子和碳原子的化學(xué)位移。在課堂上教師也可以通過(guò)圖譜模擬功能,直接演示各種化學(xué)物質(zhì)的氫譜和碳譜,省去具體實(shí)驗(yàn)的繁瑣。
3.使復(fù)雜計(jì)算簡(jiǎn)單化,適用于高等教育
ChemOffice軟件不僅可以應(yīng)用于初高中、大學(xué)本科的化學(xué)課程教學(xué)中,對(duì)于高等學(xué)校的碩博士研究生的研究型教育也非常適用。例如,ChemOffice軟件中的Chem3D模塊具備強(qiáng)大的計(jì)算功能。計(jì)算范圍包括鍵長(zhǎng)、鍵角、二面角、分子間距離、分子所在空間的基本計(jì)算。還能結(jié)合MM2、MOPAC、Gaussian等程序進(jìn)行分子力學(xué)和量子力學(xué)的計(jì)算,甚至對(duì)分子進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬、化合物構(gòu)象分析和過(guò)渡態(tài)能量?jī)?yōu)化。例如,可以通過(guò)ComputeProperties計(jì)算的出復(fù)雜反應(yīng),中間過(guò)渡態(tài)產(chǎn)物的一系列性質(zhì),從計(jì)算結(jié)果中可以得到偶極、動(dòng)能、勢(shì)能、極化率、總能等一系列性質(zhì)參數(shù)。ChemOffice軟件對(duì)于培養(yǎng)研究型的高等化學(xué)人才有著重要的意義。
(二)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和師生間的互動(dòng)
課堂教學(xué)的過(guò)程是老師和學(xué)生互動(dòng)的過(guò)程,但在很多情況下,學(xué)生由于缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性降低,學(xué)習(xí)興趣下降。ChemOffice化學(xué)應(yīng)用軟件可以創(chuàng)設(shè)情景教學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果事半功倍。例如,可以利用ChemOf-fice軟件中的ChemDraw模塊,模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn),自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程,根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程要求,讓學(xué)生自己動(dòng)手,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求找出需要的化學(xué)儀器(例如圖3),進(jìn)行拼接,繪制實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置圖(例如圖4),教師只給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和提示,學(xué)生的積極參與,加強(qiáng)了師生交流,活躍了課堂氣氛。學(xué)生體會(huì)到學(xué)會(huì)的知識(shí)是自己發(fā)現(xiàn)出來(lái)的,不是別人硬塞進(jìn)來(lái)的。這種可以通過(guò)自己的探索和思考而獲得知識(shí)的教學(xué)手段,有利于學(xué)生思維的開發(fā),學(xué)生在探索中學(xué)習(xí)體會(huì)到樂(lè)趣和成果后,將會(huì)更主動(dòng)的學(xué)習(xí),同時(shí)也能減輕教師負(fù)擔(dān),提高教學(xué)效率。
(三)有助于促進(jìn)計(jì)算機(jī)和化學(xué)專業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)
對(duì)于高校的學(xué)生,采用ChemOffice軟件進(jìn)行教學(xué)是實(shí)踐開展雙語(yǔ)教學(xué)模式最為理想的教學(xué)材料。ChemOffice軟件是由美國(guó)劍橋公司開發(fā)的外文軟件,各個(gè)模塊中所有的命令、模塊說(shuō)明等都是使用純正、地道的英文。學(xué)生在使用這款軟件的過(guò)程,也是學(xué)習(xí)相關(guān)計(jì)算機(jī)和化學(xué)專業(yè)地道英語(yǔ)的一個(gè)過(guò)程。通過(guò)計(jì)算機(jī)演示等有關(guān)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的滲透,傳授相關(guān)化學(xué)知識(shí),利用軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示解決化學(xué)問(wèn)題,揭示化學(xué)機(jī)理等,或是利用化學(xué)工具軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。
2計(jì)算機(jī)軟件在會(huì)展設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用建議
2.1根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)來(lái)設(shè)置計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)課程。會(huì)展設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的、以視覺(jué)藝術(shù)為主的空間設(shè)計(jì),要求會(huì)展設(shè)計(jì)人員能夠使商品宣傳更顯檔次,給參觀者留下深刻的印象。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在會(huì)展的人才需求看來(lái),會(huì)展人才必須具有熟練的應(yīng)用性技能,會(huì)展設(shè)計(jì)的教學(xué)主線應(yīng)該在以培養(yǎng)熟練掌握專業(yè)應(yīng)用技能的人才為主線,本專業(yè)的教學(xué)應(yīng)該以專業(yè)核心技能為核心與其他專業(yè)理論合力搭配的進(jìn)行。會(huì)展設(shè)計(jì)的視覺(jué)要求會(huì)展設(shè)計(jì)教學(xué)中必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖軟件使用的教授,這是有效的進(jìn)行會(huì)展設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。會(huì)展設(shè)計(jì)人員必須對(duì)一些平面效果設(shè)計(jì)以及空間效果設(shè)計(jì)的軟件能夠熟練應(yīng)用,比如PhotoShop、AutoCAD、3Dmax等圖形設(shè)計(jì)軟件,還應(yīng)該能夠熟練應(yīng)用專業(yè)排版、專業(yè)插畫、多媒體處理的軟件,比如AdobeIllustrator,以及用于商標(biāo)設(shè)計(jì)、模型繪制、分色輸出等功能的軟件,比如CorelDRAW等,通過(guò)設(shè)置此類課程使會(huì)展設(shè)計(jì)學(xué)生能夠其專業(yè)基礎(chǔ)工具的使用。2.2因地制宜的選擇所學(xué)軟件的教材。由于會(huì)展設(shè)計(jì)是近年來(lái)我國(guó)剛剛興起的學(xué)科,發(fā)展時(shí)間比較短,在市場(chǎng)上專門針對(duì)會(huì)展設(shè)計(jì),與之相配套的專業(yè)教材還是比較少的,這就要求教師在開展課程是要因地制宜的選擇教材,注意教材與課程的匹配度,以及教材在實(shí)際使用過(guò)程中的實(shí)用性。比如平面設(shè)計(jì)大部分是以廣告設(shè)計(jì)為主、3D模型繪制是以動(dòng)漫設(shè)計(jì)為主、專門用于建筑行業(yè)設(shè)計(jì)等教材是不適合用在會(huì)展設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中的,還有的對(duì)軟件的使用介紹不多,全篇卻是在介紹軟件的科普類知識(shí),這中教材也是不應(yīng)該采用的。最好選用一些工程型的教材,是以作業(yè)模式進(jìn)行教授的,這樣的教學(xué)效果會(huì)更加有效,例如:《3dsmaxPhotoshop現(xiàn)代會(huì)展設(shè)計(jì)》由馬凌云、劉茗編寫。2.3以工程型的任務(wù)為教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)軟件。正所謂“實(shí)踐出真知”,只有在不斷的實(shí)踐當(dāng)中才能夠?qū)⒅R(shí)融會(huì)貫通,一味的學(xué)習(xí)理論知識(shí)而不去實(shí)踐,最終容易導(dǎo)致“紙上談兵”。在會(huì)展設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中,要以階段性任務(wù)模式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)的專業(yè)技能,通過(guò)把課程分割為各個(gè)階段,然后配之以相應(yīng)的任務(wù),逐步的引導(dǎo)學(xué)生去熟悉軟件的使用,熟悉工程的開發(fā)模式,利用計(jì)算機(jī)軟件去表達(dá)自己的創(chuàng)意等等。在學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中,為避免學(xué)生學(xué)習(xí)的懈怠性,可以為每個(gè)階段設(shè)置專門的獎(jiǎng)懲措施,可以把學(xué)期評(píng)分放到每個(gè)小階段的工程完成度上來(lái)評(píng)判,用以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同是也可以把學(xué)習(xí)的過(guò)程作為類似畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯方式作為結(jié)題的最終模式,讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)自己的勞動(dòng)成果進(jìn)行展示和分析,老師針對(duì)學(xué)生作品之中的缺陷進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和改進(jìn),幫助學(xué)生進(jìn)行階段性的總結(jié),激發(fā)學(xué)生的新創(chuàng)意,在為學(xué)生思維中建立知識(shí)結(jié)構(gòu)的同是,幫助學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。
Prezi為用戶提供了多達(dá)57種不同主題類型的模板(包括3D類型)除此之外,用戶還可以通過(guò)“Blank”自行設(shè)計(jì)模板以供使用。
2.主界面
相對(duì)于PPT,Prezi的主界面相對(duì)簡(jiǎn)單易懂,極易入手。筆者認(rèn)為對(duì)于基礎(chǔ)教育工作者來(lái)說(shuō),使用最多的主要包括“File”、“Frames&Arrows”、“Insert”、“Template”“EditPath”、“Undo”、“Present”。“File”主要是用于打開、新建、儲(chǔ)存作品文件,值得一提的是在該菜單欄下有名為“ExportProtablePrezi”的選項(xiàng),以便攜式輸出,方便在一臺(tái)沒(méi)有安裝Prezi軟件的電腦上進(jìn)行正常播放;“Frames&Arrows”主要用于添加步序框(包括括號(hào)框、圓框、矩形框、透明框)、箭頭及橫線;“Insert”可以插入各種素材,如圖片、視頻、幾何圖表,甚至PPT,是使用頻率最高的菜單;“Template”是用于字體選擇,筆者使用的這款Prezi4.6.0是沒(méi)有中文字體的,而對(duì)于更高版本的Prezi已經(jīng)嵌入了中文字體,方便國(guó)內(nèi)教育工作者使用;“EditPath”用于編輯播放路徑次序;“Undo”相當(dāng)于PPT中的撤銷;“Present”則相當(dāng)于播放功能。
3.其他功能位置調(diào)整控件
通過(guò)“小房子”使內(nèi)容恢復(fù)到整體布局狀態(tài),下面兩個(gè)按鈕則可以對(duì)放大或縮小進(jìn)行微調(diào)。任意插入一個(gè)步序框(如括號(hào)框)后,點(diǎn)擊括號(hào)框框邊,通過(guò)選擇藍(lán)色邊框進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn),調(diào)整框內(nèi)內(nèi)容的方向;通過(guò)選擇“小手”,可以任意方向拖動(dòng);通過(guò)“+”或“-”對(duì)括號(hào)框進(jìn)行放大或縮小;“ZoomtoFrame”是對(duì)框內(nèi)內(nèi)容進(jìn)行聚焦呈現(xiàn);“Delete”則表示刪除括號(hào)框及相關(guān)內(nèi)容。
二、Prezi在高中生物教學(xué)中的運(yùn)用
筆者使用Prezi軟件對(duì)人教版高中生物必修一“分子與細(xì)胞”模塊第一章第一節(jié)“從生物圈到細(xì)胞”進(jìn)行設(shè)計(jì)和教學(xué)。之所以選擇本節(jié)內(nèi)容,基于以下兩點(diǎn):首先,本節(jié)內(nèi)容簡(jiǎn)單量少,適合Prezi軟件演示;其次,本節(jié)包括兩部分內(nèi)容,即“生命活動(dòng)離不開細(xì)胞”和“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”,前者通過(guò)4個(gè)并列關(guān)系的實(shí)例說(shuō)明生物生命活動(dòng)的基礎(chǔ),后者通過(guò)體現(xiàn)遞進(jìn)關(guān)系的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次讓師生體驗(yàn)細(xì)胞是生命的單位,感知細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)??梢?,兩部分內(nèi)容邏輯聯(lián)系緊密,且每部分內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間又有一定的邏輯關(guān)系,正好適合空間聯(lián)系與邏輯關(guān)系演示上具備極大優(yōu)勢(shì)的Prezi軟件的風(fēng)格。
1“.生命活動(dòng)離不開細(xì)胞”的Prezi設(shè)計(jì)
