“UML软件建模”的课程教学改革实践

刘浩　周红

摘要：针对传统教学模式在“UML软件建模”课程教学中遇到的问题，本文在“项目驱动法”的基础上，提出了一种基于“翻转课堂”的新型教学模式：该教学方法围绕软件工程中的具体的软件设计案例，强调在线教学平台的设计与使用，强调课前学习，强调课上的在教师引导下的分组讨论。实践表明，该教学方法大大提高了学生的学习主动性和参与意识，有效地解决了该课程因的高綜合性和概念抽象性而容易导致学生学习困难的问题。

关键词：统一建模;翻转教学;项目驱动;在线平台

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0115-02

Abstract：Aiming at the problems encountered by the traditional teaching mode in the course teaching of "UML Software Modeling"， based on the "project-driven approach"， this paper proposes a new teaching mode of "flipped classroom"： The method emphasizes the design and use of online teaching platforms， emphasizes pre-class learning， and emphasizes group discussions in class under the guidance of teachers.Practice has shown that this teaching method greatly improves students learning initiative and awareness of participation， and effectively solves the problem of students learning difficulties due to the high comprehensiveness and conceptual abstraction of the course.

Key words：Unified modeling; Flipped teaching; project driven;online platform

1 前言

在国家大力推动教育改革的新形势下，改进教学模式，提高教学质量已经上升到教育领域的战略高度，成为教学工作的当务之急[1]。

传统的教学模式，主要以教师为中心在课堂教授学生知识，教师是课程的主导者，学生是被动的参与者，这种模式的缺点是：比较死板，灵活性不够，学生在教学过程中完全是被动方，主动参与性不够，同时缺少独立思考问题和强化知识的时间和机会，从而造成课堂参与度低，课下独立探索少的情况，大大降低学习效率[2]。

针对这种情况，我们探索运用“翻转教学”的教学模式创新来进行教学改革试验。

2 翻转课堂教学模式

“翻转教学”起源于2007年美国科罗拉多州，两位中学教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯为了帮助进度慢的学生，创造性地采用了录制“微视频”并用于课前预习的方法，取得很好效果，从此“翻转课堂”教学方法流行开来[3]。

“翻转教学”的特点在于翻转课堂在上课前将教学内容（通过微视频的方式）布置给学生，将知识的传递从课堂提前到了课前，提高了学生自主学习的能力，在课堂上针对课前问题师生交流、互动，学生有更多的时间完成知识的内化，使得教学质量大大提高。

“翻转教学”是对传统课堂式教学模式的“翻转”，核心思想在于将学习的决定权从教师转移给学生，就是教师策划问题、录制视频、提供学习资源，学生在家中或课外在线学习，回到课堂上师生面对面交流和完成作业，实现教学流程由“先教后学”转变为“先学后教”的逆序创新[4]。

3 UML 软件建模

统一建模语言UM L是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言，用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统工作文档。它主要讲解软件设计中的用例图，类图，时序图，活动图，组件图等UML建模图的设计规范及在软件设计阶段的实际应用，其作用域不仅包括面向对象的分析与设计，还包括从需求分析开始的软件开发的全过程。

UML建模语言因为其简单，规范，统一的特点，而且具备可以对系统开发的各阶段分别进行建模的优势，成为计算机软硬件系统开发过程中的主要建模工具。

由于“UML软件建模”的重要性及其在行业中的地位，使其在实际的软件工程中得到广泛应用，同时成为高校计算机专业学生的重要专业基础课程之一。目前全国多数高校都已将“UML统一建模语言”纳入计算机专业的必修专业基础课以适应IT技术的发展，满足软件开发行业的人才需要。

“UML软件建模”是一门实用性非常强的课程，它必须有“C语言”，“Java语言”等程序设计语言作为先验基础课程，且必须有一定软件开发的经验，所以初学学生会感到较大的难度，按照传统的教学模式，教师以教材为中心，按教案既定的方式教学，这种程序化的教学模式使得学生主动参与度低，实践机会少，实际能力提升缓慢。

