基于案例驅動法的軟件工程課程影響因素實證分析

韓玲玲 李曉東 劉麗丹

摘要：提出基于任務驅動教學法的軟件工程課程教學影響因素主要有案例、教師、學生、設施等4個方面，并闡述以上因素對案例驅動法軟件工程課程教學的具體影響。

關鍵詞：案例驅動；軟件工程；教學方法

引言

社會的發展對軟件工程師知識水平和工作效率的要求越來越高，這就要求高校不斷研究好的教學方法，以培養優秀的軟件工程師人才。案例驅動法是當前教育領域較為有效的教學方法之一，已有教師將該方法引入軟件工程教學。為了確保案例驅動法在軟件工程教學中順利實施，教師應遵循一定的操作方案，在教學設計和實施中重視案例驅動教學的幾個必要因素。

1問題提出

軟件工程學習中學生應掌握如何應用基礎知識解決實際問題，因此，需要與實踐緊密結合的教學方法。為了提高計算機課程的教學質量，學者們進行了大量研究。案例驅動法真正以學生為主體，能夠培訓學生的決策、解決問題、批判性思維、分析、團隊合作、人際交往等方面的能力。以往軟件工程課程的案例驅動法教學一般集中在案例開發或者案例使用，并未系統研究影響案例驅動法進行軟件工程教學效果的因素有哪些。

2研究設計與結果分析

2.1研究設計

第一步是理論研究。學生和教師在預先確定的學習環境中應用案例驅動法進行教與學。根據理論前提使用演繹推斷法分析出4個主要影響因素是案例、教師、學生和環境。

第二步是調查。調查過程分為預調查和調整后調查兩個階段。在預調查階段，我們根據概念模型提出由4個問題組成的開放型調查問卷。調查的目標是評估學生能否接受使用案例驅動法進行軟件工程教學。

在調整后調查階段，調查目標是進一步確認在軟件工程教與學中案例驅動法的每個組成部分特征和對應條件。.數據使用內容分析法對兩組由不同學生組成的訪談進行定性分析得出。

2.2結果分析

該研究致力于獲取基于案例驅動法的軟件工程課程教學中的重要影響因素、相應要素和條件。影響因素和相應要素通過理論研究和兩次調查形成。通過兩個專家評審檢驗并基于專家的建議，我們形成了表1中的影響因素及項目。

3結論與啟示

根據調查結果，基于案例驅動法的軟件工程教學主要包括4個因素，每個因素包括一組在表1中描述的具有一系列條件的要素。基于案例驅動法的軟件工程教學，可從環境、過程和結果3個方面進行分析，如圖1所示，作為一個整體，形成基于案例驅動法的軟件工程教學實施指南。

3.1環境

實施案例驅動法的應用環境包括人文環境和物理環境，其中人文環境包括教師和學生，物理環境指教學設施方面。

1）學生。

如果學生在個性、背景和角色3個方面具有以下特征，則更有利于案例驅動法教學實施：在個性方面，自信、有上進心、自愿參與討論、樂于表達、對案例驅動教學法有興趣并能夠全身心地投入討論；在背景方面，掌握軟件工程基本概念、基礎知識，并具有一定的軟件開發經驗；在角色方面，形成每組3～5人的小組，小組成員由不同性別和不同軟件開發經驗的學生構成，由組長分配任務，進行集體研討、問題分析，并提出解決方案，記錄討論期間的觀點，并將課堂討論的結論和反思增添到報告中。

2）教師。

在基于案例驅動法的軟件工程課程教學中，教師的引導作用不可或缺。在個性方面，教師的課堂輕松愉快，聲音洪亮清晰、聲調恰當，公平地評價學生，講述方法由淺入深、生動、有吸引力，不過于嚴厲，自信；在背景方面，具有軟件開發經驗，理解并熟悉案例，深入理解案例主題，具備敘述和書寫能力；在角色方面，向學生描述解釋案例，控制、引導、鼓勵討論，特別注意內向學生，熟悉學生的個性特征，在學生遇到問題時給予引導并不斷提高教學技能，提供解釋、反思自己的推理和決策過程的機會，安排全員討論或陳述等。教師的準備、時間的安排和評價都是影響效果的要素。

3）設施。

由3個要素組成，分別是座位安排、班級規模和教輔設備。如果班級規模太大，且座位安排不恰當，可能導致案例驅動法無效。在座位安排方面，一字型或u型面向黑板、投影或白板較合適；班級規模不宜過大，30人左右的小班授課更利于研討；在教輔設備方面，可借助投影儀、白板等設備展示教學信息。

3.2過程

這方面的條件包括環境和結果。案例驅動教學的實施過程包括案例準備和案例實施兩部分。案例準備包括準備、執行和總結3個階段：在準備階段，學生討論軟件工程問題，分析項目特征，鑒別信息資源，建立已選資源一致性聯系；在執行階段，學生收集分析數據，撰寫案例，從資源中提煉初步設計；在總結階段，學生完成設計，準備支持資料，通過初步研究進行評估。案例實施包括教師和學生兩個方面，其有效性受設施影響。案例實施包括準備、實施和完成3個階段：準備階段，教師向學生解釋案例，學生準備解決方案，學生提出初步的案例報告；在實施階段，學生介紹案例，學生和教師討論案例，教師對關鍵點進行總結；在總結階段，學生完善報告，教師評價學生，教師和學生反思。

3.3成果

成果是案例實施的效果，它包括案例本身和相應的教案，兩者均用于案例驅動法實施，并根據課程需要經常更新。為了案例驅動法的有效實施，案例需有具體的要素和每個要素描述的條件。案例應遵循軟件課程標準和軟件工程的知識體系：案例特征方面，案例應熟悉、真實、本地化；范圍上，以模塊化或小故事的形式呈現軟件工程案例主題，每堂課包括一個案例的一個主題，不同的案例主題不同；內容方面，案例應簡潔、有吸引力，使學生感興趣；教案方面，案例的教學目標應明確，并列舉推薦閱讀資料，提出實施案例驅動法的最佳范例，包含問題回答和相關的支持文檔；方法方面，如果學生基礎知識扎實，可在教與學中選用一種軟件開發技術，如果學生基礎知識薄弱，應與常規課程內容匹配；在評價方面，要求學生對案例進行思考而非記憶。

4結論的有效性

1）內部效度。

為了方便取樣，研究的參與者為大學生。學生被認為是最合適的人選，因為他們在軟件工程課程學習中使用了案例驅動法。為了減少誤差，我們要求學生盡可能誠懇地給出建議和評論。

2）外部效度。

受學時和資源限制，給參與者的案例不能太多、太廣泛。

3）結構效度。

從本質上，調查和測量的方法是可溯源的。參與者完成案例討論后就參與回答調查問卷，這樣參與者仍記得他們在案例驅動法授課過程中的感受。

4）結論效度。

參與者的能力和經驗不同，受個人因素的影響結果有所不同，作為定性研究，這種差異能夠為調查提供更加充分的數據。

5結語

案例研究的內容是在真實教學情境下，面對不確定的、復雜多變的教學情境，教師所做的決策判斷或兩難困惑，從而促進教師實踐的反思。以上應用案例驅動法進行軟件工程教學的操作方案，包括案例、教師、學生、設施4個主要因素。方案來自一系列的理論研究和實證研究，可用于引導軟件工程教師在課堂中使用案例驅動法。今后仍需不斷研究和求證，以期提煉出更適合的操作方法，滿足軟件工程教學中使用案例驅動法的需要。