基于“超星學習通”的翻轉課堂教學設計

熊瑛 劉松齡 朱山

[摘 要] 近年來軟件工程學科發展迅速，新的理論、方法和工具層出不窮，軟件工程教學面臨巨大的壓力。將基于“超星學習通”的翻轉課堂模式引入軟件工程教學過程，明顯改進了教學效果，提高了學生學習積極性和實踐動手能力。

[關鍵詞] 超星學習通;翻轉課堂;軟件工程

[基金項目] 中南民族大學2018年校級教研項目“基于翻轉課堂的軟件工程課程教學模式的研究”（JYX18036）

[作者簡介] 熊 瑛（1978—），男，湖北武漢人，博士，講師，研究方向：人工智能;劉松齡（1963—）男，湖北武漢人，碩士，副教授，研究方 向：機器學習;朱 山（1977—），男，湖北武漢人，博士，講師，研究方向：機器學習與視頻大數據研究。

[中圖分類號] G642.1? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）31-0303-02? ? [收稿日期] 2020-02-03

一、軟件工程教學的現狀分析

軟件工程是一門用工程化的方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科。它涉及程序設計語言、軟件開發工具、數據庫、系統平臺、標準、設計模式等方面。在現代社會中，軟件也應用于多個領域，促進了社會和經濟的發展，提高了工作與生活效率。如今借助計算機科學與技術、數學、管理科學與工程等學科，軟件工程已經從最初計算機科學下的一個學科方向發展成一個以計算為基礎的新興交叉學科。軟件工程所涉及的范圍非常廣泛，同時也是學生們反映比較乏味抽象的課程。但是掌握軟件工程的實用技術對有志于投身軟件產業的學生來說又很重要。我們常常聽到某些老師私底下抱怨軟件工程這門課看似簡單，實則難教。如果按照經典的瀑布模型來授課，本以為是高屋建瓴，一瀉千里，但實際情況卻大相徑庭。在需求分析階段，學生根本不了解企業的需求是什么，上課沒興趣，總是打瞌睡。在設計階段，學生們雖然用Rational Rose工具畫了許多的UML圖，圖中也用到了不少的菱形框、矩形框，但不過如此而已。在實現階段，學生們一味討論非常細節的問題，不深入淺出，UML圖早已經擱置一邊。在穩定階段，寫代碼的學生寥寥無幾，其他人卻無事可做。很多情況下寫出的代碼不能完成預期的功能與性能，所有設計好的黑盒測試和白盒測試都無法正常進行。在發布階段，通常只剩下一天時間，此時還有人在不停地調試程序。在維護階段，隨著課程結束，學生們對完成的產品沒有進行任何有效的維護活動。這種教學方法對軟件工程教育提出了挑戰，軟件工程的教學面臨的壓力也越來越大。因此，有必要在教學內容、方法上進行改革，積極探索翻轉課堂、MOOC、案例式教學、開放式教學等新的教學模式[1-3]。

二、基于“超星學習通”的翻轉課堂教學模式的構建

“超星學習通”[4-6]是基于移動互聯網的新一代教學生態系統，為了提高課堂活躍度，提供了覆蓋所有課堂教學活動的課堂互動功能，如“課堂簽到”“課堂投票”“討論上墻”“隨機選人”“資料共享”“課堂報告”“大數據分析”“電子教案”“教學評價”“問題搶答”“多屏互動”等功能。“超星學習通”教學平臺在形式上把課堂時間分成了兩部分，一部分留給教師進行講授與答疑，另一部分留給學生進行積極討論，這實質上在二者之間引入了一個內化環節，學生理解授課內容以后，積極參與討論，通過討論與講授的有機整合，實現了與“學法”“教法”的對立與統一。

“超星學習通”通過重塑師生關系，重新定義課堂，系統貫徹了現代教學理論與經典學習理論。它通過融匯講練結合、合作學習、精講多練、自主課堂、翻轉課堂、項目化教學管理、案例教學等多種教學法的優點，構建了一種全新的教學模式。

