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基于 OBE 理念的《软件工程》课程 改革与实践

刘海芹

淮南师范学院,淮南,232038

摘要: 为了使《软件工程》课程教学能达到计算机科学宇技术专业毕业目标点要求;采用了讲授法+项目驱动式教学,在课堂上讲授了理论知识和实践方案,把学生分组,要求学生项目组开发软件,对学生提交的软件及文档评价,建立多维评价体系;课程期末考试与目标支撑关系总体达成度可以达到85.2%,在今后的教学过程中还有对学生综合能力、知识整合能力和解决实际问题的能力的培养。
关键词: OBE教学理念;目标完成度;课程目标;毕业要求指标点
DOI:10.12721/ccn.2021.157093
基金资助:淮南师范学院校级重点项目“增强现实技术在智慧旅游中应用的研究”(2018xj23zd);淮南师范学院教研项目线上线下混合教学“金课”的设计与实践--以《UI 设计》为例(2019hsjy33)
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以结果为导向的OBE(OutcomesBased Education)教育模式,是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育结果的结构模式。[1]《软件工程》授课对象是计算机科学与技术本科专业的学生,它是计算机科学与技术本科专业中软件方向的核心概论课程。通过系统地介绍软件软件开发和管理相关的模型、方法、技术、过程、技术、过程、工具和环境等内容,使学生了解软件工程发展的全貌,从而掌握软件工程学科各领域重要的基本原理、方法、技术与应用,为从事软件开发和更深入地学习研究软件工程理论打下良好的基础。

1  基于OBE理念的《软件工程》课程教学改革总体方案

根据OBE的核心思想,基于OBE理念的《软件工程》课程改革,要解决一下四个核心问题:

(1)想让计算机科学与技术专业的学生学习《软件工程》课程后,取得学习成果有哪些?

(2)为什么要让计算机科学与技术专业学生取得这样的学习成果?

(3)如何通过《软件工程》的课程教学有效地帮助计算机科学与技术专业的学生取得这些学习成果?

(4)在学习完本门课程之后,我们如何知道计算机科学与技术学生是否取得了预期学习成果?

为了解决以上的四个核心问题,我们制定了《软件工程》课程改革的课程方案。首先定义以结果为导向的教学目标,也就是学生要取得的学习成功;其次我们要论证教学目标的合理性,如果不合理,重新定义教学目标;再次,为了帮助学生取得学习成果,确定教学内容和教学策略;最后,制定评价标准,测试学生是否取得了预期的学习结果。

2 软件工程的课程目标

2.1 基于OBE理念的课程目标

课程目标1 了解软件与软件工程的发展;理解和掌握传统开发方法和现代化开发方法的基本思想及基本概念;掌握使用面向对象思想的开发的方法和技术。

课程目标2 能撰写软件需求规格说明书;能编制并审定软件设计规格说明书;能根据软件的特点选择合适的语言;编写程序代码;制定和编写测试方案。

课程目标3 掌握软件工程学科各领域重要的基本原理、方法、技术与应用。

课程目标4 为从事软件工程实践和更深入地学习研究软件工程理论打下良好的基础。

2.2 《软件工程》课程目标与毕业要求指标点对应关系

表1 目标与指标点对应关系

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3 基于OBE理念的优化教学内容

在《软件工程》的课程体系,一方面强调软件工程基本原理和软件工程的思想等理论性知识;另一方面应强调解决软件开发工程的技术能力,以软件工程过程为主体的实践方式、以教学效果完成度和应用能力评价体系的项目教学系统结构。

3.1 本课程的主要内容

软件工程的的主要内容包括:软件与软件工程概念、系统工程、需求工程、设计工程、结构化分析与设计、面向对象方法基础、面向对象建模、基于构件的软件开发、敏捷软件开发、人机界面设计、程序设计语言和编码、软件测试、软件维护与再工程、软件项目管理。

3.2 教学策略

软件工程的课程教学除了让学生学习计算机软件开发工程中的理论知识,而在软件开发过程中的方法和技术的学习也是同样的重要。但是,对于本科生来说没有软件开发经验,理解理论知识就有些困难,掌握实际开发时的技术就难上难了。本学期课程是计算机科学技术专业的三个班的学生。在教学过程中,采用的讲授法+项目驱动式教学。

(1)组建学生项目团队,每组5人左右,由学生自愿组队。

(2)选题、可行分析和需求分析。教师提供一些能结合日常生活的来自企业的子系统或是科研项目的子课题。更鼓励学生自选项目,可以是学生自己感兴趣也可以是来源学生创业项目。

