“全員全期項目驅動”軟件教學模式

尤志寧

摘要：分析高校中軟件專業教學的特點和不足，提出“全員全期項目驅動”的教學模式。模式重點在于使項目任務貫穿學生整個大學期間，并提出該模式今后的改進建議。

關鍵詞：項目驅動；教學模式；軟件教學

目前軟件被廣泛應用于世界的各個領域，對人們的生活和工作都產生了深遠的影響。那么學校如何才能培養出符合社會需求、具有職業素養和實踐能力的人才呢？尤其是社會需求量不斷上漲及實踐能力要求越來越高的軟件開發類人才。“全員全期項目驅動”教學模式中的“全員”是指全班學生共同參與，“全期”是指項目任務貫穿整個大學期間，“項目驅動”是指學生根據虛擬項目（以下簡稱“項目”）需求加以實踐學習，由被動地接受知識轉變為主動地尋求知識。

1、現代高校軟件教學特點

1.1 內容的拓撲性

現代高校中軟件教學的內容是有先后順序的，比如在講授計算機網絡課程之前要先講授計算機原理和操作系統課程；在講授軟件工程課程前要先講授程序設計語言課程；在講授面向對象程序設計語言之前要先講授程序設計語言課程；另外，還有一些語言類的課程需要在計算機原理課程講完后才能開始授課。教學內容是教學過程中所傳遞信息的主要部分。計算機教師必須明確所授課程在整個課程體系中的地位和作用，以及該課程的教學目標、知識傳授、技能培養的要求。軟件教學需要給學生一個貫穿多門課程的實踐機會?！叭珕T全期項目驅動”教學模式正是為學生提供了這種實踐機會。

1.2 主體的能動性

現代高校軟件教學的主體是學生，教學的目的是培養符合社會發展的人才。而衡量教育質量的標準歸根結底還是看學生素質是否提高。研究學生的特點，充分調動學生的主觀能動性，是教學過程成功的關鍵。軟件教學需要學生主動地去實踐學習，這正是“全員全期項目驅動”教學模式所提倡的做法。

1.3 客體的主導性

在現代高校軟件教學中，學生的主體作用是重要的，但教師主導作用與學生主體作用之間的有機結合顯得更為重要。教師的主導作用是為了更好地發揮學生的主體作用。教師必須具有德才兼備的人格影響力，必須對教學內容熟練掌握，對計算機學科的特點和大學生的學習方式、思維方式都有清楚的把握，必須具有為教育事業獻身的崇高品質，必須具有引導學生自主學習的能力。同時，教師必須善于舉一反三，善于觀察，對教學過程中存在的問題進行理性思考，并歸納總結，將其升華為理論，從而指導自己的實踐。在“全員全期項目驅動”中，導師的作用是非常重要的。

2、現代高校軟件教學現狀

2.1 教學形式單一，無法發揮學生主觀能動性

現在是一個信息大爆炸的時代，各種新技術層出不窮，計算機軟件技術不斷創新。而軟件教學課程體系的建設卻缺乏應有的時效性，正在講授的一些應用課程也早已過時。一些基礎性、理論性的課程可以為學生以后的發展打下堅實的基礎，是一個計算機系的學生必須學習的課程；但是由于教學形式單一，學生普遍不愿學習這些基礎課、理論課，或者學習興趣不大。

2.2 理論與實踐脫節。教學模式無法真正提高學生的實踐能力

現在的軟件開發教學方法存在理論與實踐脫節的問題。軟件開發不僅僅是編寫程序，這是現在學校及企業都認可的事實。在學校，有不少學生能編出很漂亮的小程序，但很難稱之為軟件。有些學生理論知識很扎實，但動手能力欠缺。這里的動手能力不是單指程序編寫能力，而是指綜合開發能力。理論與實踐脫節是目前軟件開發教學中存在的主要問題。

