基于“超星学习通”的翻转课堂教学设计

熊瑛 刘松龄 朱山

[摘 要] 近年来软件工程学科发展迅速，新的理论、方法和工具层出不穷，软件工程教学面临巨大的压力。将基于“超星学习通”的翻转课堂模式引入软件工程教学过程，明显改进了教学效果，提高了学生学习积极性和实践动手能力。

[关键词] 超星学习通;翻转课堂;软件工程

[基金项目] 中南民族大学2018年校级教研项目“基于翻转课堂的软件工程课程教学模式的研究”（JYX18036）

[作者简介] 熊 瑛（1978—），男，湖北武汉人，博士，讲师，研究方向：人工智能;刘松龄（1963—）男，湖北武汉人，硕士，副教授，研究方 向：机器学习;朱 山（1977—），男，湖北武汉人，博士，讲师，研究方向：机器学习与视频大数据研究。

[中图分类号] G642.1    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）31-0303-02    [收稿日期] 2020-02-03

一、软件工程教学的现状分析

软件工程是一门用工程化的方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、软件开发工具、数据库、系统平台、标准、设计模式等方面。在现代社会中，软件也应用于多个领域，促进了社会和经济的发展，提高了工作与生活效率。如今借助计算机科学与技术、数学、管理科学与工程等学科，软件工程已经从最初计算机科学下的一个学科方向发展成一个以计算为基础的新兴交叉学科。软件工程所涉及的范围非常广泛，同时也是学生们反映比较乏味抽象的课程。但是掌握软件工程的实用技术对有志于投身软件产业的学生来说又很重要。我们常常听到某些老师私底下抱怨软件工程这门课看似简单，实则难教。如果按照经典的瀑布模型来授课，本以为是高屋建瓴，一泻千里，但实际情况却大相径庭。在需求分析阶段，学生根本不了解企业的需求是什么，上课没兴趣，总是打瞌睡。在设计阶段，学生们虽然用Rational Rose工具画了许多的UML图，图中也用到了不少的菱形框、矩形框，但不过如此而已。在实现阶段，学生们一味讨论非常细节的问题，不深入浅出，UML图早已经搁置一边。在稳定阶段，写代码的学生寥寥无几，其他人却无事可做。很多情况下写出的代码不能完成预期的功能与性能，所有设计好的黑盒测试和白盒测试都无法正常进行。在发布阶段，通常只剩下一天时间，此时还有人在不停地调试程序。在维护阶段，随着课程结束，学生们对完成的产品没有进行任何有效的维护活动。这种教学方法对软件工程教育提出了挑战，软件工程的教学面临的压力也越来越大。因此，有必要在教学内容、方法上进行改革，积极探索翻转课堂、MOOC、案例式教学、开放式教学等新的教学模式[1-3]。

二、基于“超星学习通”的翻转课堂教学模式的构建

“超星学习通”[4-6]是基于移动互联网的新一代教学生态系统，为了提高课堂活跃度，提供了覆盖所有课堂教学活动的课堂互动功能，如“课堂签到”“课堂投票”“讨论上墙”“随机选人”“资料共享”“课堂报告”“大数据分析”“电子教案”“教学评价”“问题抢答”“多屏互动”等功能。“超星学习通”教学平台在形式上把课堂时间分成了两部分，一部分留给教师进行讲授与答疑，另一部分留给学生进行积极讨论，这实质上在二者之间引入了一个内化环节，学生理解授课内容以后，积极参与讨论，通过讨论与讲授的有机整合，实现了与“学法”“教法”的对立与统一。

“超星学习通”通过重塑师生关系，重新定义课堂，系统贯彻了现代教学理论与经典学习理论。它通过融汇讲练结合、合作学习、精讲多练、自主课堂、翻转课堂、项目化教学管理、案例教学等多种教学法的优点，构建了一种全新的教学模式。

