面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計方案課程教學(xué)改革探索與實踐——以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例

1、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程教案改革探索與實踐一一以西北 農(nóng)林科技大學(xué)為例-設(shè)計論文 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程教案改革探索與實踐一一以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例 張宏鳴，李書琴，王美麗，張曉婷，張陽 （西北農(nóng)林科技大學(xué)信息工程學(xué)院，陜西楊凌712100） 摘要：分析了當(dāng)前高等院校面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程的教案現(xiàn)狀及存在問 題，提出了該課程基于啟發(fā)式、工程驅(qū)動式、案例式教案方法下課程大綱、教 案內(nèi)容的確定，工程、案例的選取，實習(xí)、實驗的構(gòu)建。在知識體系結(jié)構(gòu)、教 案方法、考核方式、教案資源建設(shè)等方面，探討了本門課程的教案改革思路。 關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計；教案方法；案例教案；工程驅(qū)動 中圖分類號：G642.0

2、文獻標(biāo)志碼：B文章編號：1674-9324 （2015）06- 0093-03 基金工程：中央高校基本科研 業(yè)務(wù)費（QN2013051，ZD2012018 ， 2013BSJJ105 ）;西北農(nóng)林科技大學(xué)教改基金工程（面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計優(yōu)質(zhì) 課程資源建設(shè)；軟件工程專業(yè)個性化能力培養(yǎng)模式研究（JY1301009 ）;信息 系統(tǒng)分析與設(shè)計課程實驗教案的改革與探索（JY1302069 ），陜西高等教育教 案改革研究工程（校企聯(lián)合軟件工程專業(yè)建設(shè)與實踐，11BY10） 作者簡介：張宏鳴（1979-），男（蒙古族），內(nèi)蒙古赤峰人，副教授，主 要從事區(qū)域土壤侵蝕評價與數(shù)字地形分析研究，Email : em

3、ailprotected。 通訊作者：李書琴（1965-），女，陜西澄城人，教授，主要從事計算機應(yīng) 用技術(shù)方向的研究，Email : emailprotected。 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計（OOAD ）課程是軟件工程專業(yè)課程的必修學(xué)科。主 要任務(wù)是在學(xué)生已掌握的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言的基礎(chǔ)之上，使學(xué)生們能夠深 入理解面向?qū)ο蠓椒ǖ木韬蛯嵸|(zhì)，全面了解面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域的 主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)，包括面向?qū)ο蟮男枨蠼！⒚嫦驅(qū)ο蟮南到y(tǒng)分析、 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計及設(shè)計模式、軟件架構(gòu)和軟件構(gòu)件技術(shù)等內(nèi)容1-4。 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計是現(xiàn)代軟件企業(yè)廣為采用的一項有效技術(shù)5，由于其 較強的理論性與實踐性

4、，歷來是教案的難點。掌握面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計原理和 技術(shù)對軟件開發(fā)有著重要的指導(dǎo)作用。高校是承擔(dān)軟件人才培養(yǎng)的主要場所， 但長期以來，一個不爭的事實是，IT用人單位常常對剛進入工作崗位的畢業(yè)生 不滿意，他們認(rèn)為學(xué)生在學(xué)校里并沒有為自己將來所從事的工作做好必要的準(zhǔn) 備，而教育界也意識到存在的問題，采取措施進行教案改革。面向?qū)ο蠓治雠c 設(shè)計課程教案改革的一個主要方向是使課程的教案、實踐等環(huán)節(jié)與現(xiàn)實軟件開 發(fā)中的情形更加相符。 一、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程現(xiàn)狀 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計方法是目前軟件開發(fā)的主流方法，它是軟件工程人才 必須掌握的基礎(chǔ)知識和必備的能力6?？梢哉fOOAD是軟件系統(tǒng)開發(fā)中最能 體現(xiàn)從業(yè)

5、人員創(chuàng)新思維以及其技術(shù)精髓閃光點之處7，而與這門課程在軟件行 業(yè)的重要性形成鮮明對比的是，目前 OOAD課程教案體系與模式已然落后。由 于軟件工程專業(yè)2008年開始建設(shè)，該課程目前已完成 08、09、10、11級軟 件工程專業(yè)，10、11級電子商務(wù)專業(yè)講授，教案體系、師資隊伍、教案資源亟 須完善。理論講授如何和工程實踐相關(guān)聯(lián)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性如何提高 等等，教案改革迫在眉睫。 隨著教案的不斷深入，通過對國內(nèi)多個高校面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程設(shè)置 和教案目標(biāo)運行的調(diào)查，結(jié)合社會對人才需求和該課程人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析， 發(fā)現(xiàn)課程存在如下問題： 1. 教案內(nèi)容有待完善，缺乏相對應(yīng)的教案方法和手段。教