目前軟件教學形式大致有3種。第一種是以某種開發工具（如：PowerBuilder、Visual Studio等）為依托來講授，注重開發工具和開發環境的運用，這種方法看似實踐性強，但在實際教學中往往變成了開發工具講授課程（比如教師可能會花大量的時間來講授一些控件的使用等），學生在完成學習后僅對開發環境較為熟悉，缺乏對軟件開發的真正掌握；第二種是以開發方法、原理為主（如講授軟件工程課程），注重理論和各種開發規范，側重理論教學，直觀性較差，學生動手能力和軟件開發能力很難有效應用于實際工作中；第一、二種方法通常是以筆試的方式考核，不能真正考查學生的實際能力，而第三種教學方式是以課程設計的形式進行的，時間一般安排在每個學期的最后1～2周內，讓學生集中完成本學期課程教師布置的一個大的項目任務，以對本學期所學課程知識進行實踐。但實際上，每學期的最后兩周通常會進行期末考試，學生在考試壓力的情況下不會將主要精力放在課程設計上。對此，某些學校的改進作法是將期末考試的時間提前，但又造成學生為了提早回家而草草完成課程設計任務的結果。另外，在1～2周內就完成的項目任務，其復雜性不夠，學生還是不能將各種知識融會貫通。

3、模式設計

針對軟件學科教學現狀中所出現的教學形式單一、理論與實踐脫節等不足之處，筆者提出了“全員全期項目驅動”的教學模式，模式內容設計如下。

3.1 選擇合適的項目內容

選擇合適的項目內容是該模式中非常重要的部分，關系到是否能夠達到鍛煉學生的目的。項目內容要保證學生經過努力學習后可以完成項目，還要保證題目對學生具有吸引力。

3.1.1 內容設置原則

教師在設置項目內容時，需要注意下面4個原則：

①項目任務量足夠大；

②項目涉及知識面足夠寬；

③結合課堂教學的理論知識；

④具有一定的新穎性。

3.1.2 內容設置舉例

案例項目是基于Windows Mobile系統開發手機應用程序軟件，開發環境為Visual Studio 2008，編程語言選擇C#程序設計語言。該軟件系統分為客戶端和服務器端，通過啟動Web Service服務實現通訊。其中客戶端為手機端，其功能包括收發短信和手機端即時通訊。收發短信包含3方面內容：①用戶通過智能方式、短信方式或即時通訊方式實現短信的收發；②用戶可通過連接服務器下載或上傳經典短信；⑧用戶可實現短信的定時發送。手機端即時通訊包含3方面內容：①用戶通過智能方式、短信方式或即時通訊方式實現在線的即時聊天；②用戶間可以實現互相傳輸文件；③用戶可以添加好友進行通訊。服務器端使用SQL Server作為數據庫服務器，其功能包括：經典短信庫管理、廣告庫管理、用戶信息管理、系統處理用戶發送的消息等。

該項目涉及數據庫知識、嵌入式開發知識、網絡通信知識、Web應用程序知識、軟件工程知識，任務量足夠大，同時題目結合時下流行的手機編程，具有一定新穎性，學生實踐起來興趣較大。

3.2 新生全員動員

近年來，大學生在入學時呈現計算機水平差距加大的趨勢。城市的學生、初等教育比較發達地區的學生，能夠較早地接觸計算機，具備學習計算機的物質條件，他們的計算機基本知識要多于那些邊遠或基礎教育不發達地區的學生。課堂教學采用統一教學模式，這就導致有些學生吃不飽，有些學生吃不了的局面。

“全員全期項目驅動”教學模式在新生一、二年級時就進行全員動員，向全班學生給出項目的大致內容和任務，要求學生分組選擇項目，并選出小組項目負責人；要求每個學生都要有自己負責的模塊；要求項目小組每月至少討論一次需求，并在班會上陳述項目進展，但對一、二年級學生要完成什么目標不作硬性規定。這樣做的原因有以下幾點：①新生階段就給出目標，讓學生從一開始就有學習動力；②通過較長時間的思考，對項目需求的理解可以達到一定的高度；③小組定期討論有助于提高學生的項目協作能力；④定期做項目陳述有助于提高學生持續的項目研究動力；⑤對一、二年級學生要完成的目標不作硬性規定，這就給了抹平新生之間差距的機會，讓基礎差的學生利用這兩年的學習迎頭趕上，小組討論對其成長也有很大幫助；⑥很多專業課程在一、二年級還沒有開設，因此大部分學生還不具備完成項目的知識和技能。