基于教材提供的4個(gè)實(shí)例是并列關(guān)系,筆者選擇Prezi軟件模板庫(kù)(Templates)中的“ExplainaTopic”作為模板。在Topic、Topic1……conclusion6欄中分別嵌入素材:生命活動(dòng)與細(xì)胞的關(guān)系文本、草履蟲運(yùn)動(dòng)和分裂視頻、人的生殖與發(fā)育圖像及視頻、縮手反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)圖像及艾滋病致病過(guò)程圖像、生命活動(dòng)離不開細(xì)胞文本。學(xué)生能立刻直觀地明白4個(gè)實(shí)例的作用并輕松形成“生命活動(dòng)離不開細(xì)胞”的正確認(rèn)識(shí)。同時(shí),在介紹完這部分知識(shí)之后,教師又可以預(yù)先設(shè)置路徑返回界面,進(jìn)一步加深學(xué)生印象,鞏固其正確認(rèn)識(shí)。
2“.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”的Prezi設(shè)計(jì)
教材并未直接呈現(xiàn)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次的概念,而是以“一只龜”為例,通過(guò)研究它的各層次關(guān)系,繼而得出生命系統(tǒng)以細(xì)胞為最基本系統(tǒng),層層相依、緊密相連,且各有特定組成、結(jié)構(gòu)和功能。人類認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律是由“整體”到“局部”的,而該部分知識(shí)特別事例“一只龜”邏輯關(guān)系嚴(yán)密、整體與局部特色鮮明,這恰恰符合Prezi作為演示軟件的優(yōu)點(diǎn)之一——能夠先向?qū)W生展示課程內(nèi)容的整體框架,使其對(duì)所學(xué)內(nèi)容有個(gè)整體的認(rèn)識(shí),然后在對(duì)框架中每一組成部分逐一展開,詳細(xì)闡述。成果如圖5(本圖中只呈現(xiàn)了一整體“生命系統(tǒng)的層次”和三部分:“心肌細(xì)胞”、“種群”、“生態(tài)系統(tǒng)”)所示。教師先用Prezi呈現(xiàn)框架的整體結(jié)構(gòu),采用縮小功能將次級(jí)內(nèi)容暫時(shí)“隱藏”;當(dāng)需要對(duì)次級(jí)內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí),可再利用放大功能將隱藏的信息展現(xiàn)出來(lái)。同樣地,教師在講解完本部分內(nèi)容后,又可以返回路徑,幫助學(xué)生理解生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。
2GIS軟件應(yīng)用教學(xué)案例的選取及設(shè)計(jì)
相對(duì)于一般的理論課堂講授,操作應(yīng)用性的案例教學(xué)要求教師在知識(shí)點(diǎn)的策劃、課堂的組織、教學(xué)過(guò)程的控制上傾注更多的時(shí)間和精力。如果想要使案例教學(xué)的運(yùn)用達(dá)到較好的教學(xué)目的,需事先做好周密的計(jì)劃和安排,否則將不能取得案例教學(xué)應(yīng)有的教學(xué)效果。
2.1案例教學(xué)的選取作為貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程所使用的案例,一定要有針對(duì)性。首先,要能覆蓋整個(gè)專業(yè)相關(guān)知識(shí)的內(nèi)容和形式,在通過(guò)案例學(xué)習(xí)的同時(shí)要掌握GIS的基本理論和相關(guān)應(yīng)用的操作方法。其次,要有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和主動(dòng)性,提升學(xué)生思考的深度,認(rèn)識(shí)到實(shí)際案例的復(fù)雜性,提高其全面思維的能力。最后,選取的案例要針對(duì)某個(gè)熱門行業(yè),增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的實(shí)效性。筆者根據(jù)教學(xué)目的的要求及對(duì)全國(guó)地理信息項(xiàng)目行業(yè)類別比例進(jìn)行的分析(見圖1),主要選取了全國(guó)第二次土地詳查項(xiàng)目案例作為軟件基礎(chǔ)應(yīng)用的學(xué)習(xí),并選取了對(duì)應(yīng)的面向?qū)n}應(yīng)用案例來(lái)講解GIS軟件在相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用。
2.2案例教學(xué)的設(shè)計(jì)按照學(xué)校專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的安排,本課程是在第二學(xué)年上學(xué)期開設(shè),這時(shí),學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)還不夠全面和深入,因此,在對(duì)案例進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),將采取循序漸進(jìn)的方式,采用MAPGIS軟件,從基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集、輸入、管理、處理和查詢的功能學(xué)習(xí)開始,在學(xué)生掌握了軟件的基本操作功能之后,再選取專題應(yīng)用案例來(lái)進(jìn)行空間分析和應(yīng)用方面的講解。
2.2.1基礎(chǔ)應(yīng)用案例設(shè)計(jì)武漢中地信息工程有限公司研制的大型基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱“MAPGIS”)作為中國(guó)具有完全自主知識(shí)版權(quán)的地理信息系統(tǒng),是全球唯一的搭建式GIS數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺(tái),在全國(guó)第二次土地詳查項(xiàng)目中發(fā)揮了重要作用。以全國(guó)第二次土地詳查項(xiàng)目案例為中心的MAPGIS軟件應(yīng)用教學(xué)法,其主要目的是讓學(xué)生跟著實(shí)際工程項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考,逐步解決問(wèn)題的能力,而這其中的重點(diǎn)就是通過(guò)實(shí)際的工程項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,要讓學(xué)生明白自己所學(xué)的知識(shí)的實(shí)效性以及成果的顯著性,而不是盲目地去學(xué)習(xí)某一個(gè)功能模式。因此案例設(shè)計(jì)的指標(biāo)主要參考全國(guó)第二次土地詳查相關(guān)技術(shù)流程,整個(gè)案例的分解項(xiàng)目以及對(duì)應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容設(shè)計(jì)如表1。
2.2.2GIS專題應(yīng)用教學(xué)案例設(shè)計(jì)基于MAPGIS面向?qū)n}應(yīng)用案例教學(xué)包含了統(tǒng)計(jì)分析、DEM的建立與應(yīng)用分析、空間分析、三維立體模擬以及GIS綜合分析與應(yīng)用等基本內(nèi)容模塊,在案例教學(xué)中,要了解各行業(yè)應(yīng)用發(fā)展的主要趨勢(shì),結(jié)合熱點(diǎn)問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)各種應(yīng)用專題案例(表2),同時(shí),根據(jù)問(wèn)題的提出和數(shù)據(jù)分析,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。
3案例教學(xué)在GIS軟件應(yīng)用教學(xué)中的組織實(shí)施
3.1問(wèn)題的提出以2010年江西撫河唱?jiǎng)P堤發(fā)生決堤,數(shù)萬(wàn)災(zāi)民被安置東華理工大學(xué)為切入點(diǎn),提出洪水災(zāi)害為我國(guó)發(fā)生頻率較高,危害范圍比較廣的一種自然災(zāi)害,將對(duì)國(guó)家和社會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,洪水災(zāi)害一旦出現(xiàn),如何結(jié)合自己所掌握的GIS知識(shí),來(lái)精確評(píng)估洪水災(zāi)害所造成的損失。這時(shí),可以采取提問(wèn)、解答等多種形式的互動(dòng)方式,分析洪水災(zāi)害的各項(xiàng)特征指標(biāo),來(lái)提高學(xué)生進(jìn)行抽象思維和邏輯推理的理性思維能力。比如:洪水災(zāi)害發(fā)生的位置、洪水災(zāi)害影響的范圍、洪水淹沒(méi)的深度等自然特征指標(biāo),人口、淹沒(méi)土地利用類型、房屋等社會(huì)特征指標(biāo),財(cái)產(chǎn)損失率、面上綜合經(jīng)濟(jì)損失等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[5]。
3.2數(shù)據(jù)分析為了鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用GIS軟件的知識(shí)和方法進(jìn)行分析和解決問(wèn)題的能力,可以給定一個(gè)分析目標(biāo):要求估計(jì)出受災(zāi)地區(qū)住宅用地被洪水淹沒(méi)而造成的損失,讓學(xué)生結(jié)合目標(biāo),分析要獲取和準(zhǔn)備的數(shù)據(jù),同時(shí),可以根據(jù)分析目標(biāo)中“住宅用地”、“淹沒(méi)”和“損失”等關(guān)鍵字來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極思考,對(duì)“住宅用地”進(jìn)行分類需準(zhǔn)備土地利用現(xiàn)狀數(shù)字化地圖;計(jì)算“淹沒(méi)”的范圍要求掌握洪水水位的相對(duì)高程(設(shè)計(jì)為600m),即等高線圖形數(shù)據(jù);估算“損失”的大小則和居民的財(cái)產(chǎn)、地基穩(wěn)定性有關(guān)。并歸納出屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)。
3.3思路分析和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在對(duì)具體問(wèn)題和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后,便可讓學(xué)生設(shè)計(jì)出一個(gè)問(wèn)題解決思路:①考慮到洪水淹沒(méi)不能確定一個(gè)最高水位,故可以根據(jù)等高線數(shù)據(jù),按照等高距造區(qū),生成一個(gè)等高線區(qū)文件(見圖2),并給該文件添加一個(gè)“高程值”屬性字段,并編輯所對(duì)應(yīng)的高程值。②利用MAPGIS輸入編輯功能對(duì)土地利用現(xiàn)狀線文件進(jìn)行拓?fù)湓靺^(qū)(見圖3),然后再通過(guò)屬性管理系統(tǒng)來(lái)添加“土地利用類型”、“估計(jì)財(cái)產(chǎn)”、“地基類型”、“損失系數(shù)”、“地基財(cái)產(chǎn)”等屬性地段,并編輯所對(duì)應(yīng)的屬性(見表3)。③經(jīng)過(guò)對(duì)土地利用現(xiàn)狀和等高線數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后,將編輯好的等高線區(qū)文件和土地利用現(xiàn)狀區(qū)文件進(jìn)行疊加分析,再通過(guò)MAPGIS條件檢索功能求出水位在600m之內(nèi)被洪水淹沒(méi)的住宅用地,并根據(jù)住宅用地的估計(jì)財(cái)產(chǎn)及損失系數(shù)等屬性字段計(jì)算財(cái)產(chǎn)損失。
3.4損失分析在正式講解疊置分析功能模塊之前,先跟學(xué)生一起回顧下疊置分析的基本原理,以及執(zhí)行分析功能之后,圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)將會(huì)有何變化等問(wèn)題,等學(xué)生有了清楚的認(rèn)識(shí)后,再往下講解。利用空間分析子系統(tǒng)的【區(qū)與區(qū)合并分析】功能,完成土地利用現(xiàn)狀和等高線區(qū)文件的疊置分析,產(chǎn)生一個(gè)土地利用現(xiàn)狀和等高線疊合的區(qū)文件,且疊合每個(gè)圖斑中都有了“土地利用類型”、“估計(jì)財(cái)產(chǎn)”、“地基類型”、“損失系數(shù)”、“地基財(cái)產(chǎn)”和“高程值”等屬性(圖4)。為了求出高程在600m之內(nèi),且土地使用性質(zhì)為住宅的數(shù)據(jù),可以利用【條件檢索】功能,輸入分析條件“高程值≤600&&(土地利用性質(zhì)==多層房屋住宅土地利用性質(zhì)==底層房屋住宅)”,將獲得滿足該項(xiàng)要求的新的區(qū)文件,再利用【雙屬性四則運(yùn)算】屬性分析,得到“估計(jì)損失”和“被淹沒(méi)面積比例”等屬性數(shù)據(jù)項(xiàng),其中估計(jì)損失=面積×地均財(cái)產(chǎn)×損失系數(shù)。
3.5結(jié)論分析進(jìn)行空間分析的目的就是要提取和傳輸空間信息,能為相關(guān)決策部門提供依據(jù)。通過(guò)以上的分析,可以得出分析結(jié)論表,如表4所示,這時(shí),可以讓學(xué)生思考:如何讓分析結(jié)果更直觀,使人能一目了然地看出哪些地類損失較大,哪一類損失較小。對(duì)于分析結(jié)果,可按估計(jì)損失分成<10000、10000~50000、>50000三類,分別用三種不同圖例表示,畫出洪水淹沒(méi)損失分布圖。
4案例教學(xué)在GIS軟件應(yīng)用教學(xué)中的效果分析
