《軟件工程》線上線下混合式一流課程的建設

賈曉輝 楊騰飛 劉安戰 車戰斌 開金宇

摘要：針對《軟件工程》課程優質一流課程建設目標，思考線上線下混合式教學中存在的普遍問題，從線上教學資源的建設開始，介紹省級線上線下混合式一流課程的建設內容，包括教學過程設計、翻轉課堂的落地、以教材為根據地充分利用網絡資源、多模態考核方式，為一流課程建設提供可執行方案。

關鍵詞：線上線下混合式；翻轉課堂；軟件工程；互聯網+教材；多模態考核

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）28-0154-04

1 引言

課程作為大學乃至學科的基本教學組成單位，是人才培養的核心要素[1]，是實現”雙一流“建設目標的基石。2019年教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》[2]，和2020年教育部高等學校教學信息化與教學方法創新指導委員會發布的《高等學校慕課建設規范與應用指南》[3]，為高校線上線下混合式課程建設提供了非常有效的引導和指導意見：一流課程應具備先進性、創新性、科學性、系統性等特征；教學內容要與時俱進，廣泛吸收本學科領域的最新科研成果與前沿理論知識；教學模式要打破常規，以學生“學”為中心，以提升學生“能力”為目標；同時教育要遵循科學發展規律，實現師生共同可持續發展，幫助學生進步的同時，教師也能夠自我成長。

近年來，已有很多關于線上線下混合式教學改革的相關研究。李慧等人，從課程建設目標、教學內容和方法、課程考核方式等介紹了《大學計算機》線上線下混合式一流課程建設的思路，在考核中引入質量管理的PDCA循環，從學生興趣出發，從持續考核等方面加強過程監控，推廣“MOOC+SPOC+混合化”的教學方法，提升了學生對教學的滿意度[4]。楊帆針對傳統教學方式不利于工程人才全面培養的問題，從課前、課中及課后三個方面對傳統課堂進行了教學改革與實踐，將在線課堂教學與傳統課堂教學融合成新型智慧課堂，以調動學生學習的積極性為目標，引導學生課前、課中及課后的課程學習、實踐鍛煉及思考，培養了學生的自主學習能力、實踐能力和創新精神[5]。

已有研究闡明了線上線下混合式課程的一般內容及在具體課程中的應用，但在一流課程建設過程中仍存在一些問題。線上線下教學方式結合，豐富了課程互動活動，教學方式更自由，但易打亂課程安排的系統性。

目前各大學中的教學大部分是在學校教務統一領導下的教學過程，教學過程完全依照已定的教學大綱、教學日歷按部就班執行。雖然也是在朝著“以學生為主”“線上線下融合”的教學模式轉變，但是對個性化培養、提升學生“能力”目標并沒有根本變化。同時上課點名、作業提交等整齊劃一的要求雖然統一了學生的整體學習節奏，卻束縛了部分學生的學習深度及廣度，總有一些學生不得已坐在教室接收或者不接收早已掌握的知識。一個普遍存在的問題是任何一本教材的更新速度都無法及時回應技術更新，尤其是日新月異的計算機行業，這無法滿足對一流課程內容與時俱進的要求。教材從編寫到出版歷時1-2年，其間某些技術已經被淘汰，同時一本教材也無法滿足所有教學需求。互聯網發展到今天，教材再也不是獲取知識的唯一渠道，部分學生獲取知識的能力早已走在課堂前面。

思考上述問題，我院在已有《軟件工程》線上線下混合式教學資源基礎上，具體從資源建設、教學建設多方面對一流本科課程建設進行探索。中原工學院軟件學院以高級應用型軟件工程人才為培養目標。《軟件工程》課程是軟件工程專業的必修課、核心課，是培養學生軟件設計和工程實踐能力的重要課程，是提高學生從小程序到大項目開發軟件思維的轉折點，自開設以來受到軟件學院師生的共同重視。從2019年至今的一流本科課程建設效果來看，經受住了疫情考驗，成績顯著。