（一）课前教学任务设计

在电信学院2017级本科学生当中，我们将基于“超星学习通”的翻转课堂模式引入到软件工程的教学过程中。按照课程教学计划，教师提前在“超星学习通”上发布相关教学内容，有序安排资料推送、投票、签到、问答、抢答等相关教学活动，从而方便教学课堂的复用。老师直接利用课堂互动系统的各个功能实现精彩生动的课堂。选取软件工程课程中一个比较重要的章节“基于UML的面向对象分析与设计”进行教学设计。UML和面向对象方法学基本概念特别多，UML图大体可分为两类，结构型的图包含类图、对象图、构件图、部署图、包图;行为型的图包含活动图、状态机图、顺序图、协作图、用例图。面向对象方法学涉及的概念包含类、对象、继承、封装、属性、方法、重载、多态。在翻转课堂中，学生可以根据自身的学习特点和时间来自由掌控这些基本概念，通过教师提供的教学资源自主完成。同时我们将与软件工程相关的重难点知识进行碎片化整理，对于每个知识点都相应制作一个短小的教学微视频，微视频录制时间长度大约控制在15分钟以内。教学微视频是传授课堂知识的关键，在录制过程中，教师要保证情绪饱满、吐字清晰、语速适中。学生平时作业涵盖了阅读、分析、编程、团队合作、技能评估，经过数年实践考验，联系实际，覆盖面广。学生在学习过程中如果遇到了问题，可以在“超星学习通”中和老师进行交流互动，类似于微信的师生互动界面，便于师生及时交流，从而提高学生学习的参与度，以便进一步内化知识。

（二）课上教学任务设计

在翻转课堂的教学过程中，既要强调和突出基本方法概念，又要使软件工程的内容组织符合学生的认知规律。在理论讲授过程中应结合大量实例，并且注重软件工程技术、方法与工具的综合应用，同时避免讲授内容枯燥和抽象。按照软件开发过程模型，通过一个综合案例贯穿面向对象的分析、设计和实现。经过课前学习阶段，学生已经掌握了软件开发的需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、维护等软件开发过程。教师根据学生课前知识掌握程度有针对性的布置实验任务，实验难度由简到难。很多老师反映软件工程的作业题不好出，学生做的“大作业”也是了无新意。师生们身处轰轰烈烈的软件产业的大环境，但是在软件工程课上做的题目却非常简陋，没有起到应有的作用，这的确是一个很有讽刺意义的事情。怎么出一些有分量且能帮助学生进步的题目呢？软件工程的编程作业是不同于“熟悉某个数据结构/实现某个算法”的算法课作业的。实验任务的分配形式应该多样化，包含个人项目、结对项目、团队项目。对于个人项目，老师规定系统大部分功能、接口和评分规则。主要目的是让每个学生练练自己的手艺，同时实践项目管理工具和操作，并能进行简单的测试用例设计;对于结对项目，两个学生可以自主选择编程语言和界面，通过合作完成一个有一定难度的作业，从而锻炼合作与交流能力，学生也有机会学到不同的框架设计;团队项目才是真正的考验，但是有了前面的准备和锻炼，学生已经可以“到河里游泳”了。学生可以选择做什么，个人的角色如何定位与实现，通过让学生获得更多的控制，激发他们的自我管理意识。

三、结束语

为了更好地测评学习效果，我们利用“超星学习通”的大数据分析功能，收集班级学生信息，对比同学们的学习时间、代码量、专业技能。数据表明，采用翻转课堂的教学模式和面向实际、超大量的项目实践给学生带来了明显的变化，不但让基础好能力强的学生如虎添翼，而且让基础一般的学生也从中受益，能力得到显著提升。

在今后的教学过程中，要积极落实以“学生为中心”的发展理念，深化信息技术与软件工程教学的深度融合，不断探索适合我校实际的在線开放课程自主式内涵发展教育教学的改革之路。

参考文献

[1]孙文娟.基于超星学习通的“计算机组装与维护”移动教学模式构建[J].教育教学论坛，2018（31）：212-213.

[2]徐伟，崔柳，曹晶.基于超星平台大学《计算机应用基础》课程的设计与实践[J].计算机产品与流通，2018（1）：168-169.

[3]李萌，基于超星学习通的智慧课堂教学模式研究与实践[J]，淮北职业技术学院学报，2018（6）：36-40.

[4]朱洁.基于超星学习通的《经济学基础》混合式教学模式研究[J].文化创新比较研究，2019（5）：179-180.

[5]孙德刚，曹金静.探讨“软件工程”课程教学中的翻转课堂教学模式[J].现代信息科技，2019，3（03）：135-136.

[6]王素琴，王新，石敏.基于CDIO和翻转课堂的《软件工程》课程教学研究[J].中国教育信息化，2017（8）：50-52.