考慮到學(xué)生剛開始接觸GIS軟件,故選用的軟件是中文版的MAPGIS,教材是吳信才的《MAPGIS地理信息系統(tǒng)》。在開始兩個(gè)學(xué)年,對(duì)軟件的講解方法很單一,很少結(jié)合案例來(lái)講解,主要是按照課本的章節(jié),針對(duì)軟件的某一項(xiàng)功能進(jìn)行學(xué)習(xí),通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),這種教學(xué)方式的效果很不明顯。2011年筆者對(duì)教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,以學(xué)校制定新的教學(xué)計(jì)劃為契機(jī),采取了以案例教學(xué)為中心的教學(xué)方法,并圍繞該方法開展以下幾點(diǎn)工作:①重新制定教學(xué)大綱,根據(jù)教學(xué)要求,對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了案例的選取和設(shè)計(jì)[6];②設(shè)置合理的教學(xué)計(jì)劃,在制定2011版教學(xué)計(jì)劃時(shí),將GIS原理課程和GIS軟件應(yīng)用課程設(shè)置在同一學(xué)期開設(shè),GIS原理課程在上半學(xué)期開課,GIS軟件應(yīng)用在下半學(xué)期開課,且地圖學(xué)和測(cè)量學(xué)兩門課程在前一學(xué)期開設(shè),為學(xué)生奠定更加扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。③嚴(yán)格案例應(yīng)用報(bào)告的書寫,并通過(guò)案例講解和測(cè)評(píng)答辯的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核,熄滅學(xué)生想僥幸過(guò)關(guān)的想法,加深對(duì)案例實(shí)際應(yīng)用及所學(xué)理論知識(shí)的掌握。④掌握MAP-GIS軟件的應(yīng)用后,再利用學(xué)期末的兩周GIS原理教學(xué)實(shí)習(xí),講解ARCGIS軟件的操作功能,要求學(xué)生利用ARCGIS軟件獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的各項(xiàng)案例,達(dá)到觸類旁通的教學(xué)效果。為了對(duì)案例教學(xué)法的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),筆者對(duì)近五年來(lái)學(xué)校GIS專業(yè)學(xué)生對(duì)主講GIS軟件應(yīng)用教師的網(wǎng)上評(píng)教結(jié)果及畢業(yè)后用人單位反饋的學(xué)生工作上手情況和全國(guó)GIS應(yīng)用水平考試通過(guò)率進(jìn)行了跟蹤調(diào)研,結(jié)果見圖6。通過(guò)調(diào)研結(jié)果可得出:前兩年各項(xiàng)調(diào)研指標(biāo)都很不樂(lè)觀,用人單位提供的學(xué)生工作后的上手情況甚至有了下滑的趨勢(shì),但到了2011年,各項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)了大幅度的上升,其后的兩年也有了穩(wěn)步的提高,在2013年第二屆全國(guó)大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽中,筆者指導(dǎo)的參賽學(xué)生獲得了一等獎(jiǎng)。這說(shuō)明案例教學(xué)法在GIS軟件教學(xué)中能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,有利于提高學(xué)生全面掌握GIS知識(shí)的能力。
2模擬教學(xué)軟件在應(yīng)用于市場(chǎng)營(yíng)銷課程中所存在的問(wèn)題
2.1模擬軟件教學(xué)與理論教學(xué)結(jié)合程度低
目前,許多院校開設(shè)經(jīng)管類情景模擬實(shí)訓(xùn)室,如會(huì)計(jì)模擬實(shí)訓(xùn)室、國(guó)際貿(mào)易模擬室和營(yíng)銷沙盤實(shí)驗(yàn)室等,這不僅需要占用大面積的土地用于建設(shè),也需要購(gòu)買大量的教學(xué)設(shè)施和軟件系統(tǒng),以確保實(shí)訓(xùn)室的正常使用和軟件硬件運(yùn)行。而一些院校無(wú)力或者不愿意承擔(dān)這些成本,從而使課程改革難以進(jìn)行。其次,目前的實(shí)驗(yàn),大多是預(yù)先給定內(nèi)容,固定的實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生只需要一步步來(lái)就能得到最終結(jié)果。學(xué)生做完以后,他們只是知其然而不知其所以然,一旦外部條件改變,則根本不能隨機(jī)應(yīng)變。此外,實(shí)驗(yàn)的作用也局限在了實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)和知識(shí)的綜合上,在溝通技巧、團(tuán)隊(duì)精神等方面嚴(yán)重不足,這樣是很難適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要[1]。
2.2師生對(duì)模擬教學(xué)軟件課程不適應(yīng)
市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),教師的實(shí)踐管理經(jīng)驗(yàn)的多少會(huì)直接影響到教學(xué)質(zhì)量。大部分教師缺乏企業(yè)的企業(yè)管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),都是直接從大學(xué)校門進(jìn)入到另外一個(gè)大學(xué)任教,關(guān)于營(yíng)銷的知識(shí)都是停留在理論上,和企業(yè)接觸缺乏主動(dòng)性,在教學(xué)過(guò)程中缺乏積極性,這樣導(dǎo)致老師傳授的營(yíng)銷理論是枯燥的,不能非常深刻和生動(dòng)的講解,從而不能引起學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣,在一定程度上限制了市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。
2.3軟件的管理和后期維護(hù)升級(jí)缺乏
由于經(jīng)費(fèi)短缺或者對(duì)模擬軟件認(rèn)識(shí)不足,許多學(xué)校,除了購(gòu)置一小部分,大部分來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)試用版、公司贈(zèng)送版、盜版等,導(dǎo)致教師與學(xué)生不斷調(diào)試系統(tǒng),重新進(jìn)入等,嚴(yán)重浪費(fèi)教學(xué)時(shí)間,結(jié)果模擬軟件對(duì)教師教學(xué)的輔助作用有限,導(dǎo)致師生失去使用模擬教學(xué)軟件的興趣和動(dòng)力[2]。另外實(shí)訓(xùn)室模擬教學(xué)軟件的平時(shí)管理和升級(jí)需要專業(yè)人員,而許多學(xué)校沒(méi)有這方面的人才,教師缺少計(jì)算機(jī)的高級(jí)實(shí)用知識(shí),一般的網(wǎng)絡(luò)管理人員又對(duì)市場(chǎng)營(yíng)銷缺少了解,學(xué)校只好委托任課教師注意清理。因此許多軟件升級(jí)困難、功能不全、穩(wěn)定性差等問(wèn)題長(zhǎng)期不能得到解決。
2.4模擬教學(xué)軟件仿真度低
真實(shí)的市場(chǎng)營(yíng)銷是全面的、系統(tǒng)的、復(fù)雜的,需要企業(yè)不同的部門、人員的銜接與配合,由于人為或非人為的因素,會(huì)出現(xiàn)各種各樣的沖突或矛盾,這就需要有效地管理與溝通。模擬軟件則全部按照事先設(shè)定的程序與路徑去運(yùn)行,不存在任何突況,沒(méi)有任何的可變因素,所有業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)與運(yùn)行全部都是理想化的最佳狀態(tài)。所以模擬軟件無(wú)法真實(shí)地模擬和反映市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變,因此和市場(chǎng)營(yíng)銷的真實(shí)應(yīng)用還有一段距離。
3模擬教學(xué)軟件應(yīng)用于市場(chǎng)營(yíng)銷課程中的建議
3.1完善模擬軟件教學(xué)課程
首先應(yīng)該明確培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力是軟件模擬教學(xué)的主旨。在教學(xué)中,更多的是讓學(xué)生自己去做決策,使學(xué)生自己在決策過(guò)程中體會(huì)、總結(jié)和感悟;軟件模擬決策的過(guò)程以小組形式進(jìn)行,首先需要對(duì)小組成員進(jìn)行分工,然后根據(jù)自己的任務(wù)分析出相關(guān)的環(huán)境因素。需要注意的是,在軟件模擬決策的過(guò)程中,各成員應(yīng)該最大程度的發(fā)揮集體的作用,通過(guò)整合大家的思維,集思廣益,而不是各成員之間自顧自的進(jìn)行決策。其次,對(duì)于軟件模擬教學(xué)來(lái)說(shuō),教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生是否得到真實(shí)、客觀、公正的評(píng)價(jià)有著直接的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),由于軟件模擬系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算出各小組的成績(jī),教師就想當(dāng)然的認(rèn)為這樣一定是公平的,但是該系統(tǒng)計(jì)算的并不是學(xué)生的最終成績(jī),學(xué)生的最終成績(jī)應(yīng)該在此基礎(chǔ)上加上學(xué)生的過(guò)程表現(xiàn),如學(xué)生提供的小組分析報(bào)告和成績(jī)等。
3.2師生課堂角色的重新定位
在軟件模擬教學(xué)中,教師要讓學(xué)生自己去探索和發(fā)現(xiàn)。市場(chǎng)營(yíng)銷課程教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)校的人才培養(yǎng)與社會(huì)需求,崗位需求直接對(duì)接,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、具有操作能力的技術(shù)和使用人才,具有一定理論基礎(chǔ),具有持續(xù)學(xué)習(xí)能力的復(fù)合型人才。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),高校應(yīng)該創(chuàng)新教學(xué)模式,實(shí)施教學(xué)理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合模式。這樣的安排從形式上體現(xiàn)了市場(chǎng)營(yíng)銷課程的實(shí)踐性特點(diǎn),促使教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,以學(xué)生為主體,通過(guò)實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,同時(shí)提高學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力。
3.3建立軟件管理及后期維護(hù)升級(jí)制度
管理模擬軟件的使用和教學(xué)實(shí)訓(xùn)對(duì)教師的要求較高,教師既精通各個(gè)流程的管理,又精通計(jì)算機(jī)操作和數(shù)據(jù)庫(kù)操作,最好也有在企業(yè)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。要想促進(jìn)高校經(jīng)濟(jì)管理電子模擬的發(fā)展,高校應(yīng)該努力創(chuàng)造一個(gè)重視模擬軟件教學(xué)的氛圍,這其中最關(guān)鍵的因素是教師參與的積極性。雖然創(chuàng)新探索模擬軟件的過(guò)程是艱難的,但是尊重教師的勞動(dòng)是基本原則,高校應(yīng)該從各個(gè)角度出發(fā)制定相應(yīng)的制度和辦法,使相關(guān)教師能夠得到應(yīng)有的報(bào)酬和榮譽(yù)。此外,教師還要經(jīng)常聯(lián)系軟件公司,面對(duì)在軟件的使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題,比如軟件升級(jí),部分模塊不能操作,不能進(jìn)入系統(tǒng)等,需要技術(shù)人員給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。
3.4模擬教學(xué)軟件選購(gòu)及校企聯(lián)合開發(fā)
目前各大學(xué)選擇獲取軟件的方式有:由軟件供應(yīng)商提供、自主研發(fā)、聯(lián)合研究和開發(fā)。對(duì)于多數(shù)院校來(lái)說(shuō),如果考慮花費(fèi)精力和時(shí)間的多少的話,那么第一個(gè)應(yīng)該是更有效的,無(wú)論是產(chǎn)品的質(zhì)量還是售后服務(wù)都有一定的保證,同時(shí)也能滿足教學(xué)的需求。而校企聯(lián)合開發(fā)模擬軟件,是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的最佳途徑和模式。由于經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)的模擬實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí),是由相關(guān)專業(yè)的模擬教學(xué)軟件在計(jì)算機(jī)上完成的。管理軟件開發(fā)公司希望將其最成熟的、最新版本的管理軟件通過(guò)課堂引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中,為其商品化軟件起到了宣傳廣告的作用。另一方面又為公司本身和他的客戶群培養(yǎng)了開發(fā)維護(hù)和操作應(yīng)用的人才,同時(shí)又為經(jīng)濟(jì)管理類院校解決了昂貴的教學(xué)軟件的問(wèn)題,拓寬了畢業(yè)生的就業(yè)渠道,可謂一舉多得[4]。
2軟件工程課程的教材選取