2 一流資源建設

軟件學院從2015年開始建設線上教學資源，經過課程組教師多年努力，已經具有了完善的知識點視頻、題庫、課外閱讀材料等。視頻資源囊括軟件開發歷史、軟件開發模型、需求獲取、需求分析、需求管理、面向對象系統分析與設計、結構化分析與設計、編碼規范、測試設計、維護、軟件項目管理等覆蓋完整的軟件開發過程需要的知識。課程重點是面向對象方法的功能分析、結構分析和面向對象的體系結構、構件、數據庫及UI等四個方面的設計，具有真人主講、動畫講解、多人會議等不同視頻展現形式，知識結構如圖1所示。

視頻中動畫講解具有變音效果、圖片豐富等更多視覺優勢，令人耳目一新。例如數據庫設計采用動畫形式，以某服裝專賣軟件項目為背景，從概念模型、關系模型到數據表的設計，圖素跟內容渾然一體，語言清脆、流暢，比真人講解更加生動，如圖2所示。

為保證課程內容與時俱進，不定期邀請軟件企業各種軟件項目開發角色人員到校或者連線視頻，講解相關前沿技術及熱門技術。通過與一線軟件人員的互動，不但能夠補充完善課程內容，也能夠提高學生的學習興趣及滿足學生對未來從業環境的好奇心。

在多屆學生的學習中，很多學生的課程項目報告非常規范、專業。這些報告及學生的演講視頻保留為本課程的學習資源，供有興趣的學生學習。該資源可以展示更多更好的學習成果，激勵學生的學習能動性。

該課程已經進行了多屆學生的線上線下教學實踐，通過在線學習、任務點設置、在線測試、作業庫練習、課堂討論、課后完善等多種方式和手段為廣大學生提供教學服務。學生利用網絡資源完成在線視頻觀看、提交作業、測試等日常學習及檢驗，多屆學生順利使用平臺中的題庫開展階段性測試、期末考試，線上資源得到充分利用。線下教學中更多結合學生項目通過互動、講評等方式進一步理解、應用教學內容。

3 一流教學建設

3.1 線上線下混合

以學生“學”為目標，采用課前、課中、課后三段式方法。課前由任課教師布置學習任務，學生主要是通過已有的線上資源，采用“自學、自測”的方式，發現學習中的問題；課堂中采用教師線下答疑解惑的方式，回答學生問題，同時結合線下隨機提問，發起線上主題討論、隨堂測試等方式，鞏固知識，面對面解決問題；課后以線上線下結合的方式，小組合作，教師督導，師生合作，不斷完善教師布置的新任務，不斷迭代項目的需求分析、系統分析、系統設計不同階段工作，持續提交階段性成果，鍛煉學生的總結能力、合作能力、書面表達能力等，培養其終身學習能力。教學過程如圖3所示。

線上交互學習跨越了時空，網絡課堂、班級學習群等實現了師生的2小時之外的即時聯系，隨時與學生取得聯系。相比疫情之前，大部分同學已經適應了隨時觀看群動態的習慣，老師也不用擔心布置的工作得不到及時回應。同時教學過程中，教師需要隨時調整講課方式以檢查學習效果，比如發起搶答，討論展開等。線上交互形式之一如圖4所示。

課堂討論可以形成詞云，通過查看詞云，教師能夠了解大多數學生對知識的理解程度，比如關于需求的課堂討論，形成的詞云如圖5所示。系統需求、用戶需求、業務需求是需求的三個層次，既能看到大多數學生的答案，也能看出不同答案之間的差異。任課教師可以迅速做出判斷，適當調整講課重點。

線下教學中，軟件項目案例貫穿課程始終，比如已結項的獲獎項目，往屆、當屆學生的優秀案例，都可以作為啟發點，引導學生發現有意義的復雜問題。課外由學生選擇要完成的軟件項目案例，個性化培養，并幫助學生利用專業知識尋找合適的解決方案，打破學生固有的思維模式，不擔心能力、不擔心基礎，敢于表現。最終使得學生對學習有興趣、對自己有信心，敢想、敢干，敢于挑戰自己。