（一）課前教學任務設計

在電信學院2017級本科學生當中，我們將基于“超星學習通”的翻轉課堂模式引入到軟件工程的教學過程中。按照課程教學計劃，教師提前在“超星學習通”上發布相關教學內容，有序安排資料推送、投票、簽到、問答、搶答等相關教學活動，從而方便教學課堂的復用。老師直接利用課堂互動系統的各個功能實現精彩生動的課堂。選取軟件工程課程中一個比較重要的章節“基于UML的面向對象分析與設計”進行教學設計。UML和面向對象方法學基本概念特別多，UML圖大體可分為兩類，結構型的圖包含類圖、對象圖、構件圖、部署圖、包圖;行為型的圖包含活動圖、狀態機圖、順序圖、協作圖、用例圖。面向對象方法學涉及的概念包含類、對象、繼承、封裝、屬性、方法、重載、多態。在翻轉課堂中，學生可以根據自身的學習特點和時間來自由掌控這些基本概念，通過教師提供的教學資源自主完成。同時我們將與軟件工程相關的重難點知識進行碎片化整理，對于每個知識點都相應制作一個短小的教學微視頻，微視頻錄制時間長度大約控制在15分鐘以內。教學微視頻是傳授課堂知識的關鍵，在錄制過程中，教師要保證情緒飽滿、吐字清晰、語速適中。學生平時作業涵蓋了閱讀、分析、編程、團隊合作、技能評估，經過數年實踐考驗，聯系實際，覆蓋面廣。學生在學習過程中如果遇到了問題，可以在“超星學習通”中和老師進行交流互動，類似于微信的師生互動界面，便于師生及時交流，從而提高學生學習的參與度，以便進一步內化知識。

（二）課上教學任務設計

在翻轉課堂的教學過程中，既要強調和突出基本方法概念，又要使軟件工程的內容組織符合學生的認知規律。在理論講授過程中應結合大量實例，并且注重軟件工程技術、方法與工具的綜合應用，同時避免講授內容枯燥和抽象。按照軟件開發過程模型，通過一個綜合案例貫穿面向對象的分析、設計和實現。經過課前學習階段，學生已經掌握了軟件開發的需求分析、概要設計、詳細設計、編碼、測試、維護等軟件開發過程。教師根據學生課前知識掌握程度有針對性的布置實驗任務，實驗難度由簡到難。很多老師反映軟件工程的作業題不好出，學生做的“大作業”也是了無新意。師生們身處轟轟烈烈的軟件產業的大環境，但是在軟件工程課上做的題目卻非常簡陋，沒有起到應有的作用，這的確是一個很有諷刺意義的事情。怎么出一些有分量且能幫助學生進步的題目呢？軟件工程的編程作業是不同于“熟悉某個數據結構/實現某個算法”的算法課作業的。實驗任務的分配形式應該多樣化，包含個人項目、結對項目、團隊項目。對于個人項目，老師規定系統大部分功能、接口和評分規則。主要目的是讓每個學生練練自己的手藝，同時實踐項目管理工具和操作，并能進行簡單的測試用例設計;對于結對項目，兩個學生可以自主選擇編程語言和界面，通過合作完成一個有一定難度的作業，從而鍛煉合作與交流能力，學生也有機會學到不同的框架設計;團隊項目才是真正的考驗，但是有了前面的準備和鍛煉，學生已經可以“到河里游泳”了。學生可以選擇做什么，個人的角色如何定位與實現，通過讓學生獲得更多的控制，激發他們的自我管理意識。

三、結束語

為了更好地測評學習效果，我們利用“超星學習通”的大數據分析功能，收集班級學生信息，對比同學們的學習時間、代碼量、專業技能。數據表明，采用翻轉課堂的教學模式和面向實際、超大量的項目實踐給學生帶來了明顯的變化，不但讓基礎好能力強的學生如虎添翼，而且讓基礎一般的學生也從中受益，能力得到顯著提升。

在今后的教學過程中，要積極落實以“學生為中心”的發展理念，深化信息技術與軟件工程教學的深度融合，不斷探索適合我校實際的在線開放課程自主式內涵發展教育教學的改革之路。

參考文獻

[1]孫文娟.基于超星學習通的“計算機組裝與維護”移動教學模式構建[J].教育教學論壇，2018（31）：212-213.

[2]徐偉，崔柳，曹晶.基于超星平臺大學《計算機應用基礎》課程的設計與實踐[J].計算機產品與流通，2018（1）：168-169.

[3]李萌，基于超星學習通的智慧課堂教學模式研究與實踐[J]，淮北職業技術學院學報，2018（6）：36-40.

[4]朱潔.基于超星學習通的《經濟學基礎》混合式教學模式研究[J].文化創新比較研究，2019（5）：179-180.

[5]孫德剛，曹金靜.探討“軟件工程”課程教學中的翻轉課堂教學模式[J].現代信息科技，2019，3（03）：135-136.

[6]王素琴，王新，石敏.基于CDIO和翻轉課堂的《軟件工程》課程教學研究[J].中國教育信息化，2017（8）：50-52.