軟件工程學(xué)科最早從國(guó)外引入,以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家將軟件工程教育與軟件產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合,出版了一批優(yōu)秀的有影響力的經(jīng)典教材,國(guó)際著名軟件工程權(quán)威Roger.S.Pressman所著SoftwareEngineering:APractitioner’sApproach被世界上很多著名高校選為軟件工程課程的教學(xué)用書[8],該書內(nèi)容豐富,全面、系統(tǒng)地展示了軟件工程的最新技術(shù)和發(fā)展,“在國(guó)際軟件工程界占有無(wú)可置疑的權(quán)威地位”[6],國(guó)內(nèi)很多985高校都將該書作為教材,我國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社、清華大學(xué)出版社等紛紛購(gòu)買該書的版權(quán),目前,該書已經(jīng)出版第7版,在國(guó)內(nèi)可見到不同出版社的十幾個(gè)版本,說(shuō)明該書被業(yè)界的認(rèn)可度高。我們?cè)陔p語(yǔ)教學(xué)軟件工程課程時(shí)也一直使用Roger.S.Pressman的教材。該書內(nèi)容豐富,價(jià)位相對(duì)較高,教學(xué)中只能用其中的一部分。雙語(yǔ)教學(xué)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)本來(lái)難度就大,所以導(dǎo)致絕大多數(shù)學(xué)生不買書也不看書,影響了教學(xué)效果。為此,在學(xué)校的支持下,筆者編寫了規(guī)劃教材《軟件工程》,并在清華大學(xué)出版社出版,作為學(xué)生的中文教學(xué)參考用書,教學(xué)中的課堂教學(xué)內(nèi)容則仍然全部為英文。這樣,學(xué)生們既領(lǐng)略了國(guó)際大師的精髓思想和內(nèi)容,同時(shí)也降低了接受難度,課下可以通過(guò)閱讀中文教材,進(jìn)一步體會(huì)英文內(nèi)容或不理解的內(nèi)容。
3軟件工程課程的教學(xué)實(shí)踐
3.1課前認(rèn)真準(zhǔn)備
為了提高學(xué)習(xí)效果,我們?cè)诘谝淮握n將全部英文PPT拷貝給學(xué)生,使他們對(duì)內(nèi)容、進(jìn)度、難點(diǎn)有所了解,便于預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),教學(xué)進(jìn)行中再不斷細(xì)化和充實(shí)。即使對(duì)非常熟悉的內(nèi)容,在每次上課之前筆者都要認(rèn)真準(zhǔn)備,反復(fù)思考,對(duì)這一次課的主要內(nèi)容進(jìn)行歸納,找出重點(diǎn)和難點(diǎn),確定時(shí)間分配,確定上課時(shí)的幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)間,筆者一般把上課內(nèi)容分為2部分,每部分都在一節(jié)課(50分鐘)內(nèi)完成。另外,確定幾個(gè)時(shí)間點(diǎn),對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)多花時(shí)間,對(duì)于便于接受的內(nèi)容或者看書能容易看懂的內(nèi)容,則盡量少花時(shí)間。對(duì)于一些非常重要的理念性知識(shí),教師直接給出大師的原話,讓學(xué)生們?nèi)ジ惺茉兜拇髱熕枷?,如在講授第6章“軟件測(cè)試”內(nèi)容時(shí),直接給出國(guó)際軟件大師Myers提出的3條“Softwaretestingobjectives”,以及10條“Softwaretestingprinciples”[9],讓學(xué)生們感受理念性的基本思想,以及科技英語(yǔ)的基本表述。為了豐富教學(xué)內(nèi)容,每一部分教師都介紹一些著名的參考文獻(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)一步探索和學(xué)習(xí)。
3.2努力增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性
學(xué)生普遍對(duì)軟件工程課程興趣不大[10],為了調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性,講課不能太深?yuàn)W。一旦學(xué)生聽不懂了,就更沒(méi)有興趣了。為提高他們的學(xué)習(xí)興趣,我們根據(jù)內(nèi)容的難易程度安排講課節(jié)奏,并增加互動(dòng)環(huán)節(jié),吸引學(xué)生的注意力,使他們?cè)谧⒁饬D(zhuǎn)移的時(shí)候?qū)⑴d趣重新回到課程上來(lái)。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)效果,要考慮如何讓他們接受課程內(nèi)容。有些知識(shí)本身就很枯燥,如何讓這些枯燥的東西變得有趣,需要對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行“加工”和“包裝”。為此,教師在幻燈片制作上下功夫,盡量使PPT漂亮、精美、有動(dòng)畫,接近學(xué)生,文字中必須有插圖,同時(shí)增加一些有趣的內(nèi)容,活躍課堂氣氛。針對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)趣味性差,課程本身內(nèi)容枯燥的特點(diǎn),盡量增加趣味性,如在講軟件體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候,要求好的軟件結(jié)構(gòu)盡量成為mosque形式,避免pancaked結(jié)構(gòu)。為了使大家印象深刻,筆者舉了一個(gè)腦筋急轉(zhuǎn)彎的例子,“一個(gè)體重40磅的女生能否用重1磅的錘子砸爛一塊重1噸的石頭”,幾乎所有同學(xué)都認(rèn)為不可能,因?yàn)榕捏w重太輕,力氣不夠,錘子的質(zhì)量也太小??墒钱?dāng)筆者給出答案,這塊石頭形狀為扁平的時(shí)候,同學(xué)們一致認(rèn)為這個(gè)女生不費(fèi)吹灰之力就會(huì)把石頭砸碎,同時(shí)一下子就聯(lián)想到了軟件結(jié)構(gòu),pancaked結(jié)構(gòu)沒(méi)有力量,就像一塊扁平石頭一樣沒(méi)有力度,很容易被打碎,這樣的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免。
3.3努力使教學(xué)內(nèi)容既有質(zhì)又有量
除了提高自身的教學(xué)水平和知識(shí)能力以外,每堂課都要內(nèi)容充實(shí)、豐富,不走過(guò)場(chǎng),不讓學(xué)生感覺(jué)這次課來(lái)不來(lái)都可。每次課要力爭(zhēng)達(dá)到的效果是,如果學(xué)生不來(lái),通過(guò)課下自學(xué)要比來(lái)上課花更多的時(shí)間和精力,并且很難達(dá)到上課的效果,這樣才能使學(xué)生感到聽課有價(jià)值。為此,教師一方面增加信息量,讓大家感覺(jué)每次課都有收獲,不上課就會(huì)有損失,課上增加很多課本之外的內(nèi)容。對(duì)于每項(xiàng)技術(shù)、方法都講它的起源、來(lái)龍去脈,為了讓同學(xué)們聽著有趣,筆者每次都要收集很多相關(guān)資料,介紹一些人物、故事、技術(shù)的起源。另一方面,為了增加信息量,每次都有效、合理地使用多媒體,讓多媒體成為必不可少的重要工具。實(shí)踐表明,使用多媒體可以使教學(xué)內(nèi)容的信息量增加近一倍,但不能成為黑板的替代品,每一頁(yè)P(yáng)PT的信息量也不宜太多,否則會(huì)影響效果,特別是文字性的PPT不能一閃而過(guò)。在多媒體的使用上要重視動(dòng)畫、圖片和趣味性。在講授的過(guò)程中,要讓每一頁(yè)P(yáng)PT停留的時(shí)間能讓多數(shù)學(xué)生完整地閱讀完,否則起不到好的效果。為了使PPT美觀有吸引力,筆者增加了很多相關(guān)動(dòng)畫、剪貼畫,自己還拍攝了以校園風(fēng)光為主的很多標(biāo)志性的背景照片,讓PPT接地氣,不但使PPT增加了可理解性,也更貼近了同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活。
3.4正確處理學(xué)風(fēng)建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題
針對(duì)目前高校高年級(jí)中普遍存在的必修課選逃,選修課必逃的現(xiàn)象,筆者也采取了一些應(yīng)對(duì)措施,全方位提高出勤率。單純點(diǎn)名不能起到應(yīng)有的效果,人來(lái)了心不來(lái)等于沒(méi)來(lái)。筆者采取的措施一是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)內(nèi)容的故事性、趣味性,講授時(shí)增加書本上沒(méi)有的內(nèi)容,讓學(xué)生感覺(jué)上課值得,不來(lái)有損失,自己課下難以補(bǔ)上。二是表?yè)P(yáng)先進(jìn)、促進(jìn)學(xué)習(xí),對(duì)于作業(yè)完成情況好的學(xué)生給予表?yè)P(yáng),增強(qiáng)好學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,帶動(dòng)其他人趕超先進(jìn)。對(duì)于抄作業(yè)的現(xiàn)象,這本來(lái)也是教學(xué)中屢禁不止的現(xiàn)象,不可能杜絕,關(guān)鍵是如何處理、如何面對(duì)。第一次發(fā)現(xiàn)有完全雷同作業(yè)時(shí),在課堂上只說(shuō)現(xiàn)象、不說(shuō)具體是哪個(gè)學(xué)生,他感到不妥時(shí)就會(huì)收斂。此外,在批閱作業(yè)時(shí),對(duì)抄作業(yè)和被抄作業(yè)的學(xué)生,除認(rèn)真給他們批閱作業(yè)以外,最后在雙方的作業(yè)本上均寫一句醒目的大字“你的作業(yè)與某某某的完全一樣”。有時(shí)三本、四本甚至五本作業(yè)都雷同,筆者并不追查誰(shuí)是原始作者,誰(shuí)是抄襲者,而是在幾個(gè)同學(xué)的雷同作業(yè)上都醒目地用紅筆寫上“你的作業(yè)與某某某、某某某、某某某的完全一樣”,兩次以后就再也沒(méi)有抄作業(yè)的現(xiàn)象了。雖然作業(yè)數(shù)量明顯減少了,但交上來(lái)的作業(yè)確實(shí)都是原創(chuàng),原創(chuàng)的人為了自己的作業(yè)“清白”,不讓別人抄襲,抄襲的人也不好意思再去抄了,有效地杜絕了抄襲現(xiàn)象。三是重視過(guò)程考核,增加期中考試,對(duì)期中考試成績(jī)落后的學(xué)生提前敲警鐘,不是等到期末“秋后算賬”,可最大限度降低不及格率。對(duì)于學(xué)習(xí)自覺(jué)性高,期中考試不理想的學(xué)生,則能起到鞭策的作用,使其奮起直追。期中考試成績(jī)好的同學(xué),在享受喜悅的同時(shí)會(huì)更加積極,以保持領(lǐng)先,并在期末取得更好的成績(jī)。實(shí)踐表明,每次期中考試后,出勤率都會(huì)顯著提高,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也會(huì)提高,學(xué)習(xí)風(fēng)氣也會(huì)改進(jìn)。
2針對(duì)本專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索
西安交通大學(xué)軟件學(xué)院結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),提出緊耦合層進(jìn)式的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出了一些有益的嘗試和探索。
2.1構(gòu)建新的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,開展層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
軟件工程專業(yè)和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)以培養(yǎng)計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)的研發(fā)人員的培養(yǎng)目標(biāo)有所不同,所以在硬件課程以及硬件實(shí)驗(yàn)課程體系上,兩個(gè)專業(yè)的定位應(yīng)有所區(qū)別。西安交大軟件學(xué)院根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,本著硬件為軟件所用的宗旨,開設(shè)的硬件課程有數(shù)字邏輯與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、匯編與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)與軟件開發(fā)等。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)改革實(shí)踐,我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能完全依附于課堂教學(xué),而應(yīng)該在緊密聯(lián)系課堂教學(xué)的前提下,有目的地開設(shè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課,才能更好地配合理論課教學(xué),充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)踐過(guò)程中,我們恪守“掌握基礎(chǔ)是重點(diǎn)、研究創(chuàng)新是升華”理念。首先必須保證絕大多數(shù)人能接受基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練,不盲目跟風(fēng)式開展開放性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明初始階段就進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)往往會(huì)讓學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的學(xué)生不知從何下手,失去了研究實(shí)驗(yàn)的興趣,從而背離了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷。我們的思路是穩(wěn)扎穩(wěn)打,逐步推進(jìn)。我們勾畫了以數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以嵌入式及SOPC(SystemonaProgrammableChip,可編程片上系統(tǒng))實(shí)驗(yàn)為終結(jié),包含時(shí)序組合邏輯實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)部件實(shí)驗(yàn)以及整機(jī)實(shí)驗(yàn)為一體的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程群。要求本科生從大學(xué)二年級(jí)到四年級(jí)硬件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不斷線、銜接連貫,并按學(xué)生興趣和能力有層次的提高;強(qiáng)調(diào)各門課程相互聯(lián)系緊密結(jié)合,分層次培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立組織硬件實(shí)驗(yàn)的能力、軟硬件綜合調(diào)試能力和綜合設(shè)計(jì)能力[4]。