针对这种情况，按照“翻转课堂”的教学理念，我们精心设计基于“项目驱动方法”的“UML软件建模”课程“翻转教学法”，在实际教学中取得了较好的效果。

4 UML翻转课堂教学模式设计

在软件工程中，UML软件建模用在软件需求建立后的软件设计阶段，它主要目的是为后面的软件开发（程序设计）阶段提供设计文档，针对上节所述学生对这种既要求有较好基础知识，又要求有实际开发经验的课程感到困难的具体情况，我们结合“项目驱动法”和“翻转教学法”，设计了新型的案例教学模式，该教学方法流程如下图所示：

具体的教学方法步骤如下详示：

4.1 课前教学设计

针对软件工程的复杂度和UML建模的具体要求，本教学设计强调基于实际案例的教学方法，举例说明：教学中以如下具体的软件工程设计为教学案例：

“酒店预订管理软件”：此软件具有“客房信息管理”，“用户信息管理”，“客房预订”，“换房处理”，“入住登记”，“离店结账”等多个功能，教学设计中需要学生按照UML统一建模的原理，做出“客房预订”和“入住登记”这两个过程的类图和时序图。

本课程的教学设计中，按照“翻转课堂”的原理，课前学习的内容有两个：

1） UML统一建模原理中的“类图”和“时序图”原理

2）“酒店预订管理软件”的内容和设计要求

学习方式是在线学习平台的建设：教师通过“微视频”，“课前讨论题”，“课前在线交流”等方式，让学生课前学习UML建模原理中的“类图”和“时序图”，以及“酒店預订管理软件”的使用，讨论怎么开始进行软件建模。

4.2 课堂讨论式教学

课堂讨论式教学是“翻转教学”的核心，翻转课堂作为一种不同于传统教学理念的新型教学模式，它主要是将传统课堂教学过程中知识传授和知识消化吸收的过程互相交：课前在网络资源及其他资料的辅助下完成传统教学过程中知识传播的任务，知识的消化吸收则是在课堂上在老师和同学的协助下完成，教师的角色已经由教书匠转变为引导学生自主学习，帮助他们解决学习过程中遇到的困难和问题的导师[5]。

针对上面那个“酒店预订管理软件”案例，在上述课前学习的基础上，在课堂上，把学生分为几个小组，每个小组由组长负责，先分组讨论“酒店预订管理软件”的用户需求，UML建模原理中的“类图”和“时序图”，然后，重点探讨如何用学到的UML建模知识来对“酒店预订管理软件”设计建模，做出设计文档。

在小组讨论中，教师要实时观察学生的进展，必要时引导，鼓励学生更加积极地参与讨论， 并适时做些简短，精要的点评。

小组讨论后，教师组织两件事，首先是各小组之间讨论及问题挑战，组间PK，上升到班级集体讨论，在此过程中不断激发学生的创新意识和挑战意识。最后，老师对整个讨论式的教学进行总结和点评，对表现突出的同学进行奖励。整个翻转课堂，教师由传统教学模式中单纯的知识传授者，转变为学习过程的指导者;学生由被动的知识接受者，转变为学习活动的主体。

4.3 课后作业

课后，老师必须布置相应的在线作业，巩固加强本节课堂的学习内容，对于上面这个案例而言，课前和课堂都是学习讨论UML建模原理中的“类图”和“时序图”，以及“酒店预订管理软件”的需求和应用，因此课后在线作业，就一定是用UML建模原理作“酒店预订管理软件”的设计，即做出系统的“类图”和“用例图”，教师必须及时检查学生提交的作业，并予以反馈。

5 总结

“UML统一建模语言”作为计算机专业课程，具有实践性强，高度抽象和概念性的特点，用传统的教学模式，初学者往往感到难以掌握，本文采用基于案例教学的“项目驱动法”，精心设计“翻转课堂”教学模式，强调在线课程建设和教师学生之间的交流互动。教学实践表明，这种教学模式能够大大提高学生的学习主动性和参与性，教学效果提升明显。

参考文献：

[1]郑羽洁.计算机应用背景下教改项目的优化手段研究[J]. 电脑知识与技术，2018（14）：129-130.

[2] 宋朝霞，俞启定. 基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远见教育杂志，2014（1）：96-104.

[3] Sams， Aaron. The flipped classroom， 242nd National Meeting of the American-Chemical-Society （ACS）. AUG 28-SEP 01，2011.

[4] 曾贞.反转教学的特征、实践及问题[J].中国电化教育，2012（7）：114-117.

[5] 钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）：60-66.

【通联编辑：王力】