融合MOOC的逆向課程設計模式在軟件工程課程中的應用研究

彭毅弘 程鈴鈁

摘 要： 軟件工程是計算機類專業的一門核心專業課程，由于該課程具有知識域廣泛、更新速度快、實踐性強等特點，導致不少高校的教學效果不太理想。通過分析該課程教學中遇到的問題和難點，結合教學實踐和企業研發經驗，采用逆向課程設計模式，并融合MOOC混合式教學方式，從課程目標、評價標準、教學內容與教學方法上進行了探索與改革。實踐證明，該模式極大地激發了學生的主觀能動性，啟發了學生對職業發展的思考，取得了良好的教學效果。

關鍵詞： 軟件工程； 逆向課程設計模式； MOOC； 混合式教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）07-103-04

Abstract： Software engineering is a core professional course for computer majors， but the teaching effect is less impressive in many universities because of the characteristics of extensive knowledge field， fast updating speed and strong practice in this course. By analysing the problems and difficulties encountered in the course teaching， and combining teaching practice and enterprise research and development experience， using the reverse course design mode fusing MOOC blending learning， the reform of the course on the curriculum objectives， evaluation standards ， teaching contents and teaching methods etc. is explored. The practice has indicated that this mode has greatly stimulated the students' subjective initiative， inspired the students' thinking on career development， and achieved good teaching results.

Key words： software engineering； reverse course design mode； MOOC； blending learning

0 引言

軟件工程是一門研究用工程化方法構建和維護軟件的學科，是培養學生計算機理論與實踐能力的一門關鍵課程。軟件工程本身是比較復雜的系統工程，而且理論性與實踐性并重，課程教學中會遇到很多問題。為滿足應用型本科人才培養要求，促進計算機專業課程體系改革，提升軟件工程課程教學效果，需要研究和探討軟件工程的教學方法。

1 軟件工程課程特點與教學難點

下面從軟件工程課程特點的角度分析該課程的教學難點。

⑴ 從課程內容上看，軟件工程的原理眾多，根據IEEE-CS和ACM于2014年發布的軟件工程知識體系SWEBOKv3[1]，軟件工程課程共15個知識域，涉及7門學科，系統性、交叉性和綜合性都非常明顯。在有限的課程學時內如何使學生較好的掌握這么多知識點，對教師而言是一個挑戰。

⑵ 從課程的時效性看，軟件工程是一門發展極為迅速的學科，物聯網、云計算、人工智能等新一代IT產業領域發展迅猛，產生了很多新理論、新技術和新崗位，相關知識的更新速度遠遠超過了教材的更新速度。另一方面，高校教師一直處于高校教學體系中，如果沒有實際參與企業項目研發或密切跟進最新企業人才需求，就會導致教學內容與實際脫節。

⑶ 從課程的實踐性看，軟件工程課程涉及的15個知識域中有11個屬于實踐類別，意味著這門課程對實踐性要求很高，具有很強的工程應用特征。目前對于該課程在提升實踐教學效果的改革上，比較主流的是采用項目驅動的教學模式[2]，有很好的實訓效果。但值得注意的是，項目驅動的教學模式對教師所選的軟件項目要求很高，既不能過于龐大，也不能過于簡單，同時需要具備綜合性、針對性和可拓展性，因此要求教師對項目有很強的把控能力和設計能力。

針對以上教學難點，結合多年軟件工程教學經驗以及與企事業緊密合作的平臺，對軟件工程課程教學模式進行了多方面的研究和改造，引入逆向課程設計模式，同時融入混合式MOOC教學方式，激發學生的內在學習動力，實現有效的學習。

2 逆向課程設計模式的特點和應用

2.1 逆向課程設計模式的理念和特點

逆向課程設計模式是美國教學領域專家威金斯（Grant Wiggins）和麥克泰（Jay McTighe）共同提出的一種新的課程設計理念，針對傳統教學模式的不足，強調采用與常規課程設計相逆的方式，以達到使學生追求并實現對所學內容理解的目標[3]。