6、育教案內(nèi)容的制 定，只針對了課程本身，沒有很好地注重學(xué)生解決實際問題的能力，對面向應(yīng) 用的要求認(rèn)識不足，過多重視理論教案，弱化了技術(shù)應(yīng)用和實踐能力培養(yǎng)，缺 少面向?qū)ο笏季S培養(yǎng)，從而導(dǎo)致學(xué)生分析和設(shè)計能力提升較慢，更多地停留在 基礎(chǔ)知識和基本的應(yīng)用層面。 2. 教案資源匱乏。多媒體輔助教案是一種非常有效的現(xiàn)代化教案手段，是現(xiàn) 代教案改革的方向之一 8，由于課程開設(shè)時間較短，課程教材、多媒體課件、 參考資料不足，建立配套的教案資源，提供網(wǎng)絡(luò)教案交流手段，提供教案效果 和教案水平方面開展的工作還不夠，不能很好滿足教師備課、課程教案和學(xué)生 學(xué)習(xí)的需要。 3. 實驗教案環(huán)節(jié)有待完善，缺乏設(shè)計性、綜合性、

7、應(yīng)用性實驗工程。實驗教 案環(huán)節(jié)，只針對章節(jié)所學(xué)內(nèi)容進行實習(xí)，而對綜合應(yīng)用、實際問題的解決缺乏 有效的實驗教案內(nèi)容和教案環(huán)節(jié)。 4. 教案手段和方法較單一。目前面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程僅僅完成了對 相應(yīng)的教案課件、教案、講義的建設(shè)，在教案方法、教案手段、網(wǎng)絡(luò)教案平臺 上還需要進一步探索和研究。 5. 考核與評價方式單一，缺乏整體考核體系。目前采用單一考試成績作為評 價課程學(xué)習(xí)的主要依據(jù)。只注重知識考核，缺乏教案過程考核，應(yīng)建立健全考 試系統(tǒng)，實現(xiàn)知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)相結(jié)合的考核方式，使考核更加合理、公 平、公正。因此，我們積極進行新的教案體系和教案方法的改革 、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程改革的探索 針對

8、課程目前的實際情況，進行面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課程改革時，既要照 顧到課程基礎(chǔ)理論，又要照顧到分析與設(shè)計技術(shù)的新動向，因此我們在以下方 面進行改革。 1. 提高師資隊伍水平，建設(shè)結(jié)構(gòu)合理的課程組。師資隊伍是課程建設(shè)的基 礎(chǔ)，一流的師資才能保證有一流的課程，按照多年在其他課程中的教案經(jīng)驗 9，成立以課程負(fù)責(zé)人任組長，長期從事該門課程教案的主講教師為成員的課 程小組，課程小組成員必須具有職稱梯隊、學(xué)歷梯隊、專業(yè)及年齡結(jié)構(gòu)合理的 特點。同時課程小組負(fù)責(zé)研究課程的目標(biāo)及課程體系，制定教案大綱及教案計 劃，設(shè)計教案方案及教案過程，開展教案研討，監(jiān)督教案質(zhì)量和效果，集中解 決教案中出現(xiàn)的問題。課程小組成員針對

9、課程情況，不定期地外出考察，參加 教案研討會，或進高校、公司、企業(yè)進修，了解國內(nèi)外面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計課 程的教案、應(yīng)用的現(xiàn)狀、學(xué)科發(fā)展動態(tài)及社會人才需求，與時俱進地完善教案 體系，修訂教案大綱。 2. 更新教案內(nèi)容，改善教案組織方法，構(gòu)建合理的教案、實驗架構(gòu)。在教案 組織和課程講授過程中引用先進的教案理念，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進行 輔助教案，提高教案質(zhì)量和效果。不同的教案方法和教案手段在不同章節(jié)合理 搭配，揚長避短。教案組織方法如下：（1）不斷更新教案內(nèi)容、完善教案過 程、提高學(xué)生能力。課程組制定并規(guī)范了教案內(nèi)容，制作電子教案，并及時進 行更新。同時，任課教師根據(jù)學(xué)生的實際情況課前做適當(dāng)調(diào)