3.3 階段設置

“全員全期項目驅動”教學模式可以按階段進行實施，且每個階段都與考核評價體系掛鉤。

第一階段：新生入學階段。教師向新生介紹項目概況，動員新同學積極參與項目，讓新生了解參與項目對學習的重要性，并成立項目小組（通常一個小組包含5個人左右），指定小組負責人，讓學生提前了解項目所需的知識。

第二階段：大學一、二年級階段。剛入學的新生還沒有全面接觸計算機專業知識，所以我們無法要求所有小組統一開始項目開發，但不反對興趣較高的小組較早開始項目。這個階段主要要求學生定期討論需求，制定內部培訓學習計劃，定期在小組內部組織培訓、學習相關知識。這些知識是關于完成項目所必需的軟件工程知識、開發工具知識、網絡技術知識及項目專業領域知識等。導師可以為學生提供相關參考書目，必要時為學生提供相關培訓。定期討論通常是2周一次或1月一次，由小組負責人組織，并安排一名小組成員主講。導師可以有選擇地旁聽或參與討論。第二階段的評價標準為：①小組成員討論的參與度；②小組需求整理的完成度；③相關知識的培訓開展程度與掌握程度。

第三階段：在完成或正在進行軟件工程授課時，學生可以正式進入項目研發階段。該階段通常被安排在大學三、四年級。這時學生已經完成部分計算機專業課程的學習，有些專業課程也即將學習。學生可以將所學的理論知識聯系到實際的項目中，通過對項目的研發，將所學知識串聯起來。這個階段要完成項目的生命周期模型確定、需求分析、系統設計、編碼實現和測試。期間學生要按照軟件工程的方法進行項目計劃管理、需求管理、配置管理、項目監督與控制、質量管理等過程管理。從制定項目計劃開始，到項目測試完成，大部分過程都由學生自主自治完成。我們要求學生必須完成各個階段的相關文檔。里程碑評審由其他小組成員輪流加入。項目小組負責人對項目負責，并組織小組討論和評審，至少每兩周進行一次討論。

第四階段：項目驗收及評價階段。每個小組要對自己完成的項目進行講解與演示。導師會檢查項目文檔的完成情況，檢查過程管理文檔，并計算出總得分。

3.4 建立多元考核評價體系

評價體系可以為項目提供持續的推動力。多元考核評價體系改變了過去的單一化形式，納入了平時學習、討論發言、項目設計成果、答辯表現、創新能力和實踐能力等因素?！叭珕T全期項目驅動”教學模式所采用的多元考核評價體系如表1所示。

3.5 設立項目導師

項目導師最好不要選擇輔導員，可以考慮由班主任擔任。在筆者的學校，班主任通常是由專業任課教師擔任，而且從新生人校到畢業期間通常不會變更。這樣班主任對學生的情況比較了解，能實現“全員全期項目驅動”教學模式中“全期”的目的。

4、模式可行性分析

文獻中提到實驗教學模式的分類有3種：①邊講邊練，邊學邊做；②先講后練，任務驅動；③項目驅動，全程實踐。“全員全期項目驅動”教學模式屬于第三種，一般由教師提出實驗目標，學生自主支配實驗時間。該模式下所選項目的任務量應該足夠大，所涉及知識面應比較寬，屬于綜合性的實驗內容。在全程實踐中，教師擔負著指導工作，學生被劃分成項目小組，并安排項目組長，組織項目實施。項目驅動特征與模式設計的各個元素之間是存在因果關系的，如圖1所示。

4.1 導師制的可行性

考慮到項目的復雜度，如果沒有經驗豐富的教師作為指導，學生可能很難高質量地完成整個項目。因此導師要選擇有實際項目經驗的教師擔任（如果情況允許，甚至可以聘請校外公司的項目經理擔任）。大部分學院應該都能做到這點，因此導師制是可行的。如果學校在薪酬或其他方式上能給予獎勵，就會大大地促進專業教師擔任項目導師的積極性。