傳統的課程設計是根據教材內容和大綱的，導致在教學設計過程中很容易會忽略以學生為主體的重要性。為了提升教學設計的有效性，采用與傳統設計方式相反的做法，在教學設計中，教師首先要明確教學目標，然后依據目標設計教學活動。逆向設計具有非常明確的目標指向，能更加有效地推進大學實現有效教學，培養學生的創新思維和學習主動性。逆向課程原理的一個顯著特征就是強調評價， 評價優先于課程組織和實施，而教學內容和方法的安排處于次要的地位，是實現教學目標的策略，其最終目標是如何行之有效的使教學達到最有效的狀態。

2.2 逆向課程設計模式的應用

逆向教學的課程設計由以下三個階段組成：先確定學習的預期結果；再明確預期結果達到的證據；最后設計教學活動以發現證據[4]。其應用在軟件工程課程設計中，有以下基本流程。

⑴ 確定課程目標

軟件工程課程必須為學生將來走向工作崗位提供系統性、實踐性的指導，課程目標的設定不應局限于教材內容上，而應該把關注點放在三個對接上：專業與產業企業崗位對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與工作過程對接[5]。基于職業崗位能力的教學目標的確定先要深入到企業用人部門和崗位中做調研，分析和總結出典型的崗位技能要求，結合教材內容，最終確定課程教學目標，即在學習過程中了解和掌握相關職業崗位所必須的軟件方法、技術和思想，最終獲取可從事該職業崗位的基礎技能和可持續發展能力。表1是根據目前軟件行業的崗位需求做調研和分析后歸納出的崗位劃分和技能需求，并羅列了與此對應的軟件工程課程中的知識點。

為達到培養適合企業崗位需求的應用型人才的目標，就必須根據職業崗位的技能要求去設計評價體系和教學內容。

⑵ 制定評價標準

當明確了教學目標后，并不是馬上開展教學過程和內容的設計，而是先明確教學的評價標準，有了明確的評價標準，才開展教學活動和內容的設計。評價標準圍繞教學目標展開，基于職業崗位所需的關鍵技能點進行設計，對每個知識域的掌握度都有明確的輸出物和評價要求，下面羅列主要知識領域的技能評價標準。

軟件需求：撰寫軟件需求說明書、制作軟件原型作品、使用軟件需求管理軟件；

軟件設計：合格的軟件作品、撰寫軟件設計說明書、提供數據庫模型圖、使用軟件版本管理軟件；

軟件測試：設計測試用例、使用測試工具、使用測試管理軟件、撰寫軟件使用說明書；

軟件維護：撰寫維護記錄、合格的升級版軟件作品；

軟件配置管理：掌握軟件的安裝、配置和測試；

軟件工程管理：使用項目管理軟件、撰寫項目計劃說明書、管理和推進項目小組的開發活動。

⑶ 制定教學計劃，確定教學內容。

單從教學內容看，表1提供的7種職業崗位所需的技能幾乎都涵蓋了軟件工程教材的所有重點章節和知識點，但反過來看，教材的知識點并不能涵蓋掌握這些崗位技能所需的最新方法、工具和思想，因此需要對授課內容進行更新和補充。軟件工程的理論教學采用面向全生命周期軟件開發過程的教學流程，可以在每個階段增加必要的新方法和工具，如圖1所示。

3 融入MOOC的教學方法

MOOC是 Massive Open Online Course的縮寫，意即“大規模網絡開放課程”，采用5～15分鐘短視頻課程模式，將課程內容根據知識點分解，擁有在線學習有效性、學伴交互協作、評價多樣化等核心學習機制。鑒于軟件工程理論知識的廣泛性和抽象性，需要進一步簡化教學環節和教學內容，把關乎學生終身受用的“核心知識”講透即可，課堂上應更多地啟發學生去思考去辯證，而MOOC正好順應了這種教學本質，因此在軟件工程的理論教學中融入了MOOC教學方法。

