软件体系结构课程实施自主式学习交叉案例教学法初探

宋和平

摘 要： 为适应新时期的教学需要，作者在分析当前学生基础学习需求和学习能力的基础上，提出一种引导学生自主学习、教师案例教学交叉进行的教学新方法，并结合江苏大学计算机学院原有教学大纲的实际，应用该方法连续实施两学年教学实践，通过对两批次学生的反馈及实际调查，学生的学习兴趣和实践动手能力均显著提高。

关键词： 软件体系结构 自主式学习 案例教学法

随着软件产业日益成为国民经济的重要组成部分，越来越需要专门的软件设计高级人才。培养软件设计专业人才是当前高校的职责。软件体系结构也称软件架构设计（Software Architecture），是IEEE/ACM计算课程体系软件工程专业软件设计的核心课程。目前，软件体系结构是我国大多数高校软件工程专业本科生的一门专业必修课程，一般在大三下学期开设。该课程主要介绍架构模式和架构设计方法，侧重架构设计思想的实践应用。为了提高软件体系结构课程的教学质量，不少高校总结了一些比较好的教学经验、教学方法[1-3]。但软件体系结构知识点分散和强调实践应用的特点，对课程教学提出了挑战。从我校软件体系结构课程教学实际出发，笔者分析了近年来学生在学习意愿、学习能力、学习目的上的诸多变化，提出了一种“自主式学习交叉案例教学”的教学新方法。该方法连续在2009、2010级本科生的教学中应用，从课堂响应、课程考核及调查反馈等指标来看，该方法能较好地激发学生的学习意愿，提高理论知识及案例分析能力。

1.实施本教学法的必要性

近年来，软件体系结构课程教学存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

1.1学生学习缺乏主动性

软件体系结构涉及知识多而广，内容比较抽象，理论性比较强。学生缺乏项目开发实践经验，对架构设计在软件工程中的应用缺乏了解，进而对这门课程的学习兴趣不大。学生普遍觉得该课程没有实际的技术价值，体会不到架构设计在软件行业的重要性，没有意识到架构设计在提高软件生产率和后期软件维护上的巨大价值，无法真正理解架构设计在整个软件工程中的重要性，从而对该课程缺乏自主学习的积极性。

1.2教学方法单调

采用传统教学方法课堂教学以教师填鸭式讲解为主，学生被动地学习，学习过程枯燥乏味，很难激起学生学习的兴趣进而主动学习。在引入新教学法后仍存在教师学生间缺乏互动交流的问题。

1.3教材问题

教材是教师教学的主要参考，在软件体系结构教学过程中，当前一般主要采用单一教材教学，这样往往不能满足教学需要。比如我校教学大纲安排软件体系结构32个学时，在这么短的课时内参考单本教材不能很好地传授架构设计的知识。另外，现在教材往往更新缓慢、知识落后，不能激起学生学习的意愿。架构设计本身是实践性很强的知识，教材往往很难结合最新应用实际反映当前的研究成果。

2.教学大纲及其教学过程

从我校软件体系结构课程教学实际出发，分析了近年来学生在学习意愿及学习期望上的诸多变化，提出了一种引导学生自主学习、教师案例教学交叉进行的教学新方法。该方法连续在2009、2010级本科生的教学中应用，从课堂响应、课程考核及调查反馈等指标来看，该方法能较大程度地激发学生的学习意愿，提高综合利用所学知识分析案例及实践动手能力。

2.1江苏大学软件体系结构教学大纲

在阐述自主式学习交叉案例教学方法之前，先介绍我校现行的软件体系结构教学大纲，见下表。该教学大纲适应于我校计算机学院软件体系结构课程，全校理工科研究生也可选修。

2.2自主式学习交叉案例教学法教学过程

在实施本教学方法前，学生被动地接受教师讲述的课程知识，对课程内容的掌握完全局限于教师讲授的内容，而自主式学习交叉案例教学法强调以教师布置的自主式学习作为引导，学生在完成自主学习的过程中主动学习知识，教师在整个教学过程中的作用不再局限于对知识的讲解，更是对学生知识总结归纳能力的培养。同时教师对课程内容及时点评纠正，并辅以更为具体的案例，以便加深学生对所学知识的掌握和应用。

案例交叉教学法总体分为两个阶段：课前学生自主式学习和课堂学生报告与教师点评及案例交叉教学。

第一阶段：课前学生的自主式学习。教师布置学生自主式学习任务，在上课前将自主式学习任务通过交流渠道（如QQ群等）布置给学生。学生以学号为序分为若干组，每组负责指定章节内容的学习，并通过小组讨论学习后提交课堂报告PPT。

第二阶段：课堂学生报告与教师点评及案例交叉教学。学生分组组长演示自主式学习报告PPT。教师对学生的自主式学习报告作点评，对学生对课程知识的理解进行综述，重点讲解本章内容中学生理解不全、偏颇甚至错误的地方。最后是案例教学部分，围绕一个特定的案例把所学知识应用到软件设计上，比如第9章，按照概念架构设计的要领逐步分析PMSuite案例的概念架构设计。

