案例增量式教学法的程序设计课程教学探索

尤垂桔+孙丽丽+惠苗

摘 要：针对当前程序设计课程教学中体现出来的学生工程实践能力和系统思维能力差的普遍情况，提出一种新的教学方法：案例增量式教学法。该教学法以工程实践能力和系统思维能力培养为目标导向，以案例为组织教学的载体，通过案例的增量式扩展推进整个教学过程，实现案例增量过程与教学过程的融合。学生在案例不断完善的过程中完成课程的学习，形成了一个完整的、系统化的知识体系，同时提高了学生的工程实践能力。

关键词：程序设计课程；案例增量式教学法；工程实践能力；系统思维能力

【中图分类号】G642.0 文献标志码：A 文章编号：

1 引言

程序设计是一个系统工程，传统的程序设计教学过于强调知识点的教学，弱化了系统化思维和工程化思想的训练，其具体表现在以下两个方面：

第一，在教学过程中，比较注重单个知识点的讲授和训练，不注重知识点之间的应用串联，课程中的每个实验是独立的，缺乏体系性，学生掌握的知识是离散的，没有形成一个系统化的整体；

第二，在教学过程中，学生被动的接受知识，缺少在实际案例环境下进行主动思维、独自分析的编程训练，工程实践能力差。

其教学结果的实际表现是学生无法基于所学的知识开展具体的系统开发任务，这背离了程序设计课程的基本教学目标。本人在近三年的程序设计教学中，围绕程序设计课程的基本教学目标，以系统化思维和工程实践能力的培養为目标导向，形成一种新的程序设计课程教学方法：案例增量式教学法。该教学法以案例为教学载体，以案例的增量发展为途径，通过案例的不断完善推进教学过程，实现案例增量过程与教学过程的融合。

2 案例增量式教学法的内涵

案例增量式教学法是在教学过程中以案例为中心，在案例增量发展的过程中融入新的教学内容，把教学内容逐步组织成系统化的整体。案例增量式教学法基于软件工程方法中的增

量思想，将该思想与案例教学法相融合。增量思想基于人的基本认知规律，强调系统化的认

基金项目：三明学院教育教学改革项目（L1111/Q）

作者简介：尤垂桔（1976-），福建大田人，讲师，硕士，主要从事大数据处理、机器学习。

知和循序渐进的原则；案例教学法是以案例为基础，在教学过程中强调独立思考、引导学生

从注重知识到注重工程实践能力的转变。案例增量式教学法的关键要素是案例，案例是教学内容的组织载体；核心是案例的增量发展过程，增量发展过程的每一增量是一个可发布的软件版本，并融合了相应的教学内容，在前面增量的基础上开发后面的增量，通过一系列的增量发展过程，形成一个完整的软件版本，同时把教学内容以模块化的方式组织为一个系统化的整体，从而推进整个教学过程的实施。

案例增量式教学法要求教师对课程有全局的掌控能力，能够根据认知规律和教学内容要求设计合理的案例增量过程，由浅入深、循序渐进，从培养学生对课程的学习兴趣开始，慢慢积累成就感，然后再将教学引向深入，内容覆盖整个课程。

3 案例增量式教学法的实施方法

案例增量式教学法的实施过程包括教学内容分析、案例及增量过程设计、教学过程实施等几个步骤，如图1所示。

2.1 教学内容分析

程序设计课程是工程实践类课程，系统性和体系性是程序设计课程教学应该关注的焦点。因此，在进行程序设计课程的教学内容分析时，应着重考虑教学内容的系统性和体系性，以满足工程实践对系统性和体系性的基本要求。程序设计课程教学的最终目标需要落实到工程实践，因此程序设计课程的教学内容分析应有别于传统的以教材为中心的分析方法，应立足于应用的角度，考虑该门课程的教学内容能否形成对典型应用的完整支撑。为了使教学内容与实际应用有比较好的符合度，在实际的教学内容分析过程中，可借助一个典型软件系统为应用背景来进行辅助分析。一个典型的软件系统本质上是一个数据处理系统，包含三个核心要素：用户、数据与环境。从系统用户角度出发，应包含用户与系统的交互，用户使用系统的权限，用户对数据的使用等相关的教学内容；从数据角度出发，应考虑与数据的输入输出，传输、接收、处理、存储、安全等方面相关的技术内容，从系统的环境角度出发，应考虑软件系统运行的软硬件环境的建设及环境安全性维护的内容。 因此，从用户、数据、环境三个维度对程序设计课程作宏观整体的分析，能比较全面的涵盖课程的教学内容，形成一个完整的、足以支持一个典型应用系统开发的完整的技术体系。在确定课程教学内容的基础上，对每一部分的教学内容进行应用方法及典型应用场景的分析，并分析知识点之间在应用上的逻辑关联性，为案例及案例增量的逻辑设计提供基本依据。