4.2 多元考核評價體系和項目小組形式的可行性

多元考核評價體系和項目小組形式，可以兼顧項目的不同階段，給學生持續的推動力，同時兼顧小組與個人，做到兼顧公平與效率，不僅發揮學生的個體積極主動性，又培養了學生的團隊協作精神，使學生盡快地熟悉今后工作中的項目組開發模式。

4.3 “全期”及階段設置可行性

“全期”保證了學生有足夠時間完成整個項目。階段設置兼顧到每個學年段學生的特點，使整個項目實施起來順理成章，同時又保證了項目的復雜度。

5、模式優勢分析

“全員全期項目驅動”教學模式具有以下優勢：

（1）該模式的最大優勢在于“全期”，因為整個項目貫穿大學四年，使項目的任務量和復雜度可以足夠大，較為接近實際項目，能夠讓學生充分的鍛煉和實踐。

（2）多元考核評價體系有明確的考核評價內容，并且更為合理，能夠兼顧公平和效率。從小組和個人兩個方面來考核評價，做到了兼顧個人和集體，既提倡個人努力又強調小組協調。

（3）小組討論形式為學生研發實施項目提供交流平臺，考核評價體系的分階段設置，在四年期間為學生提供持續的推動力。

（4）導師制可以有效地解決在實施項目過程中可能會出現的因為技術難點，導致項目無法推進或無法按期完成，最終導致項目不能在四年期間完成的現象；或者在項目實施過程中沒有按照規范的方法來進行研發的現象。

6、模式實踐

筆者在2006年擔任學院軟件06級一個班的班主任，具備了實施“全員全期項目驅動”教學模式的條件，也得到了學院領導的支持，于是就試驗性地開始實踐該教學模式。因為該模式所需工作量都是筆者業余時間無償的付出，期間的工作量和精力非常巨大。筆者選用3.1.2節中提到的案例項目，在前期利用班會，與學生討論項目，主要充當顧客的角色；在項目后期，基本上組織學生每周對項目進行一次討論，糾正學生在項目開發中的一些錯誤。作為教師來說，所付出的工作量還是比較大的，作為客體的學生來說，能夠得到的鍛煉也是非常之大，這讓學生能夠真正地完成一個相對復雜的項目，且更接近真實項目。很多學生在畢業后所從事的工作都跟手機軟件開發相關。

7、結語

總體來說，“全員全期項目驅動”教學模式的實踐收到了很好的效果。學生可以擁有充足的時間和條件去實踐一個接近真實的項目。該模式能夠充分調動學生的主觀能動性，使教學理論和實踐相結合，提高了學生的實踐能力。該模式需要注意以下幾點：①負責教師需要有實際的項目經驗；②負責教師需要付出大量的時間和精力；③負責教師需要給項目小組提供持續的關注和壓力；④所選項目要具有一定的新穎性和復雜度；⑤要注重項目的文檔工作。

該模式經過實踐，證明是可行的，但也有需要改進之處。

首先，由于項目的跨度時間較長，學生一般在開始階段興趣很高，后期都會出現“?！钡默F象。如果該項目實踐作為學生的必修考核課程，對學生產生一個實際的壓力，其實踐效果會更好。

其次，項目建議按照CMMI的思想來實施。CMMI的全稱是Capability Maturity ModelIntegration，即軟件能力成熟度模型集成，是由美國國防部與卡內基.梅隆大學和美國國防工業協會共同開發和研制的，目的是幫助軟件企業對軟件工程過程進行管理和改進，增強開發與改進能力，從而能按時地、不超預算地開發出高質量的軟件。其所依據的想法是：只要集中精力、持續努力地去建立有效的軟件工程過程的基礎結構，不斷進行管理的實踐和過程的改進，就可以克服軟件開發中的困難。如果按照CMMI的思想來實施，學生實踐項目的質量會更高，但對負責教師的素質和精力是個很大的考驗。