線上的各項學習數據統計，為個性化教育提供了參考。教師可以及時查看學生的在線學習數據，了解每一位學生的學習狀況，融合混合式教學的個性化培養與規模化教育。通過學生學習數據的分析及自身的反饋，總結發現其學習規律、學習問題、能力培養問題；針對學生學習數據表現出來的不同的學習興趣點，啟發學生，開展個性化引導。通過對學生數據的跟蹤，分析學習規律，及個性化學生引導。

3.2 翻轉課堂

軟件工程課程重點內容是面向對象的分析方法，重中之重是利用UML開展系統的建模，并應用于某個項目中。需求分析、系統分析、系統設計是該課程的三個重點及難點，為了取得更好的學習效果，以學生項目階段成果分享為主要課堂展現形式，教師引導、啟發為輔助，采用翻轉課堂的教學模式。通常以軟件案例項目為單位，由小組學生限時向大家匯報工作，每次翻轉盡量使每個學生都有表現機會。

具體過程為在需要翻轉的時候，項目小組成員可以安排一人主講，其他人補充。5-7分鐘結束后，其他同學可以提問或者給出意見或建議。小組成員要及時回答提問或者表達對意見或建議的看法，課堂形成相互討論的氛圍。面對質疑，有的小組成員能夠虛心接受建議，有的學生會據理力爭。教師需要隨時把握課堂的走向，并引導學生如何面對不同看法，就問題展開討論而不是演變成吵架等。翻轉也需要不斷迭代，發現問題，完善項目，最終生成滿意的成果。

3.3 互聯網+教材

打破一書定內容的傳統觀念，消除學生唯教材論的認識。以教材為根據地，擴展到互聯網上各種學習資源，比如中國大學MOOC網、雨課堂等學習平臺、技術網站、個人博客、專業論壇、免費的試題網站等，教師根據學習內容及進度需要，布置一定的閱讀任務或者視頻學習任務，拓展學生閱讀量，提升閱讀理解能力及概括總結能力。

緊密結合當今業界新技術，構建多元化教學資源，形成線上、線下多元學習生態環境，賦予課程具有生命活力。軟件工程的資源平臺提供了大量的案例、拓展閱讀材料，如圖6所示。

3.4 多模態考核

課程成績是學生最關心的頭等大事，為了更好地激勵學生投入時間學習，同時也能夠更客觀反映學生的學習效果，軟件工程課程成績評定采用多批次、多形式的持續測試，15+5+30+50=100分的組成，結合了線上、線下、線上線下融合等不同的評價方法。

15%網絡資源學習成績占比，包括線上視頻學習時間長度、頻次、討論的交互等，既讓學生對線上學習有足夠的重視，又不會過度占用學生課下時間，而且因為是平臺自動評價，大部分學生都能爭取到滿分成績。

5%平時成績占比，通常根據學生課中表現，比如課堂線上回答問題、翻轉課堂分享效果、搶答等綜合處理。課中的線上答題群分享同時能夠影響到更多同學的參與，大家相互看到不同的答案，也會對自己的思考有啟發，因此共同學習的效率更高，有些學生學習非常認真，反應也很快，每次課堂都能產生加分記錄。

30%是需求、分析、設計三次不同階段課程的綜合作業的占比，該部分工作需要項目小組成員共同努力，既分工又合作，同時需要不斷迭代，花費大量課下時間，所以占比較大，該部分成績綜合考慮課題難度、報告完善度、規范度、工作量等，同時考慮個人的口頭表達能力。

50%是期末考試成績占比，從平臺的題庫中選取，結合課程難點、重點、包括主觀題目、客觀題目，能夠客觀反映學生的學習過程及學習效果，試卷題目還會結合學生平時作業中解決問題的思路、方案、學習體會。