在教学内容分析的过程中，可以借助思维导图工具（Mindjet）来辅助完成分析过程，形成教学内容的完整体系。下面以《Java Web应用开发》课程为例，给出其教学内容分析的基本框架，如图2所示。

2.2 案例及增量过程设计

案例增量式教学法通过案例来组织教学内容，案例的设计应从教学内容出发，形成对教学内容的全覆盖。在设计时应把握以下几个原则： 第一，案例设计要以教学目标为导向，以教学内容为依据，所设计的案例要覆盖基本的技术应用；第二，案例设计要基于典型的真实的应用场景，要有代表性，既能体现知识的应用，又能做到举一反三；第三，案例设计要基于学生的认知能力和水平，要能体现一定的问题情境，既能被学生所理解，又要留给学生足够的思维空间，通过案例分析过程，培养学生分析问题和解决问题的能力和方法；第四，案例本身要具有可分割性，便于进行增量式划分，每个增量对应一个教学单元，把教学内容通过增量以模块化的方式进行组织，通过一序列的增量过程最终形成一个完整的项目。

案例的增量过程与教学过程相对应，增量设计应考虑以下几个方面：第一，增量的难易程度要控制在一个比较合理的范围，要基于大多数学生的认知能力和水平，工作量不宜太大，保证学生在正常的学习时间内能基本完成；第二，确保每个增量是一个可发布的逐渐完善的版本，学生可以直观的感受到学习成果，通过成果激发他们的求知欲望和学习兴趣；第三，增量的逻辑顺序在考虑基本的知识逻辑的基础上，以业务过程和开发流程为原则来进行教学过程的组织，便于学生理解和组织实施。

案例增量发展过程中的每个增量对应一个具体的教学内容和目标，每个增量都是一个可发布的版本。下面以基于Java Web的资源管理系统为例，进行增量设计，并把每个增量与相应的知识点和目标对应起来，如图3所示。

2.4 案例增量式教学法的具体实施

案例增量式教学法的具体实施应以教师引导、学生主导为主要原则，具体要求如下：

1）在课程开始前，教师可结合教学内容分析框架向学生介绍本门课程的技术体系，具体的应用领域，让学生对课程的学习内容及应用方向有个直观的认识；

2）结合案例增量过程设计图介绍本门课程的教学方法、教学目标、阶段提交成果及最后提交的成果，让学生明确“学什么、怎么学、能做什么”，让学生对课程有一个明确的目标导向，通过成果驱动的方式激发学生的求知欲望和学习兴趣；

3）具体到课堂教学中，应该改变传统的“满堂灌”方式，采用如图4所示的学习路线进行。

图4 案例增量式教学法实施路线图

在该学习路线中，教师的主要作用是引导，重在“抛砖引玉”，提问题、分析问题、给思路方法，让学生自己去思考解决问题。通过学习、思考、实践的过程，培养学生学习能力、思考能力、解决问题的能力以及工程实践能力。

4 总结

通过案例增量式教学法开展程序设计课程教学，突破了原先的理论化教学和知识离散化教学的缺陷，学生的工程实践能力和系统思维能力明显增强；同时，在案例增量式扩展的过程中学生直观的感受到学习的阶段性成果，学习的成就感增强，伴随着系统完善的过程，学生的求知欲和学习动力得以延续，学习的积极性和主动性明显提高。

基金项目：三明学院教育教学改革项目（L1111/Q）

参考文献：

[1] 王灿辉，张舒，林郎碟.案例教学法在软件工程教学中的应用[J].计算机教育，2012（1）.

[2] 苑俊英，张鉴新等. 校企结合下的一体化增量式Java 项目教学研究.计算机光盘软件与应用[J]，2013（1）.

作者简介：尤垂桔，男，福建省大田县人，1976年8月生，，讲师 ，研究方向：计算机网络、信息安全endprint