2.3教学实施要点

自主式学习交叉案例教学法关键在于“自主”和“案例”两个方面，以下是讨论实施中的一些要点：

2.3.1自主式学习强调发挥学生的主观能动性，体现在学生分组合作完成报告PPT。学生分组学习讨论有利于集思广益、取长补短地完成报告PPT，培养学生的团队协作能力。教师要给出一个示例报告PPT，引导学生自主学习。训练学生查找文献资料及总结、归纳的能力，同时给学生一个报告展示的机会，引导学生如何做好PPT，如何更好地展示知识。在课堂前期学生汇报过程中，教师要记录学生报告在展示能力和内容两方面的表现，并在学生结束报告后作细致点评。根据课程知识点，教师要补充和完善学生报告的遗漏甚至错误理解，对重点内容要重复加深理解。

2.3.2在案例教学部分，选择一套项目管理系统PMSuite案例贯穿全部教学要点。案例教学过程中紧紧围绕设计PMSuite软件系统中怎么应用所学知识，分析过程中采用循序渐进、逐步推进、由简入繁等策略。在案例讲解过程中淡化具体功能的实现，而是作为架构设计采用的策略。引导学生分析案例设计时采用规定的步骤或程序，培养学生综合分析问题、解决问题的能力。通过自主式学习和案例教学相结合，加强学生对软件架构的概念和设计思想的理解，让学生牢固掌握所学知识。

3.教学效果分析

到目前为止，我们已在本专业的2009、2010级学生当中实施本教学法。在课程结束后对学生进行了问卷调查，同时结合学生平时和考试的情况，总结出以下几方面的成果。

3.1提高学生的学习意愿

在以往的教学中，学生多是被动地接受教师传授知识，许多学生慢慢地习惯了懒散没有进取的学习心态，特别是对软件体系结构这么一门理论与实践联系比较紧密的课程，学生大多存在畏惧心理。实施本教学法后，学生普遍能积极主动地查找资料，特别是对能在课堂上报告表示出强烈的兴趣。同时，通过具体实际的案例教学，给学生以活学活用的感觉，不再认为上课是那么枯燥乏味。

3.2丰富课堂教学形式

自主式学习不仅给了学生一个培养自己在查找资料，归纳、总结完成PPT的能力，而且给了学生一个充分展现自己的口头表达能力的机会。从问卷调查反馈信息来看，PPT展示过程是学生收获最多的过程。同时，这种由学生自己做报告的教学形式新颖活泼，活跃了课堂教学氛围，释放了学生的自由，创造了展示自己的机会，从而培养学生独立思考、临场应变的能力，为他们以后走向工作岗位奠定基础。

3.3培养学生的团队合作精神

自主式学习是分小组进行的，而且是以学号为序的没有特别安排的小组，这样可以培养学生随机组团合作的能力。以小组为单位讨论学习完成总结报告PPT，培养学生团队合作的能力，发挥各自所长，取长补短。

3.4提高学生的综合实践能力

由于课时的限制，对很多知识点设法作展开讲解，本教学法在课堂前给予学生自主式学习时间，学生主动涉猎比较广的知识范围，在教师点评过程中对学生自主式学习进行强调和补充。在案例教学过程中再一次升华学生应用所学解决实际问题的能力。

3.5提高教师的授课综合能力

本教学法对教师备课和讲解提出了更高要求。学生自主式学习完成后要求教师对学生的报告过程进行点评，要求教师在学生的口头表达和内容展示上有细致的观察，给学生提高报告展示的建议和意见，同时要求教师把握学生学习的效果是否满足教学要求并及时补充和完善。案例教学要求教师收集案例，认真分析推敲并应用所学解决实际问题。

4.结语

近年来，随着信息产业的规模化、产业化、正规化及国际化步伐的加快，国内外越来越需要大批的高级软件设计人才，这给我国大中专院校带来了新的挑战和机遇。软件体系结构课程是当前软件工程专业学习软件设计的专业必修课程。为适应新时期的教学要求，本文提出了一种紧密结合自主式学习、案例教学交叉进行的教学新方法。该教学法综合考虑学生的学习意愿、学习能力等诸多因素，以培养学生的学习兴趣为出发点，以培养学生实践能力为目标进行教学。通过课程考核及课后调查表明，绝大部分学生认为课程的教学使他们掌握了软件架构设计的基本方法及案例分析能力，特别是学会了自主学习解决实践问题的能力。

参考文献：

[1]陈长清.软件体系结构课程教学探讨[J].计算机教育，2008（22）：134-135.

[2]路纲，刘侍刚.软件体系架构案例教学：连珠软件开发[J].计算机教育，2011（16）：81-85.

[3]朱鹏程，管致锦.基于能力本位的“软件体系结构”实践教学环节[J].计算机教育，2011（17）：39-42.