在此基礎(chǔ)上,我們提出了一種緊耦合層進(jìn)式的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,如圖1所示。在這種緊耦合層進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系下,根據(jù)教學(xué)的不同要求,將實(shí)驗(yàn)劃分為3個(gè)不同層次,即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。其中,基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要指相關(guān)硬件課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn),通常為8~16學(xué)時(shí)的必修性實(shí)驗(yàn)課,通過(guò)這類實(shí)驗(yàn)使學(xué)生初步掌握本門課程中基本實(shí)驗(yàn)技能以及基本模塊的實(shí)現(xiàn)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要是面向所有本科生開設(shè)的選修性實(shí)驗(yàn),一般為32學(xué)時(shí),通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生整合各個(gè)基本模塊,進(jìn)而能設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單功能的電路或系統(tǒng)。按照學(xué)院學(xué)分設(shè)置及學(xué)分要求,基本上每個(gè)學(xué)生都會(huì)選擇2~3門硬件實(shí)驗(yàn)課程,這樣學(xué)生都能對(duì)硬件底層具有一定的了解,對(duì)于普通的高級(jí)軟件應(yīng)用開發(fā)基本夠用。最高層次的研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),我們安排為開放性實(shí)驗(yàn),針對(duì)少數(shù)有余力且感興趣的學(xué)生,要求其能夠獨(dú)立地設(shè)計(jì)一些較為復(fù)雜且具有應(yīng)用背景的課題,旨在對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展并培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力,這類課程要求必須選修過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生,方能進(jìn)行選修。
2.2緊密聯(lián)系理論課教學(xué),采用以EDA技術(shù)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境
本專業(yè)的硬件理論課教學(xué)的宗旨是著重從系統(tǒng)角度來(lái)理解計(jì)算機(jī)的運(yùn)作,著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)的分析及應(yīng)用能力,作為統(tǒng)一的教學(xué)體系,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)圍繞這一主導(dǎo)思想。我們?cè)趯?shí)施硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),更關(guān)注硬件部件是如何完成其設(shè)定功能,部件之間如何進(jìn)行相互配合、協(xié)調(diào)運(yùn)作,而弱化硬件內(nèi)部具體物理實(shí)現(xiàn)。我們采用了EDA為主的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,利用QUARTUS等功能強(qiáng)大的EDA開發(fā)工具、Verilog或VHDL硬件編程語(yǔ)言,配合相應(yīng)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)功能設(shè)計(jì)、仿真及驗(yàn)證,使學(xué)生基本不用關(guān)注硬件的具體實(shí)現(xiàn),進(jìn)一步簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)、測(cè)試等過(guò)程。其中數(shù)字邏輯與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)、SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)課程均利用QUARTUS工具進(jìn)行開發(fā),基于杭州康芯電子有限公司的KX_DG3B數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)和GW48系列FPGA開發(fā)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)環(huán)境上具有順承性,只要在硬件實(shí)驗(yàn)起始課程中進(jìn)行一次講解,學(xué)生就能輕車熟路地使用。這樣就避免每個(gè)老師都在EDA軟件的講解上耗費(fèi)大量時(shí)間,其他課程老師則主要把精力放在本門課相關(guān)電路及部件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上,節(jié)約了寶貴的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解的時(shí)間。EDA教學(xué)環(huán)境及FPGA平臺(tái)的使用,一方面可以提供的是虛擬器件和儀器,且開發(fā)平臺(tái)可反復(fù)編程,所需硬件連接較少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備不易損壞,使學(xué)生可以放開手腳大膽地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另一方面,學(xué)生在課堂上完不成的實(shí)驗(yàn),可以在自己的計(jì)算機(jī)上裝載相應(yīng)開發(fā)工具,利用課余時(shí)間繼續(xù)完成后跟隨下組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行硬件驗(yàn)證即可,實(shí)驗(yàn)安排上就可以比較靈活。因此,利用EDA技術(shù),學(xué)生很方便地開展綜合性、設(shè)計(jì)性、自主性的實(shí)驗(yàn),進(jìn)而可完成大型硬件的原型設(shè)計(jì),或進(jìn)行創(chuàng)新性課題的研究,這將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,提高學(xué)生硬件設(shè)計(jì)能力,從而改變目前學(xué)生硬件動(dòng)手能力差的情況[5]。
2.3強(qiáng)調(diào)各課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的耦合銜接與貫通,注重軟硬件之間的協(xié)同
構(gòu)建緊耦合層進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,離不開各個(gè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)和貫通。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程作為一個(gè)系統(tǒng),其組成部分是每門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在選取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí),為避免實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的孤立,既注重課程間知識(shí)的交叉滲透,又盡量體現(xiàn)知識(shí)體系的整體性和邏輯性。以“數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題實(shí)驗(yàn)”開放實(shí)驗(yàn)為例,很多學(xué)生選擇用硬連線方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本模型機(jī),而同時(shí)在“計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)專題實(shí)驗(yàn)”中則要求學(xué)生基于微程序的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)同樣功能的模型機(jī),通過(guò)這兩者的實(shí)現(xiàn)比較,學(xué)生能直觀地映證出理論課上所講述的兩種方法實(shí)現(xiàn)CU時(shí)各自優(yōu)缺點(diǎn),透徹理解并牢固掌握該知識(shí)點(diǎn)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程的主要任務(wù)是驗(yàn)證計(jì)算機(jī)的工作原理,以配合對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件理論課程,忽略了各實(shí)驗(yàn)課程間的融合性,而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬化或交融[6]。單純的軟件實(shí)驗(yàn)和硬件實(shí)驗(yàn)都不利于學(xué)生軟硬件綜合素質(zhì)的培養(yǎng),傳統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)相分離的設(shè)計(jì)方法已成為阻礙設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、大規(guī)模系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。在“嵌入式系統(tǒng)與軟件開發(fā)專題實(shí)驗(yàn)”以及“SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題實(shí)驗(yàn)”中,我們要求學(xué)生完成一個(gè)總的計(jì)算機(jī)軟硬件綜合設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。以接近于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,完成高質(zhì)量綜合設(shè)計(jì)為訓(xùn)練手段,使學(xué)生建立系統(tǒng)的概念與工程的概念。這樣一方面可以使學(xué)生從根本上了解計(jì)算機(jī)的整個(gè)硬件系統(tǒng)、軟件控制之間的協(xié)調(diào)機(jī)制,徹底打通軟件實(shí)驗(yàn)與硬件實(shí)驗(yàn)之間的壁壘,另一方面,這樣既有硬件也有軟件的題目也更能激發(fā)起軟件專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮其編程方面的特長(zhǎng),提高學(xué)生的主動(dòng)性及創(chuàng)新熱情。
2.4建立靈活的考核機(jī)制,滿足不同實(shí)驗(yàn)類型的要求
對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的考核,我們采用針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)類型實(shí)行不同考核機(jī)制的方法。對(duì)于課內(nèi)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),考核時(shí)堅(jiān)持沿用傳統(tǒng)的課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的方式,現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)采用單人單機(jī)現(xiàn)場(chǎng)演示,老師提問(wèn)學(xué)生作答的方式,由老師根據(jù)學(xué)生考勤及現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)給定分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)則細(xì)化對(duì)問(wèn)題的分析能力以及文檔寫作能力等方面的要求給定。最終成績(jī)由這兩項(xiàng)按權(quán)值給定。對(duì)于綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往由多個(gè)子實(shí)驗(yàn)來(lái)組成,而且通常采用兩三個(gè)學(xué)生分組進(jìn)行的形式,所以考核時(shí)應(yīng)更為細(xì)致,也要由課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分綜合給出,但較之基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不同。首先,課堂表現(xiàn)由老師評(píng)分以及小組成員互評(píng)兩項(xiàng)組成,要求在每次實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)教師都認(rèn)真地記錄學(xué)生的考勤及實(shí)驗(yàn)表現(xiàn),這里的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)主要考查遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則、設(shè)計(jì)能力,分析、解決問(wèn)題能力以及對(duì)理論設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)能力等幾個(gè)方面。其次在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,還要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)報(bào)告依據(jù)學(xué)生的總結(jié)能力、分析能力和寫作能力給出。創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)一般也采用分組的形式,但最終成績(jī)是由實(shí)驗(yàn)開發(fā)中幾個(gè)部分的考核成績(jī)綜合給出。選題準(zhǔn)備階段的成績(jī)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生提交系統(tǒng)選題報(bào)告,按照系統(tǒng)規(guī)模、難易程度、創(chuàng)新性及個(gè)人分工給出。設(shè)計(jì)階段的成績(jī)由學(xué)生提交系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)答辯兩部分給出。答辯類似于工程中的評(píng)審,需要通過(guò)學(xué)生講解、演示,回答在場(chǎng)所有學(xué)生及教師的質(zhì)疑,一方面對(duì)項(xiàng)目可行性進(jìn)行充分的推敲,另一方面使各組成員充分了解其他小組的思路及設(shè)計(jì)方法,對(duì)自己項(xiàng)目實(shí)施起到學(xué)習(xí)借鑒作用。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)試階段成績(jī)由學(xué)生提交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試報(bào)告給出。最后驗(yàn)收階段由現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告兩部分組成。上述多樣化的考核標(biāo)準(zhǔn)滿足了層進(jìn)式課程體系中不同層次的考核要求,更加客觀地反映了學(xué)生的實(shí)踐能力和知識(shí)運(yùn)用水平,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量,達(dá)到了實(shí)踐創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)。
