目標導向的軟件工程課程小組討論式學習模式與實踐

姜 瑛，王紅斌，丁家滿，毛存禮，賴 華

（昆明理工大學 信息工程與自動化學院，云南 昆明 650500）

0 引言

軟件工程是計算機科學與技術、軟件工程、物聯網工程等計算機類專業的核心課程，具有知識點多、基礎理論較為抽象的特點。在傳統教學中，通常需要花費大量課時集中講解軟件工程基礎理論與原理，弱化了將軟件工程理論應用于實際軟件開發的思路與過程，對學生思維方式、工程能力和創新能力的訓練不足。

2018年后，昆明理工大學軟件工程課程提出“立足實踐導向，促進能力提升”的混合式教學方法。線上通過慕課完成知識教育，線下通過專題討論、實踐練習完成知識深化與鞏固，提升了學生的綜合素質與能力。學習過程與結果表明，混合式教學方法進一步提升了教學針對性，顯著激發了學生學習的主動性與積極性。同時，該課程于2020年被認定為首批國家級一流本科課程，通過設置項目研發場景、專題報告調研等形式，以問題探究形式開展教學。

然而，由于部分學生不太習慣線上線下相結合的學習方式，并且年級、專業混合選課會導致學生互不熟悉，影響了課上交互學習、課下自主學習的有效開展與教學效果。為此，本文基于混合式教學方法設計一種目標導向的軟件工程課程小組討論式學習模式。

1 相關工作

小組討論式學習是一種合作學習方式，通過教學各要素間的互動，以小組成績為標準，促進成員共同達成目標的教學活動［1］。王丹華等［2］針對大學生計算機基礎課程，對混合式學習環境下小組的學習結構、學習活動、評價等進行研究與實踐。彭濤等［3］針對應用型人才培養，在信息系統分析與設計課程教學中運用案例分析、小組討論等方式提升教學效果。劉江嫻等［4］從分組、選擇主題、創設氛圍、評價等方面提出微博在小組合作學習中的應用策略。羅俊麗［5］采用項目驅動方式，將職業工作過程引入課程教學，對以小組為單位的基于網絡學習空間的混合式協作學習模式進行實證研究。秦攀科等［6］在網絡編程課程教學中，要求學生基于問題進行協作學習，通過自行組建學習小組確定問題解決方案。李向群等［7］基于超星學習通，在線下課堂教學引入討論式教學等方式，增強學生的自學能力與學習積極性。王樂球［8］基于項目導向的翻轉課堂教學設計、基于小組學習的課堂教學過程設計等，實現了“以學為主”的探究式轉變，提升了課程教學質量。此外，部分研究者對計算機專業課程教學的小組討論模式［9］、大學計算機基礎通識課程的小組學習活動［10］、通過小組協作內化計算機專業學生學習能力［11］進行了探討。

然而，上述方法主要針對學生學習方式進行探索與實踐，通過小組學習提升教學效果，并未強調課程教學目標、學生學習內容、學習方式與考核的對應關系，尚未明確小組學習設計與課程目標達成之間的相互關系。

為此，本文通過建立軟件工程課程畢業要求—指標點—課程目標—學習內容—學習方式間的關系，基于目標導向設計小組討論式學習的相關任務，從多維度評價小組討論式學習效果，以充分發揮學生學習的主動性和積極性，進一步促進課程目標達成。

2 基于課程目標的小組討論式學習內容及方式設計

昆明理工大學計算機科學與技術專業是云南省首個通過工程教育專業認證和復認證的計算機類專業。2016年后，該課程按照工程教育認證標準制定了課程教學目標，定義了課程目標與畢業要求的關系，明確了學生學習軟件工程課程后需要達到的知識、能力和素質要求，著重培養學生分析、解決復雜工程問題的能力與創新精神。