采用MOOC的授課方式不能完全照搬國外模式，雖然學生可以通過MOOC平臺自己選擇學習內容，但地方應用型高校學生的基礎相對薄弱，學習主動性和積極性不足表現較為突出，如果完全依靠學生的自我管理，就會導致MOOC課程的完課率很低。因此需要將線上MOOC與線下課堂授課融合在一起，改造軟件工程理論授課方式。具體流程是：提前布置學生課后利用MOOC平臺學習下一次課的知識點，知識點不需要涵蓋所有的知識域，指定最核心的1～2個知識點即可。同時根據核心知識點布置下一次課需要解決的問題，這個環節需要學生自行查閱資料，提前做好準備。在每次上課的三個課時中，第一課時用于講解本次課程的章節內容，由于核心知識點已經提前布置學生利用MOOC平臺學習，學生能更快的理解和接受，因此課堂上可以有更多的對新技術、新方法、新思想的介紹和學習。第二課時安排課堂討論，圍繞事先布置好的問題進行分組討論和交流，過程中重視學生的辯證思想，給予他們最大程度的鼓勵和推進。學生也可將他們在課程中遇到的問題拋出來討論，老師給予適當的指引和解答。第三課時主要用于作業、測試和項目檢查，確保每堂課都有明確的輸入和輸出。

相對于以教師面授為特征的傳統課程，該課程修改后的教學設計更突出以學習為中心和個別化學習的教學理念，不僅讓學生掌握了必要的知識技能，更拓寬了他們的專業視野，幫助他們成長為更好的自主學習者。

4 應用成效

以2014級計算機專業作為實驗組，采用融合MOOC的逆向課程設計模式進行教學，2013級計算機專業作為對照組，采用傳統的教學模式進行教學。抽樣人數時，去掉高考成績最差和最優的4位同學，保持學生平均水平一致。授課教師為同一教師，筆試試卷題型和難易度相當，軟件作品的分數經過系數轉換保持復雜度和難易度相當。在學時、上課環境、問卷調查內容等方面均保持一致，保證了實驗結果的有效性。

從表3可以看出，實驗組的成績無論是理論成績還是實踐成績，均比對照組的要高，而且學生滿意度也更高。在問卷調查中，2013級學生提出的建議中，占比最高的是建議老師減少抽象理論的講解，增加實際案例的介紹和討論，而2014級學生提出的建議占比最高的是希望實踐項目中能得到老師更多的指導，這說明2014級學生對實踐項目有了更多的學習欲望。同時2014級學生明確表示對未來自己的職業方向有了更深的認識，希望能通過自己的努力去提升就業能力。由此可見融合MOOC的逆向課程設計模式使得學生很明確的知道為何學習軟件工程，要掌握何種技能，可以使用哪些方法和工具，激發了學生對軟件開發的學習興趣，變被動為主動，開始認真思考自己的職業方向并為之努力。

5 結束語

軟件工程課程的特點決定了這門課程需要在教學模式上做更多的改革和創新，采用逆向課程設計模式可以使得教學內容和手段成為發現證據的過程，而評價成為教學活動設計的前提和基礎，教學和評價兩者形成了“教學-評價-教學”的螺旋式上升環，從而使得課程目標不斷接近達成。在理論教學方法上采用線上MOOC授課和線下面授方式的混合式教學方式，提升了教學效率和學生主觀能動性。實踐證明，在軟件工程課程中采用融合MOOC的逆向課程設計模式取得了良好的教學效果，有效解決了以往軟件工程教學中存在的問題。在軟件工程實踐環節，如何合理引入時下互聯網企業最為常用的敏捷開發模式，如何使實踐與理論教學環節同步，是下一步需要研究和解決的問題。

參考文獻（References）：

[1] 沈備軍.解讀軟件工程知識體系SWEBOK V3[J].計算機教育，2014.7：1-2

[2] 曾明星，周清平，王曉波.軟件工程專業“項目化”教學實施體系的構建[J].實驗室研究與探索，2013.32（5）：158-163

[3] 楊文麗，高凜.逆向教學：目標、邏輯及實現可能——基于大學有效教學視角的審視[J].黑龍江高教研究，2015.2：21-24

[4] 葉海龍.逆向教學設計簡論[J].當代教育科學，2011.4：23-26

[5] 金玉書.實現四個“對接”服務經濟社會[J].中國職業技術教育，2010.23：90-91，93