• 全媒體演講 | 北京理工大學副教授黃天羽:會編程到懂軟件—“軟件工程基礎訓練”混合式課程建設與實踐
    作者:    瀏覽:5792

    11月15日,2020年中國高校計算機教育MOOC聯盟年會在北京盛大召開。會議吸引了來自全國各的地高校領導、高校計算機相關專業院系領導、MOOC名師、課程負責人、一線教師以及MOOC平臺、行業企業的負責人等500余名嘉賓和代表相聚北京,在總結一年來實踐的基礎上,深入探討后疫情時期計算機類在線開放課程在高校的廣泛深入的模式和方法,以促進高校計算機類教育教學更好的發展。北京理工大學副教授黃天羽在會上以“會編程到懂軟件:‘軟件工程基礎訓練’混合式課程建設與實踐”為題從強化專業認知找準教育教學問題、以問題為導向開展混合課程建設、線上線下混合模式開展教學實踐三個角度作了分享。

    北京理工大學副教授黃天羽

    現場精彩演講

    今天我匯報的題目是“會編程到懂軟件:軟件工程基礎訓練混合式課程建設與實踐”。建設一流的課程,首先要找準問題。以問題為導向開展混合課程建設,進而進行線上線下混合式教學實踐。

    首先,我針對“軟件工程基礎訓練”課程如何找準教學問題進行簡單介紹。“軟件工程基礎訓練”是北京理工大學開設的一門必修課,面向軟件工程專業大二學生,這是我校軟件工程教育專業認證的一個重要支撐課程。課程以講授和實訓相結合的方式,主要是培養軟件工程學生的基本理念和能力。學生在這個階段,主要特點是已經學習了一門程序設計語言,我校開設的是C語言程序設計。同學們普遍表現出,對本專業習興趣濃厚,對軟件工程的專業認知度較高。但是,學生們常常會有困惑,包括我自己在上學的過程中,我也有過“學了編程,我能做什么?”這樣的困惑。

    軟件工程專業的定位是立足國家戰略,服務國家工業智能化轉型升級,解決自主產權數字芯困境,培養行業背景的軟件工程人才。作為一名教師,我們還應該思考,如何幫助樹立學生的專業認知的使命感,所以我們這門課還承載了一個重要的使命—樹立軟件報國的遠大抱負。在課程中,引導學生樹立軟件報國的遠大抱負,幫助學生建立開源社會利他的概念,因此,我們建議讓學生了解當前我國的軟件產業需求,將懂軟件的認知提前。

    在建設課程的過程中,為了實現從基礎課向專業基礎課轉變,我們也提出了“1+N選1”的課程內容模式,引入多門國家精品在線開放課程,構建“強基礎、重個性”的教學模式,同時新技術專題領域,來幫助學生構建從編程到懂軟件的目的。

    找準問題是課程建設的關鍵。以往課程教學中因為內容易,學時少,學生多,帶來三個突出問題。先進的解數學題的內容與我們生產生活中實際相關的領域比較少,激發學生的學習興趣比較困難。另外,編程要求高,軟件方法廣,學時供給不足。大班學生多,在一個課堂里,很難做到因材施教,缺失個性化的教學。面對這些挑戰,我們以問題為導向,開展了線上線下混合式課程的建設。

    2017年,我們加強了軟件工程基礎訓練課程的總體目標,強化了從會編程到懂軟件的過渡。課程里我們充分利用線上的資源,課程團隊構建了以Python為工具的新工科路徑的系列課程,總選課人數超過四百萬,從2017年起用于本課程的教學改革。除了利用線上的課程資源之外,我們還出版了三本在線題庫,構建了兩千多個精品習題,通過Python123在線實踐平臺開展教學實踐。本門課程的線下實體課堂,重點講授方法,包括程序設計方法、軟件開發方法;解析案例,如身邊先進的計算案例和實際工程的案例;引入新技術專題,包括數據的、智能的、網絡的和圖形可視化的,指導學生結合個人興趣完成綜合項目選題,幫助同學們來初識軟件工程。

    整個混合課程建設的思路,是以會編程到懂軟件為教學目標,培養學生具有軟件工程實踐的基本能力。針對當前面臨的內容易、學時少、學生多所帶來的學習興趣激發困難、學時供給不足和個性化教學缺失的問題,我們重新構建了教學內容。教學內容由三個部分組成,分別是強化編程、實踐領域和理解軟件。

    課程內容的建設要以問題為導向開展。

    針對“興趣激發困難”的問題,課程引入了先進技術和多領域軟件技術,包括大數據、人工智能、虛擬現實等,引導學生的關注點從編程類的案例問題向實際應用類的軟件工程轉變。同時依托團隊承擔的科研項目,包括國家重大活動的科技保障任務,如奧運會、國慶、春晚等,通過將任務教學案例化引入課堂,大大激發了學生學習的熱情。