因為平時表現在成績中占比大，而且有階段性測試，同時大多數學生也認同具有好的學習過程的學習，才能有好的學習結果的觀點，因此絕大部分學生平時學習比較抓緊。該課程成績評價方案自然而然終結了學生依賴期末突擊學習獲得好成績的想法。但是也出現了期末考試成績高分較少的情況，部分原因可能是平時成績確定高分的時候，沒有了更多學習壓力。極少有學生期末考試成績低而且平時成績也很低的情況。

3.5 教學思政

為誰培養人才？培養什么樣的人才？怎樣培養人才？是作為教育工作者必須思考的問題。計算機軟件行業國際競爭激烈，我國的軟件技術人才應當為我國服務，為行業健康發展做貢獻。軟件工程課程連接著校園和社會，連接著人才和企業。在授課當中，即時加入計算機行業的時事新聞，在談論中激發學生的愛國情懷，引導學生的創新意識、科學意識及軟件安全意識。在課程案例項目或學生小組項目選擇過程中，培養學生發現問題的能力，勇于擔當的能力及創業能力。比如中華文明黃帝內經的宣揚，如何通過軟件的方式宣傳黃帝內經，如何通過具體軟件功能讓黃帝內經服務于大眾。讓學生在專業學習獲取技能的同時，又理解中國博大精深的中醫文化。在熱愛技術的同時更熱愛生活，熱愛自己的家、國。

4 下一步工作

線上線下混合式教學可以充分利用線下最優的學生體驗及線上教學資源的同時利用，課中的線上參與，相比傳統的課堂提問學習效果更好，這是單純線上或者單純線下教學無法具有的優勢，因此線上線下的有機結合能夠充分發揮群體智慧優勢。既解決純線上學習的師生零對面、交互困難、更多依靠個人自覺性參與等問題，又可以克服純線下的統一的學習進度，交互效率低的問題，具有完美的吸引力。

目前該課程線上線下混合式教學模式經過不斷摸索，日趨成熟，受到了多方好評，2020年河南省本科線上教學一等獎，2021年河南省一流本科課程，一些兄弟院校作為線上資源引進教學中。但是依然存在一些問題，未來將從三個方面不斷改進。

課堂學習效率的提升，目前的翻轉課堂執行過程中，受到班級規模影響，部分學生能夠切身感受到翻轉的效果，也有一些學生會摸魚。主要表現為不關心其他同學項目的分享，沒有積極參與項目討論。以后可以采用部分學生參與，教師全部參與的方式，保證有充足時間讓所有人參與，同時以記錄平時成績的形式獎勵參與學生。

學生學習能力的定量、定性分析。在課程學習過程中，如何挖掘學生的學習數據，有針對地發現學習規律及個別學生的學習問題、能力問題、思想問題，針對個別學生表現出來的不同的學習興趣點，啟發學生，實現個性化引導，深入探究深層的知識領域。

分層次的不同教學目標兼顧問題，目前基本都是以學分教育為目的的學習，未來會根據學生就業、考研等學習目標不同，引進考研題目、職業資格考試及適當的競賽題型等題型。

5 結束語

論文從線上線下教學中發現的問題出發，對軟件工程課程線上線下混合式教學一流課程建設內容，從線上資源、線上線下混合式教學模式、翻轉課堂實施、互聯網+教材、多模態考核全面闡述了一流建設過程，同時對下一步的建設工作指明了建設思路。

參考文獻：

[1] 吳巖，建設中國“金課”[J]，中國大學教學，2018（12）： 6-11.

[2] 教育部，教育部關于一流本科課程建設的實施意見[S]，教高[2019]8號.

[3] 教育部高等學校教學信息化與教學方法創新教學指導委員會，高等學校慕課建設與應用指南[S].北京： 全國慕課教育創新大會（第二屆）暨高校在線開放課程聯盟聯席會，2020.

[4] 李慧，施珺，陳艷艷，等.線上線下混合式一流課程建設的探索與實踐[J].計算機教育，2021（7）：183-187.

[5] 楊帆.線上線下混合式教學模式的建設與應用[J].科技視界，2021（32）：141-142.

【通聯編輯：王力】