(1)知識(shí)點(diǎn)細(xì)小、量大、繁雜,抽象、不易理解,需靈活、綜合運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)才能解決實(shí)際問(wèn)題。
(2)側(cè)重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),輔助說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)、方法和技術(shù)的運(yùn)用。
(3)課外學(xué)時(shí)比重較高,需要學(xué)生課后自覺(jué)加強(qiáng)系統(tǒng)開發(fā)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。
(4)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)要求較高,特別是動(dòng)手實(shí)踐能力。從易于學(xué)生理解、掌握的角度出發(fā),為了培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和應(yīng)用創(chuàng)新能力,筆者在分析軟件工程專業(yè)課程的特點(diǎn)和傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,探討并提出基于案例的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)踐框架。
2傳統(tǒng)教學(xué)模式分析
軟件工程專業(yè)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式主要包含兩部分:課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課堂教學(xué)“老師講、學(xué)生聽”,實(shí)驗(yàn)教學(xué)“學(xué)生練、老師指導(dǎo)”,學(xué)時(shí)分配以課堂教學(xué)為主,實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔,通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加深和鞏固課堂講授的知識(shí)點(diǎn)。在近幾年的教學(xué)過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在以下問(wèn)題。
(1)課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容相對(duì)枯燥,課堂教學(xué)講授過(guò)程不易集中注意力,學(xué)生經(jīng)常處于人在心不在的狀態(tài),不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和熱情。
(2)課堂教學(xué)以知識(shí)點(diǎn)為中心,先逐一講授各章節(jié)知識(shí)點(diǎn),然后通過(guò)簡(jiǎn)單的案例進(jìn)行應(yīng)用示范說(shuō)明。這種正向教學(xué)模式雖然具有一定的知識(shí)連貫性,但從企業(yè)對(duì)軟件人才的需求角度來(lái)看,學(xué)生解決綜合問(wèn)題的能力不易得到鍛煉,因此大部分學(xué)生期末考試基礎(chǔ)題容易得分,但分析、設(shè)計(jì)、綜合題等卻不一定能抓住問(wèn)題關(guān)鍵。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,一位指導(dǎo)老師通常要應(yīng)對(duì)一個(gè)班或者幾個(gè)班學(xué)生的提問(wèn),這種一對(duì)多、串行處理的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模式導(dǎo)致部分學(xué)生等待答疑的時(shí)間偏長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)課時(shí)利用率不高,教學(xué)效果大打折扣。
(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)雖然可以幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn),提高解決問(wèn)題的能力,但學(xué)時(shí)較短,不會(huì)超過(guò)總學(xué)時(shí)的25%,因此實(shí)驗(yàn)課題的難度一般中等偏下,選題比較陳舊,以引導(dǎo)啟發(fā)為主,與軟件企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目課題的規(guī)模相距甚遠(yuǎn)。此外,學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力參差不齊,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中敢于問(wèn)問(wèn)題的基本都是積極、主動(dòng)、對(duì)課程感興趣的學(xué)生,而很多同學(xué)遇到問(wèn)題幾乎不咨詢指導(dǎo)老師,甚至出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲的情況。
(5)課程綜合考評(píng)以期末考試成績(jī)?yōu)橹?,附加?shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)成績(jī),這種考核方式不利于體現(xiàn)學(xué)生開發(fā)能力的水平以及解決問(wèn)題的綜合能力,學(xué)生必然在學(xué)習(xí)過(guò)程中忽視軟件開發(fā)能力的鍛煉和主動(dòng)思維習(xí)慣的培養(yǎng)。針對(duì)以上問(wèn)題,為了提高教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力,幫助學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題,需要我們轉(zhuǎn)變教學(xué)思路和教學(xué)模式,在積累的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上探討并提出基于案例的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)踐框架。
3基于案例的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)踐框架
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式是將知識(shí)點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)例分開講授,零散地講解知識(shí)點(diǎn),然后通過(guò)實(shí)例說(shuō)明如何應(yīng)用。這樣可能會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題:講授新知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候?qū)W生不知道有何用處,理解不透徹,似懂非懂;實(shí)例講解的時(shí)候忘了已學(xué)習(xí)的新知識(shí)點(diǎn),總在給出答案時(shí)才恍然大悟?;诎咐膯l(fā)式教學(xué)實(shí)踐框架借鑒并融合了NIIT教學(xué)體系中基于榜樣的學(xué)習(xí)方法MCL(Amodelcenteredlearningarchitecture)、信息搜索和分析技能ISA(Sinformationsearchandanalysisskills)、PROJECT項(xiàng)目開發(fā)的教學(xué)思路。MCLA是印度NIIT教學(xué)模式的基礎(chǔ)和核心,以應(yīng)用為導(dǎo)向,任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生基本技能和動(dòng)手能力。該模式由多個(gè)教學(xué)循環(huán)組成,從業(yè)界的實(shí)際問(wèn)題入手,采用規(guī)范的分析、計(jì)劃、實(shí)施和驗(yàn)證步驟來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生參照此方法和步驟來(lái)解決另一個(gè)新的實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。ISAS課程核心是提高信息檢索與分析能力、文檔處理能力、演講能力等,以小組的形式共同完成一項(xiàng)課題,組織、分工、信息檢索、材料整理、文檔撰寫、成果展示等全過(guò)程都由學(xué)生自己完成,鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、網(wǎng)絡(luò)信息檢索和分析能力、文檔和演示技能、交流和演講能力等。PROJECT強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力和編程能力,模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,通過(guò)項(xiàng)目開發(fā)來(lái)提高知識(shí)理解與應(yīng)用的能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該課程授課對(duì)象是大一下學(xué)期學(xué)生,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的使用并不陌生,比如網(wǎng)上選課會(huì)使用學(xué)校的教務(wù)管理系統(tǒng),圖書續(xù)借需要使用圖書館管理系統(tǒng)等,但學(xué)生對(duì)后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)與編程開發(fā)卻比較陌生。因此,從學(xué)生易于理解的角度考慮,教師選擇學(xué)生親身體驗(yàn)過(guò)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)為授課案例來(lái)展開課程教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程會(huì)按部就班地介紹數(shù)據(jù)庫(kù)定義、分類、關(guān)系類型數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)管理等概念,內(nèi)容枯燥,不易理解,也無(wú)法激發(fā)學(xué)生的興趣,而該教學(xué)框架首先以問(wèn)的形式吸引學(xué)生的注意力,啟發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生從“被動(dòng)聽”的狀態(tài)轉(zhuǎn)為“主動(dòng)思考”的狀態(tài)。教師應(yīng)從圖書館管理系統(tǒng)應(yīng)用案例出發(fā),站在學(xué)生的角度提出問(wèn)題,或者讓學(xué)生主動(dòng)提出疑問(wèn),如需要管理哪些數(shù)據(jù)?數(shù)據(jù)在軟件系統(tǒng)中如何組織?以什么結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?如何插入刪除數(shù)據(jù)?如何查詢數(shù)據(jù)?面對(duì)龐大數(shù)據(jù)量如何提高查詢數(shù)據(jù)的效率?問(wèn)題的設(shè)定需要精心準(zhǔn)備,不僅要有針對(duì)性,并且能與各章節(jié)重要知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián),這樣才能在問(wèn)題的解答過(guò)程中引入知識(shí)點(diǎn)的介紹。針對(duì)上述“面對(duì)龐大數(shù)據(jù)量如何提高查詢數(shù)據(jù)的效率”這個(gè)問(wèn)題,教師借鑒新華字典查找漢字的過(guò)程,引入“索引”這個(gè)概念,什么是索引,索引有哪些分類,如何創(chuàng)建索引,利用索引查詢數(shù)據(jù)的過(guò)程等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)也就順其自然地引出來(lái)了。傳統(tǒng)教學(xué)方式中,授課教師會(huì)將這些相關(guān)知識(shí)點(diǎn)逐一講解,學(xué)生被動(dòng)接受,但實(shí)踐證明這個(gè)過(guò)程并非雙贏,一方面學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得不到鍛煉,另一方面授課教師也不能全面掌握學(xué)生的聽課效果。