為提升學生進行小組式討論學習的效果，本文基于課程目標對學生學習的內容、方式進行相應設計，具體如表1所示。在軟件工程課程教學中，表1中的自主學習與小組討論式學習不存在孰輕孰重，而是相輔相成、相互促進的。

Table 1 Matrix of graduation requirements-indicator points -course objectives -learning content -learning method for software engineering course表1 軟件工程課程畢業要求—指標點—課程目標—學習內容—學習方式矩陣

3 小組討論式學習任務設計

目標導向的軟件工程課程緊密結合國家軟件產業發展戰略，以軟件開發需求分析、設計、編碼、測試、維護及項目管理為主線，梳理了軟件工程的知識地圖與思維導圖，課程內容主要包括軟件開發方法、過程、實踐、軟件前沿專題等。

為達到表1設定的課程目標，學生需要切實開展自主學習與小組討論式學習。因此，本文基于軟件工程課程的課程目標、課程內容、教學方式、考核方式等，對小組討論式學習任務及提交進行設計，如圖1所示。

Fig.1 Task design of group discussion learning in software engineering course圖1 軟件工程課程小組討論式學習任務設計

為了讓學生接觸企業的實際軟件項目，小組討論式學習任務中的系統（圖1的網上購物系統）是本課程教學團隊，通過與相關軟件研發企業合作后提煉課程案例或當前商品軟件，在課程教學中根據學生實際情況或教學進展選用的系統，以培養學生解決復雜工程問題的能力和創新能力。

該課程設計的小組討論式學習任務并非孤立，單個任務需要通過個人自主學習和團隊小組討論式學習共同完成，前者完成得越好，后者就越有可能取得較好的結果，反之亦然。

4 小組討論式學習效果評價

為了較為完整、客觀評價小組討論式學習效果，針對圖1中的不同學習任務，綜合運用個人自評，以及組長、小組內、小組間和教師進行評價，軟件工程課程小組討論式學習評價體系如表2所示。其中，評價子指標需采用定量與定性方式進行綜合評價，相關評價結果納入學生成績評價，用于學生學習過程的督學與導學。

Table 2 Evaluation system of group discussion learning in software engineering course表2 軟件工程課程小組討論式學習評價體系

5 軟件工程課程小組討論式學習實踐與分析

在昆明理工大學計算機科學與技術專業2019級軟件工程課程教學中，對目標導向的軟件工程課程小組討論式學習模式進行實踐和應用，并從小組任務難度、小組內人數、真正參與小組任務的平均成員人數、小組任務平均分數等方面與2017、2018級學生的小組學習情況進行比較，結果如表3所示。

Table 3 Comparison of group learning表3 小組學習情況比較

由表3可知，將2017級的小組任務難度視為1，2018、2019級逐年加大了小組任務難度。其中，2017級采用學生自由組成小組的方式，但在學習過程中發現小組成員較多，部分成員并未真正參與小組任務的完成。為此，2018、2019級改用雨課堂教學工具進行隨機分組，由于任務難度提升，且隨機生成的小組成員間熟悉程度低于自發成組的成員，從而能促使更多成員參與小組任務。在2019級教學過程中發現，幾乎所有成員均參與了小組討論式學習。

此外，隨著小組任務難度逐年增加，小組任務完成的平均分數也呈現逐年上升趨勢，表明學生自主學習和小組討論式學習相互促進，有效支撐了課程目標達成，學生在解決復雜工程問題時的實踐能力得到了相應提升。

6 結語

本文基于混合式教學方法，設計了一種目標導向的軟件工程課程小組討論式學習模式。實踐表明，該模式在一定程度上改進、提升了軟件工程課程的教學效果，但仍存在一些問題亟需解決。

后續，將以解決復雜工程問題能力為目標，根據軟件工程的發展不斷完善小組討論式學習任務設計和相關評價方法，以進一步促進學生自主學習和小組討論式學習的有機融合，持續改善學生學習行為，提升課程教學效果。