10、整，各教師間定期 交流、相互聽課、優(yōu)勢互補。（2）根據(jù)教案情況，結(jié)合課程特點，以案例為基 礎(chǔ)，以實踐為導(dǎo)向來組織教案。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計是一門理論與實踐并 重的課程，Java語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、軟件工程、Web程序設(shè) 計等課程是其先修課程。本課程對學(xué)生對工程的實踐能力要求較高，通常要求 學(xué)生開課前要具備一定的工程開發(fā)經(jīng)驗，這樣學(xué)生在問題的理解和掌握上會更 加準(zhǔn)確。在近三年的授課過程中，課程組還發(fā)現(xiàn)僅僅擁有工程開發(fā)的經(jīng)驗還不 夠，如果能夠跟進工程，對工程進行不斷的更新和升級對OOAD的理解起到更 加重要的作用。因為在工程功能增加、系統(tǒng)邏輯變復(fù)雜的過程中，學(xué)生很容易 發(fā)現(xiàn)自己編寫的程序

11、存在的問題，更加深刻地理解 OOAD及其使用方法。但由 于教案條件的限制，大部分學(xué)生在本課程前并沒有參與過工程的開發(fā)，因此課 程的教案方法顯得尤為必要。教案過程中啟發(fā)式教案、工程驅(qū)動教案、案例教 案貫穿始終。啟發(fā)式教案主要用在問題的提出部分，或引出解決方法部分。 如：什么樣的表示方法易與不同領(lǐng)域的人員溝通，引出UML ;怎樣表達(dá)對象的 調(diào)用順序，弓I出順序圖等。 工程驅(qū)動教案法10是指在教案中引入若干個工程，按照實際軟件開發(fā)中 的方法與步驟展開教案。課程組目前主要采用兩個工程貫穿課程始終，35個 學(xué)生為一組，該分組保持在教案的各個部分。首先進行系統(tǒng)設(shè)計編碼，在教案 過程中根據(jù)課程進度，進行面向

12、對象的分析與設(shè)計，實習(xí)過程中進行修改。一 個是學(xué)生信息管理系統(tǒng)，一個是綜合教務(wù)管理系統(tǒng)。學(xué)生管理信息系統(tǒng)要求具 有課程查詢、課表查詢（分別按班級、教師、教室）、選課、成績查詢等基本 功能。學(xué)生對系統(tǒng)較熟悉，因此對問題域的了解較清楚。這個工程實際上是使 學(xué)生能夠利用面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的知識來解決熟悉領(lǐng)域的問題。綜合教務(wù)管 理系統(tǒng)在學(xué)生信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加教師模塊和管理員模塊，使管理員能 夠排課、查詢課表（同學(xué)生），教師模塊能夠提交成績，生成多種報表。該工 程是在前一個工程的基礎(chǔ)上完成的，使學(xué)生能夠在原有基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)更新和 維護，總結(jié)接口、類、屬性、方法設(shè)計的缺點和漏洞，體會和理解面向?qū)ο蠓?/p>

13、 析和設(shè)計方法的作用。 案例教案11-13是由美國哈佛法學(xué)院前院長 Langdel于1870年首創(chuàng)，后 經(jīng)哈佛企管研究所 Doham 進行推廣，并從美國迅速傳播到世界許多地方，被 認(rèn)為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。20世紀(jì)80年代，案例教案引 入我國14。課程主要案例及分析過程中讓學(xué)生通過分組討論完成，應(yīng)用場景 如下：面向?qū)ο蠓治霾糠植捎媒涤昵治g力工具軟件為案例，該工具是利用“水 量計”記錄的降水?dāng)?shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，獲取次降雨次數(shù)、次降雨總量、次降 雨歷時、次降雨平均雨強、次降雨能量、最大30分鐘雨強、降雨侵蝕力。該 案例是學(xué)生沒有接觸過的專業(yè)領(lǐng)域，對問題的理解需要通過與領(lǐng)域?qū)＜疫M行交

14、 流，同時代碼編寫不多，又能說明 OOAD中的相關(guān)問題?；谠摪咐瓿蓪?問題域的分析，繪制用例圖、類圖、順序圖、通信圖、活動圖、包圖。最終將 學(xué)生提交的分析模型進行課堂分享，選取1組學(xué)生完成較好的進行講解。源碼 及分析模型的參考供學(xué)生下載、討論和學(xué)習(xí)。面向?qū)ο笤O(shè)計部分將前期分析作 為設(shè)計的基礎(chǔ)，按學(xué)生所學(xué)先修課程及自身語言掌握情況，將學(xué)生分為6組， 分別為C+、Java、C#、JSP、ASP.NET、PHP進行設(shè)計。根據(jù)該案例，將采 用C+編寫的程序從問題域部分、人機交互部分、控制驅(qū)動部分、數(shù)據(jù)管理部 分、構(gòu)件與部署部分分別講授面向?qū)ο笤O(shè)計的內(nèi)容和相關(guān)方法。 3. 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教案平臺，為學(xué)生