因此,在該框架中借鑒ISAS課程思路,將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)以任務(wù)的形式布置給學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí),學(xué)生可以收集教材、參考書、網(wǎng)絡(luò)等各類學(xué)習(xí)資源,獨(dú)立完成任務(wù)學(xué)習(xí)報(bào)告,并將主要內(nèi)容以PPT形式在講臺(tái)上進(jìn)行闡述,與老師同學(xué)分享學(xué)習(xí)的成果和收獲,從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),帶著問(wèn)題和任務(wù)尋找答案,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在充分了解學(xué)生相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況后,結(jié)合課程內(nèi)容或者擴(kuò)展知識(shí)的需要,授課教師可以有針對(duì)性和選擇性地補(bǔ)充講解、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)、代碼解釋、實(shí)例演示等。例如,針對(duì)“面對(duì)龐大數(shù)據(jù)量如何提高查詢數(shù)據(jù)的效率”這個(gè)問(wèn)題,使用SQLServer軟件,對(duì)比索引建立前和建立后兩種情況數(shù)據(jù)查詢所耗時(shí)間的變化。通過(guò)實(shí)例演示給學(xué)生留下感官體驗(yàn)的深刻印象,同時(shí)也加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。階段學(xué)習(xí)和講解結(jié)束后,學(xué)生分組進(jìn)行項(xiàng)目演練,學(xué)生之間分工合作,互幫互助,針對(duì)項(xiàng)目需求共同完成軟件作品,如構(gòu)建倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、客戶信息管理系統(tǒng)等。教師可以以多樣化的形式展現(xiàn)各小組開發(fā)成果,如課堂現(xiàn)場(chǎng)展示、手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展示等,讓老師和同學(xué)都參與評(píng)價(jià),獲得較全面的用戶意見;通過(guò)實(shí)踐開發(fā)環(huán)節(jié),加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用,鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和交流演講能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。綜合上述5個(gè)環(huán)節(jié),教師改變傳統(tǒng)期末考試的片面評(píng)價(jià)方式,采用多形式、多角度的復(fù)合評(píng)價(jià)模式綜合評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,包括學(xué)生自我評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)等,通過(guò)任務(wù)學(xué)習(xí)報(bào)告、軟件開發(fā)作品、期末考試成績(jī)等多種方式從多個(gè)角度評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力,包括自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、知識(shí)掌握水平等。采用人性化的復(fù)合評(píng)價(jià)方法的目的是為了鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì),同時(shí)也能反映教學(xué)效果,使授課教師能進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)模式。
2、簡(jiǎn)介中職計(jì)算機(jī)教育中的軟件應(yīng)用教學(xué)
計(jì)算機(jī)教學(xué)與其他學(xué)科有所不同,不僅需要理論知識(shí)作為基礎(chǔ),同時(shí)需要實(shí)際操作能力,要求學(xué)生在掌握理論之后,能夠擁有獨(dú)立的操作技能。如何能夠形成良好的計(jì)算機(jī)教育模式成為中職教師所面對(duì)的最直接的問(wèn)題,在中職計(jì)算機(jī)教育形式之中,以往的教學(xué)方式是在課堂上,教師面對(duì)所有學(xué)生,進(jìn)行理論傳授,是一種單純依靠講課的方式進(jìn)行理論上的講述,而軟件應(yīng)用是與以往的教學(xué)方式有所不同的,是依靠計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的教授,教師依照教學(xué)目的需要,應(yīng)用軟件作為教學(xué)中的教學(xué)工具,使學(xué)生能夠更加直觀地感受到計(jì)算機(jī)作為一種操作技能,是如何完成工作的。在中職計(jì)算機(jī)教育過(guò)程中,通過(guò)應(yīng)用軟件教學(xué)過(guò)程,學(xué)生能夠根據(jù)教師所選擇的教學(xué)軟件,使枯燥的學(xué)習(xí)過(guò)程逐漸生動(dòng)起來(lái),應(yīng)用靈活的學(xué)習(xí)方式,展示出計(jì)算機(jī)操作狀態(tài),更注重對(duì)于學(xué)生操作方面的技能培養(yǎng),就目前計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展情況而言,能夠提供給中職教育中的計(jì)算機(jī)教育良好的教學(xué)環(huán)境,在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí),調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)造了良好的教學(xué)氛圍。
3、中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中,軟件應(yīng)用教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
3.1為教學(xué)目的提供更直接的教學(xué)環(huán)境。目前的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及軟件制作能力都有了很大程度的提高,完全能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)教學(xué)提供一個(gè)技術(shù)理論基礎(chǔ),教師完全能夠依照課程的教學(xué)目標(biāo)選擇合適的軟件。應(yīng)用這種軟件教學(xué),能夠?yàn)閷W(xué)生營(yíng)造一個(gè)更直觀的教學(xué)內(nèi)容,呈現(xiàn)的是一個(gè)具體的操作方式。計(jì)算機(jī)作為一個(gè)機(jī)器,要想成功的實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話,是需要應(yīng)用到操作環(huán)節(jié)的,而這種操作環(huán)節(jié),在以前的教學(xué)環(huán)境之中,是很難做到的,教師是通過(guò)理論知識(shí)傳授使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)操作內(nèi)容的。但是,應(yīng)用軟件教學(xué),就能夠具體的提供教學(xué)內(nèi)容展示,使學(xué)生能夠了解到計(jì)算機(jī)究竟是如何工作的。在中職計(jì)算機(jī)教育中的軟件應(yīng)用教學(xué)能夠依據(jù)教學(xué)目的提供更直接的教學(xué)環(huán)境。
3.2教學(xué)過(guò)程能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。由于中職學(xué)生的學(xué)習(xí)能力還不是特別強(qiáng),對(duì)于計(jì)算機(jī)的操作還缺乏實(shí)踐了解,在以前的教學(xué)過(guò)程之中,學(xué)生很難將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)與操作過(guò)程相聯(lián)系,增加了教學(xué)難度,很容易形成枯燥的教學(xué)過(guò)程,而應(yīng)用軟件教學(xué),就能夠?qū)⒅新殞W(xué)生與計(jì)算機(jī)操作直接聯(lián)系到一起,將學(xué)習(xí)氛圍與學(xué)習(xí)興趣能夠緊密結(jié)合,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)中的需要群體,以興趣帶動(dòng)學(xué)習(xí)行為,在中職計(jì)算機(jī)教育過(guò)程中,應(yīng)用軟件應(yīng)用教學(xué)能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程之中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)過(guò)程。
3.3軟件應(yīng)用教學(xué)能夠建立良好的教學(xué)關(guān)系。在以往的教學(xué)模式之中,教師通過(guò)課程準(zhǔn)備,在課堂上進(jìn)行教授知識(shí)理論,教師與學(xué)生之間沒(méi)有互動(dòng)過(guò)程,教師只負(fù)責(zé)灌輸教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生負(fù)責(zé)聽課,缺少師生之間的交流聯(lián)系,究竟學(xué)生掌握知識(shí)的情況如何,教師也不能全面掌控,這種教學(xué)關(guān)系并不能夠促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)行。但是在軟件應(yīng)用教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體,通過(guò)對(duì)于知識(shí)的不斷了解以及探索,在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)與教師建立了良好的師生關(guān)系,這也能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提升。在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的指引下,學(xué)習(xí)過(guò)程處于一種被激發(fā)的狀態(tài),教師能夠?qū)τ趯W(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)有所了解,形成良好的溝通關(guān)系,這也促進(jìn)良好的師生關(guān)系形成,這也為計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)奠定了良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。
Abstract:Thisarticleonthecaseteachingmethodinsoftwareengineeringmadeapreliminarydiscussion,atthesametime,wearebrieflyintroducedinsoftwareengineeringtotrythecaseinsomeoftheteachingexperience.
Keywords:softwareengineering;caseteachingmethod;DesignAnalysis
1引言
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用日益普及和深化,正在運(yùn)行使用著的計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)量以驚人的速度急劇膨脹,而且現(xiàn)代軟件的規(guī)模往往十分龐大,所以指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科—軟件工程,日益顯示其重要地位。然而學(xué)習(xí)者一般不好理解軟件工程的實(shí)踐性,不能將所學(xué)的知識(shí)真正應(yīng)用到軟件開發(fā)過(guò)程中去。如何將理論與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)呢?我們認(rèn)為在軟件工程中采用案例教學(xué)發(fā)將會(huì)彌補(bǔ)這一缺憾。
案例教學(xué)法以對(duì)案例的分析解決為主線,通過(guò)對(duì)案例中的問(wèn)題進(jìn)行分析,激發(fā)學(xué)生的求知欲,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)的學(xué)習(xí)案例,掌握原理和方法,實(shí)行科學(xué)的教育思想觀念的一種教學(xué)方式。它是一種互動(dòng)式的教學(xué)方法,可以實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué),能夠極大的促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,實(shí)現(xiàn)真正的教學(xué)相長(zhǎng)。它更是實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的現(xiàn)實(shí)可實(shí)施的途徑。案例教學(xué)法在軟件工程教學(xué)中的應(yīng)用將在更大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣和參與的積極性。同時(shí),利于學(xué)生掌握理論知識(shí),并運(yùn)用知識(shí)解決軟件開發(fā)中的實(shí)際問(wèn)題,最終提高教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到學(xué)校教育培養(yǎng)的目標(biāo)。
有鑒于此,本文試對(duì)案例教學(xué)法在軟件工程中的應(yīng)用作了初步探討,以期對(duì)教育同行和廣大學(xué)習(xí)者有所啟發(fā)和借鑒。
2案例教學(xué)法的含義
案例教學(xué)法(casemethodsofteaching)可簡(jiǎn)單地界定為一種運(yùn)用案例進(jìn)行教學(xué)的一種方法,它是美國(guó)當(dāng)今教育行業(yè)中非常盛行而有效的一種方法,在我國(guó)正在慢慢推廣開來(lái)。1910年,美國(guó)哈佛商學(xué)院最先使用案例教學(xué),開創(chuàng)了案例教學(xué)的先河。案例教學(xué)法于20世紀(jì)80年代初傳入我國(guó),它有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,提高教學(xué)效果。