确定选题后,学生团队要进行可行分析,主要分析当前项目技术上是否可行,法律上是否可行,经济上能否得到相关企业的支持。教师要衡量技术难度与工作量是否能到要求。如果选题不可行或是工作量不足,重新选题。

需求分析,确定系统的主要功能。

(3)项目开发

项目组成员根据自身的情况选择开发方法进行开发,也根据团队成员对语言的熟悉程度选择开发语言。

(4)测试,项目组内自己进行测试完成后,交给平行组进行测试。

(5)项目交付。由于学生团队的开发经验不足,加之软件本身的原因,所以无法确定当前找到的错误是否是最后一个错误。但是我们的项目一定要完成。所以我们项目完成的标准是,软件能完成预期的功能,软件在没有做它不应完成的功能。

4 课程评价

基于OBE理念的教学强调的是学生的学习效果。传统的试卷考试只能考核对概念、方法和技术的记忆情况。不能全方面评价学生是否取得了预期的学习成果。所以我们要建立多维的评价体系。

4.1评价标准:

课程考核成绩采取平时考核成绩(含期中测验、作业、考勤以及课堂表现等)、实验考核和期末考核相结合的方式综合评定。

(1)考核方式:实验考核内容为:项目作品;期末考核为:试卷。

(2)成绩评定:课程总成绩=平时成绩×30%+实验×23%+试卷×47%。

4.2  实验考核:以实验作品为主,以学生团队开发项目。

学生团队需要提交:需求规格说明书、软件设计规格说明书、应用软件的安装程序及源程序代码、相关插件、测试方案及学生团队的分工及实际工作考核表。

项目验收成绩分五类,分别为:优秀、良好、中等、合格与验收不合格

5 改革成效

5.1 基于OBE理念的课程目标达成度评价

根据《软件工程》课程教学大纲要求明确本学期《软件工程》考试题目与课程目标的支撑关系。

表2 课程期末考试与目标支撑关系表

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5.2 通过以上数据和教学反思,得到的结论如下:

存在的不足及原因

(1)学生在掌握软件工程基础知识、基本方法和技术还是比较不错的。但是有少数概念掌握不是牢固,填空题的得分率没有选择题高。

(2)试题五(测试实例设计)是根据给定的程序段,请根据语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖覆盖和路径覆盖等覆盖标准分别设计最少的测试用例。而学生得分情况有些两极分化,有些学生可以取得满分,有少数学生的试题五部分是空白。此题目既要求学生的白盒测试中的逻辑覆盖测试的语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖覆盖和路径覆盖概念达到了知道、领会和应用的水平,又要达到分析、综合和评价的层次。题目的难度较大。此题的达成度为8.1,说明大部分的同学达到了目标。还有少数部分同学可能对基础知识掌握略有欠缺,所以在做要融合分析、综合和评价的题目时无从下手。

5.3 认知能力达成方面

(1)存在的不足及原因

高阶认知能力发展不足,特别是知识综合使用的创造能力偏弱。主要原因可能是在教学过程中对学生综合能力的培养力度不够,学生缺乏知识的整合能力,以及运用所学知识解决实际问题的能力。

(2)经验和改进措施

基于OBE理念的课程教学,课程目标是教学活动的出发点,是评价学生是否取得了相应的学习成果的重要依据,是师生为之共同奋斗的目标点。所以在,设计课程目标时要分析教学内容、学生状态和学生学习起点。

本课程重构了教学目标,合理教学内容,利用学习通制作在线课程,教学平台发布资源、教学视频、线上作业。

布置综合性和设计性的作业,有利于培养学生的主动学习能力和团队合作意识。

加入课程思政,激发了学生爱国热情和努力学习意识,在教书过程中体现育人元素。

参考文献:

[1] 唐娇莉,陈岳芬基于OBE教育模式的新闻传播课程改革--以《危机传播》为例 [J]. 新闻知识,2016(07):66-68.

[2] 顾佩华,胡文龙等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014,1.

[3]汤晓燕, 云忠. 面向工程教育专业认证的课程教学改革: 以工程图学课程为例[J]. 大学教育, 2019(5): 69-71.

[4] 殷俊;胡夏芸;王晓军.OBE理念下操作系统原理课程目标达成度评价方法研究[J].计算机时代,2019(9):84-87

作者简介:刘海芹,1981年7月,讲师,硕士,主要研究模式识别,虚拟现实。