15、提供豐富的學(xué)習(xí)空間。搭建網(wǎng)絡(luò)平臺，將教案 課件、教案、實習(xí)作業(yè)、習(xí)題、優(yōu)秀作品、源碼等提供給學(xué)生參考。增加課程 相關(guān)內(nèi)容的輔助信息，對課堂知識進行擴充，為優(yōu)秀學(xué)生提供更加廣闊的平 臺，同時學(xué)生亦可選擇自己感興趣的內(nèi)容進行自我提高。提供可在線答疑的師 生交流平臺，為學(xué)生關(guān)心的重點、難點問題進行講解和說明。 4. 強化平時考核，淡化期末考試，增加課程后期實踐教案環(huán)節(jié)。學(xué)生的分析 和設(shè)計能力是無法通過期末考試的一張試卷所反映出來的，所以學(xué)生的平時考 核尤為重要，平時考核可以占到最終成績的30%，由作業(yè)、實習(xí)實驗效果和工 程講解組成，其中本課程的設(shè)計模式部分可由學(xué)生分組進行講解，然后老師點 評、補充完

16、成，根據(jù)學(xué)生完成的效果給分。這種形式使學(xué)生對設(shè)計模式的理解 更加深入，能夠理論聯(lián)系實際。為了鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)效果，在大三暑期增加校企 實訓(xùn)的實踐課程，課程將企業(yè)指導(dǎo)教師引入學(xué)校，按照企業(yè)軟件制作的標(biāo)準(zhǔn)過 程，對系統(tǒng)進行分析、設(shè)計和編碼，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚摫M快地應(yīng)用到實踐中。 目前已完成08、09級的實訓(xùn)，學(xué)生對課程內(nèi)容、課程在企業(yè)開發(fā)中的應(yīng)用掌 握得較好，同時對授課方法也反映較好。 5. 編寫符合教案要求和目標(biāo)的實習(xí)指導(dǎo)書。實習(xí)指導(dǎo)書是知識鞏固的重要途 徑，是促進教育教案改革與發(fā)展，提高高等教育教案質(zhì)量的重要方面?；?此，編寫合適的實習(xí)指導(dǎo)書，將新的教案理念和教案思想、學(xué)科發(fā)展方向融入 到教案中去

17、成為了課程建設(shè)亟待解決的問題。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計實習(xí)指 導(dǎo)書經(jīng)過3次修訂，于2012年9月投入使用，目前效果良好。實習(xí)指導(dǎo)書主 要包括Rational Rose的使用；繪制用例圖、類圖、順序圖、通信圖、活動 圖、包圖；研究生培養(yǎng)管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計過程。 三、結(jié)語 經(jīng)過3年的面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計課程建設(shè)，目前已經(jīng)基本形成了合 理的職稱梯隊、學(xué)歷梯隊、年齡梯隊，課程體系已經(jīng)具有客觀性、科學(xué)性和可操作性?？己梭w系完善，能夠激發(fā)作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵學(xué) 生的個性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)全面的專業(yè)人才打基 礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)教案平臺提供了教案團隊之間教案信息共享和交流，為學(xué)生知識

18、擴 展、自學(xué)、互動提供了有效的技術(shù)支撐，為教案實施提供了保障機制。在進一一 步的工作中，我們按照精品課程的標(biāo)準(zhǔn)，進一步完善課程的教案資源，將教案 視頻、教案案例庫組織完成，完成更加全面的教案資源建設(shè)。 參考文獻： 1 任華，馮曉蘭探析應(yīng)用型本科軟件工程專業(yè)教案的改革J.新西部， 2011，（ 3）: 176-177. 2 王新海，李建東，李捷娜.軟件工程專業(yè)課程體系研究與實踐J.計算機教 育，2011，（ 4）： 70-73. 3 楊書新，李淑芝，蘭紅.關(guān)于軟件工程專業(yè)課程體系設(shè)置的思考J.江西理 工大學(xué)學(xué)報，2008，29（ 2）： 74-76. 4 李志民，趙一丁，恒底.“面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計”優(yōu)秀課程建.計算 機教育，2012，（ 8）： 51-53. 5 白曉清，王勇，