案例教學(xué)是在學(xué)生掌握了有關(guān)基本知識(shí)和分析技術(shù)的基礎(chǔ)上,在教師的精心策劃和指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求,運(yùn)用典型案例,將學(xué)生帶入特定的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行案例分析,通過(guò)學(xué)生的獨(dú)立思考和集體協(xié)作,進(jìn)一步提高識(shí)別,分析和解決某一具體問(wèn)題的能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和協(xié)作精神的教學(xué)方式。通過(guò)案例分析,學(xué)生可以獲得蘊(yùn)涵其中的那些已形成的教育原理、教學(xué)方法等知識(shí),同時(shí)可以提高和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造能力以及解決實(shí)際問(wèn)題能力。更重要的是,通過(guò)案例教學(xué)獲得的知識(shí)是內(nèi)化了的知識(shí),是“做中學(xué)”獲得自己理解了的能駕馭的知識(shí),不再像傳統(tǒng)教學(xué)下獲得的抽象的、過(guò)度概括化的生硬知識(shí),它能立即被用到類似教學(xué)實(shí)踐情境中去解決處理類似的疑難教學(xué)問(wèn)題。所以從美國(guó)教育家舒爾1986年在美國(guó)教育研究協(xié)會(huì)(AERA)年會(huì)重要演講中發(fā)出要發(fā)展關(guān)于教學(xué)的案例知識(shí)的呼吁,時(shí)至今日,在眾多國(guó)家的教育研究領(lǐng)域中都能發(fā)現(xiàn)案例教學(xué)法的應(yīng)用。
3軟件工程案例的選擇
概括而言,案例是含有問(wèn)題或疑難情境在內(nèi)的真實(shí)發(fā)生的典型性事件。沒(méi)有案例,案例教學(xué)無(wú)從談起,沒(méi)有好的案例,便沒(méi)有有效的案例教學(xué),所以案例的選擇在案例教學(xué)中至關(guān)重要。一個(gè)高質(zhì)量的案例應(yīng)該具備以下幾個(gè)特點(diǎn)。
(1)目的性。案例教學(xué)的目的是為了讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,通過(guò)案例讓學(xué)生掌握基本的原理和概念,提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決實(shí)際問(wèn)題的能力。一個(gè)好的案例應(yīng)該使學(xué)生在討論中加深對(duì)教材中某一重點(diǎn)或難點(diǎn)知識(shí)的理解和把握,能利用課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)來(lái)分析和解決案例中所涉及的問(wèn)題。所以案例的選擇一定要圍繞教學(xué)目的和教學(xué)要求來(lái)。如果脫離這兩個(gè)中心,即使案例再生動(dòng),其教學(xué)效果也大打折扣。
(2)真實(shí)性。案例一定是現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的真實(shí)事件,是常見又復(fù)雜的問(wèn)題,有助于學(xué)生實(shí)踐能力的提高。
(3)啟發(fā)性。一個(gè)好的案例需要蘊(yùn)涵一定的問(wèn)題,能啟發(fā)學(xué)生思考,發(fā)現(xiàn)多種解決的途徑。問(wèn)題越誘人深入,越能夠給學(xué)生留下較多的思維空間,教學(xué)效果越好。
(4)生動(dòng)性。案例必須生動(dòng)活潑,引人入勝,這樣才能引起學(xué)生的興趣,以便展開深入的思考。
軟件工程是采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開發(fā)與維護(hù)軟件,把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)。它強(qiáng)調(diào)使用生存周期方法學(xué)和各種結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),所以軟件工程案例即是選擇一些典型的軟件開發(fā)系統(tǒng),介紹其開發(fā)和維護(hù)的過(guò)程。
我們根據(jù)講解軟件工程課的具體體會(huì)和開發(fā)軟件的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),撰寫了五個(gè)案例,開發(fā)了《軟件工程案例分析》網(wǎng)絡(luò)課件,詳細(xì)介紹五個(gè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程,互動(dòng)的方式講述了用軟件工程的方法是如何進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的,同時(shí)在系統(tǒng)開發(fā)的每個(gè)過(guò)程中提出大量的問(wèn)題供學(xué)生思考。案例選擇了房產(chǎn)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄系統(tǒng)四個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng),同時(shí)為了提高學(xué)習(xí)者理解開發(fā)軟件的難度,特別介紹L-SIMPLE語(yǔ)言編譯系統(tǒng)。采用傳統(tǒng)的生命周期方法學(xué),從問(wèn)題定義、可行性研究、需求分析、總體設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)做了比較詳細(xì)的研究。系統(tǒng)中五個(gè)案例涉及到當(dāng)前人們?nèi)粘I钪嘘P(guān)注的幾個(gè)領(lǐng)域:房產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)管理、計(jì)算機(jī)儲(chǔ)蓄、機(jī)票預(yù)定,還有計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言編譯系統(tǒng)。案例既具有典型性,同時(shí)又具有真實(shí)性。我們選擇四個(gè)應(yīng)用軟件和一個(gè)系統(tǒng)軟件,一方面考慮到目前軟件市場(chǎng)涉及應(yīng)用范圍的廣泛性,另一方面考慮到軟件工程學(xué)習(xí)者中大部分為計(jì)算機(jī)專業(yè),對(duì)于系統(tǒng)軟件也有一定愛好,對(duì)于將來(lái)開發(fā)系統(tǒng)軟件作一個(gè)鋪墊。
4軟件工程案例教學(xué)的主要環(huán)節(jié)
案例教學(xué)的需要具備三個(gè)主要環(huán)節(jié):
閱讀案例,個(gè)人分析——分組討論,集體交流——總結(jié)歸納,消化提升
我們嘗試的軟件工程案例教學(xué)中同樣采用了這三個(gè)階段:
(1)閱讀案例,個(gè)人分析
學(xué)生首先對(duì)具體案例進(jìn)行必要的基礎(chǔ)知識(shí)的了解,認(rèn)真閱讀案例,并且要有個(gè)人的研究與分析,用軟件工程的傳統(tǒng)途徑—生命周期方法學(xué)作為理論指導(dǎo),熟悉軟件開發(fā)過(guò)程各階段的基本任務(wù)。
其次,學(xué)生需要盡快進(jìn)入案例情境,了解、掌握案例中揭示的有關(guān)事實(shí)、情況,自居案例中的教師角色,設(shè)身處地地分析思考案例中教師的行為及對(duì)策的合理性與不合理性。在案例的分析過(guò)程中,要注意尋找其中的因果關(guān)系,只有弄清問(wèn)題產(chǎn)生的原因,才可能找到問(wèn)題的合理解決手段。注意區(qū)分基本性問(wèn)題和現(xiàn)時(shí)性問(wèn)題?;拘詥?wèn)題即抽象或一般的問(wèn)題,常與事實(shí)背后的概念、原理、規(guī)則等有關(guān),需要通過(guò)對(duì)案例中所包括的信息進(jìn)行解釋、分析、演繹、推理和抽象以得到概括化的結(jié)論?,F(xiàn)時(shí)性問(wèn)題即案例中教師所面對(duì)的特殊決定、疑難問(wèn)題等要求在一定的時(shí)間范圍內(nèi)得到解決的那些問(wèn)題,需將自己已有的知識(shí)或過(guò)去形成的經(jīng)驗(yàn)與案例展示的背景材料、內(nèi)外部因素等整合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)判來(lái)提出多種經(jīng)得起別人反駁的見解、對(duì)策以及方案。
(2)分組討論,集體交流
分組討論是案例教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié),本質(zhì)上是一種概念或想法的交流。圍繞案例的重點(diǎn),難點(diǎn),疑點(diǎn),進(jìn)行討論,辯論和爭(zhēng)論。每個(gè)學(xué)生可以自由的抒發(fā)己見,相互啟迪,互相借鑒,重點(diǎn)是想法的交流。要求每個(gè)學(xué)生簡(jiǎn)要介紹自己對(duì)軟件開發(fā)所做的分析設(shè)計(jì),并提出自己對(duì)該軟件開發(fā)流程的看法,供大家討論與切磋,可以按照案例中所提出的問(wèn)題一個(gè)一個(gè)討論。在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生進(jìn)行課堂發(fā)言,進(jìn)行全體學(xué)生的交流。本階段要討論主要解決兩個(gè)問(wèn)題:1、小組討論沒(méi)有達(dá)成共識(shí)的問(wèn)題;2、按照教學(xué)目標(biāo),有意引導(dǎo)學(xué)生掌握軟件工程的生命周期法各階段所做的具體工作以及進(jìn)行相關(guān)工作的必要性。
為了使分組討論有效地開展,教師要作好充分的課前準(zhǔn)備。除了熟知案例陳述的事實(shí)、觀點(diǎn)外,還要諳知案例反映或蘊(yùn)涵的原理、規(guī)則等知識(shí),以便引導(dǎo)學(xué)生概括出來(lái)。要認(rèn)真學(xué)習(xí)研究案例后給出的教學(xué)指南,具體擬定出課堂教學(xué)計(jì)劃,這要求教師認(rèn)真思考回答以下問(wèn)題:希望課堂上發(fā)生些什么?如何引導(dǎo)這些情況的發(fā)生?討論如何開展?時(shí)間如何安排?自己扮演什么角色?是先得結(jié)論再分析,還是相反?并對(duì)課堂討論中可能出現(xiàn)的情況作出預(yù)測(cè)。教師還要依據(jù)課程目標(biāo)、案例目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃的具體安排重點(diǎn)分析以下方面的內(nèi)容:案例中反映的那些重要論題、案例中易得出兩可結(jié)論的那些材料、案例中反映的情況發(fā)生的根源、案例中人物的行為、案例中所反映的而學(xué)生可能設(shè)想不到的情況等。在討論掌握上,教師要力保討論沿預(yù)期的軌道進(jìn)行,把討論引導(dǎo)到問(wèn)題的解決上去,并引導(dǎo)出與論題相關(guān)的理論知識(shí),力爭(zhēng)班上每個(gè)學(xué)生都至少有一次發(fā)言的機(jī)會(huì),切實(shí)做到有效參與。
(3)總結(jié)歸納,消化提升
總結(jié)歸納是軟件工程案例教學(xué)的最后階段,要求學(xué)生要對(duì)每個(gè)案例寫出學(xué)習(xí)報(bào)告。該報(bào)告中包含學(xué)生在閱讀案例中所得到的具體收獲;通過(guò)分析與設(shè)計(jì)軟件,提出自己所解決的實(shí)際問(wèn)題;對(duì)理論上軟件工程概念和案例中的實(shí)際是否一一相對(duì)應(yīng);以及對(duì)軟件工程仍然存在的困惑。通過(guò)反思進(jìn)一步加深對(duì)案例的認(rèn)識(shí),真正作到理論和實(shí)踐的相結(jié)合。
案例教學(xué)中,師生都要注意角色轉(zhuǎn)換,如果學(xué)生仍然熱衷于將自己置身于教學(xué)過(guò)程之外,只做一名旁觀者,案例教學(xué)也就失去了它的價(jià)值。學(xué)生只有真正地深入案例、體驗(yàn)角色,才會(huì)有案例情境的“再現(xiàn)”,案例教學(xué)的價(jià)值才能被體現(xiàn)。而教師在教學(xué)過(guò)程中也要不斷變換自己的角色,可充當(dāng)監(jiān)督員,激勵(lì)啟發(fā)學(xué)生,監(jiān)督案例分析、討論情況;可充當(dāng)示范員,向?qū)W生演示、講解、分析案例中的事實(shí)、圖表、材料等;可充當(dāng)主人翁,制定下一步的工作計(jì)劃并在實(shí)施中起主導(dǎo)作用;可作仲裁,解決各種爭(zhēng)端;可充當(dāng)交警,使討論回到預(yù)定的軌道上來(lái);等等。
5結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的“黑板教育學(xué)”越來(lái)越受到冷落,案例教學(xué)已經(jīng)提到教育改革的重要日程上來(lái)。華東師范法學(xué)教育系鄭金洲曾指出,案例教學(xué)并不是單純的一種教學(xué)方法,它實(shí)際上是以教學(xué)內(nèi)容的變革為前提條件的,正是有了形形的案例,才使案例教學(xué)成為可能;案例教學(xué)也并不是一種單純的教授法,它實(shí)際上也是以學(xué)生行為的轉(zhuǎn)變?yōu)榍疤釛l件的;如果學(xué)生仍然熱衷于自己先前的角色,把自己置身于教學(xué)過(guò)程之外,只是一個(gè)旁觀者,案例教學(xué)也就失去意義。
筆者從事軟件工程的教學(xué)工作,在軟件工程中進(jìn)行案例教學(xué)法的嘗試,并且在實(shí)踐中得到了一定的效果。然而,在軟件工程案例教學(xué)中仍有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究探討,比如在案例中如何體現(xiàn)軟件的測(cè)試階段,它需要具體的環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn);如何在案例中能夠讓學(xué)生更深入理解軟件的維護(hù)過(guò)程等等問(wèn)題,都是有待于我們進(jìn)一步完善,使案例教學(xué)在軟件工程中得到進(jìn)一步的推廣。
參考文獻(xiàn)
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[2]李為民,.如何開展案例教學(xué)-哈佛大學(xué)商學(xué)院琳達(dá)教授對(duì)新教師利用案例教學(xué)的幾點(diǎn)忠告》.北京:經(jīng)濟(jì)干部管理學(xué)院學(xué)報(bào),2004.1