    針對“學時供給不足”的問題,我們通過引入一門Phthon課程,幫助同學們建立計算生態的概念,讓學生更早接觸先進領域,包括數據分析、圖形可視化、人工智能以及虛擬現實等領域。通過引入線上課程,學生課前學習,課內老師精講,課后開展訓練,把編程基礎加強提前到了課前,解決了學時不足帶來的會編程但不懂軟件的問題。課程由原來的講授24學時和實踐24學識擴展為線上24學時、講授24學時和實踐24學時。

    針對“個性教學缺失”的問題,學生根據自已興趣選擇一門專題課開展線上學習,專題課課時精短,教學內容約12小時,進而根據所學專題開展綜合實踐項目設計和開發。通過選題,體現了同學們個性化選題和創新的意識。

    通過解決上述的三個問題,我們對教學內容和組織進行了重構。形成了三個階段的教學內容,分別為強化編程、實踐領域和理解軟件。綜上,“軟件工程基礎訓練”課程結合1+N共七門慕課,通過自主線上學習,課堂精講提升,課后密集訓練開展混合教學。

    接下來介紹我們在各個階段的課程是如何具體開展的。

    第一階段基礎訓練,強化編程。在這一階段,課程主要講授語法的重點難點、講述程序設計方法和軟件開發方法。比如給同學們介紹函數定義以及函數調用關系,進一步講授分而治之的設計方法,通過引入一個簡單的體育競技分析案例來講解模塊化的設計。在應用案例中,為了讓同學們生動的理解這種方法如何運用,通過引入平昌冬奧會北京文藝表演仿真系統的設計,使得同學們印象深刻的掌握了復雜軟件系統的模塊化設計思想。

    第二個階段實踐領域,重點進行專題學習。我們引入了六門phthon專題課,在課堂上介紹軟件設計流程。同學們在課下選擇一門線上專題進行自學,設計自已感興趣的實踐項目。

    第三個階段理解軟件,重點讓學生開展綜合實踐。在課堂上主要講授的是軟件工程方法,學生通過課上交流和討論,以及答疑環節,做到了知一懂多,學一會多。課下16個學時完成項目的實施,包括代碼編寫、程序測試以及項目文檔。這就構成了我們整個軟件工程基礎訓練從會編程到懂軟件的教學內容組織。

    在混合教學內容組織安排上,上面是線下部分,下面是線上的部分,學生通過12學時的慕課學習和12學時的一門專題課學習,開展兩次編程實驗,以及20學時的綜合實踐項目,達到了從會編程到懂軟件的知識理解過程。

    在線上線下混合模式開展的教學實踐中,通過開展1+N選1的慕課學習,以及通過課前學習、課上精講和課后實踐對學時維度進行了擴展,構建了知識學習和實踐相融合的教學模式,基本上解決了原本課程中的痛點問題。從2017年到2020年,我們在北京理工大學校內軟件工程專業開展了課程改革實踐,培養學生503人。總的來說,在學時維度擴展上,相比于傳統課程,程序設計部分的講授學時由原來80%降為30%,理論方法講解的學時得到提升,解決了軟件工程教學過程中學時不足的問題。特別是,以往在學習了一門程序設計語言之后,同學們能夠編寫的程序范圍比較少。通過本課程Phthon以及相關的專題學習,學生們能夠編寫的軟件范圍隨之擴大。

    在開展混合式教學過程中,我們總結出“1+N選1”的混合教學模式。這個模式不僅適用于軟件工程專業,也同樣適用于其他專業,該模式構建了“從基礎課,到建立快速的專業認知,向專業基礎課演進的教學路線”。

    在混合課程建設過程中,要更關注的是教學問題和關注教學效果。首先在課程中挖掘課程所存在的教學問題,通過線上的資源和線上的實踐平臺進行在線求解,構建自己課程的建設思路、建設方法和教學體系內容。最后進行線上線下的實施,達成一定的效果,去檢驗我們是否解決了教學問題。只有做好教學效果,這門課的線上線下混合式開展才能成功。

    最后對整個課程教學改革做個總結。第一,堅持問題導向,挖掘“軟件工程基礎訓練”課程所面對的教學問題。第二,經過四年,建設了軟件工程基礎訓練的混合式課程,線上線下融入N門慕課。第三,探索了“1+N選1”混合教學模式在構建專業基礎認知中的作用。

    本文作者:

    1、本文是中教全媒體原創文章,轉載此文章請注明出處(中教全媒體)及本文鏈接。
    2、本文鏈接:http://www.lt-xs.com/i/30242.html
    3、如果你希望被中教全媒體報道,請發郵件到 new@cedumedia.com告訴我們。

    來源:中教全媒體
    進入產品庫

    參與討論 0

    評論前必須登錄!

     

    又色又爽又黄的视频免费