基于“做中学”理念的教学方案设计与实践

摘要：针对如何提高学生实践能力的问题，本文总结了在湖南大学软件学院以“做中学”理念进行的实践教学研究。以“计算机组成与结构”为实施对象，依据“做中学”理念提出了“做中学”的主要特征，并给出了具体的实施方案。

关键词：教学改革；实践教学；做中学

中图分类号：G64 文献标识码：A

1引言

我国传统教育模式中，占主导地位的是理论教学，教学过程以知识传授为主，课堂以教师为中心，教学内容被极其详细地分析和解释，教学效果评价以“学生是否听懂、教师讲解地是否详细”为评价指标。在这种教学模式下，学生比较轻松，只需听懂即可，但问题在与，教育的最终目的是培养即有理论功底，又具备实践能力的人才。这种“听中学”的教学模式使得本是教学活动主体之一的学生处于被动状态，学习缺乏针对自身不足的而设定的明确目标，工程实践能力更是难以提高，其能力构成无法满足未来工作的需要。对于极其强调实践能力的软件行业而言，这种教育模式的缺陷更为明显。软件开发过程所需的人际交流能力、团队合作能力、人文素养等在“听中学”教学模式下则很难涉及。因此，在软件人才培养中如何探索新的教学方式，以便有效培养符合软件产业需求的人才是软件教育领域所共同关注的问题。

针对工程教育的特点，教育学家提出了“做中学”的教学理念，并成为当前工程教育改革的一个重要方向，而大量认知心理学研究也证实了“做中学”理念的科学性和先进性。许多教育家也在不同国家、不同教育层次实践“做中学”理念。如：美国当代著名教育学家Roger Schank在美国多所小学、中学和大学尝试全新的“做中学”课程体系，并在卡内基梅隆大学软件学院运用“做中学”的教学理念设计了整套软件工程课程体系；Nobel奖获得者Leon Lederman博士以“动手做”为中心的探究式学习也得了广泛认可；中国著名教育学家韦钰也在中国中小学中推广Leon理论等“做中学”教学模式。结合自身实际和产业需求，湖南大学软件学院也在本科教学中探索了“做中学”的教学理念。

特别是针对目前我国的软件工程教育而言，如何高质量地培养信息产业所需要的高素质软件人才，是我国35所国家示范性软件学院都在积极探索和实践的课题。湖南大学软件学院在分析和总结已有教学经验的基础上，结合软件工程的专业特点，在本科教育中大力开展了以“做中学”为中心思路的教学改革和尝试。本文总结了我们在“做中学”理念的实践方面进行的实践研究。特别是针对具体一门课程，设计了一种体现“做中学”理念特点的教学方案，并成功在一个年级中实施。

2 “做中学”教学理念

我国教育部于2001年批准设立了35所示范性软件学院，其目的在于为信息产业培养高质量的从业人员。但软件人才培养更侧重与工程型人才培养，这与我国目前以科研人才培养为主的人才培养模式存在一定的差距。因此，探索新的、适合工程教育模式的教学理念是各所软件学院共同关心的问题。

针对软件工程专业工程实践性的特点，不同软件学院探索了不同的教学模式，提出了不同的实践体系。比如：针对“软件工程”这门非常重要而易流于形式的课程，浙江大学软件学院探索了在互动的前提下，如何在课程中融入了有效的实践环节。清华大学软件学院从规范的角度对软件工程的知识体系进行了研究，其中包括大量的实践内容。哈尔滨工业大学软件学院以工业化为核心研究了软件人才培养的实践教学体系。这些实践都试图突破传统以理论讲授为主的教学模式，通过引入实践环节来提高学生的动手能力。

湖南大学软件学院在总结已有教学经验的基础上，在本科教学中以提高学生的动手能力为核心目标，较为深入地探索了“做中学”的教学理念。经过教学实践的不断挖掘，我们认为“做中学”教学应包括如下几方面特征：以经过裁剪的适合案例为课程依托，以教师引导和监督、学生自治为中心，以团队为基本组成单元，以阶段任务为驱动，以阶段讲评为交流窗口和考评依据。

对于上述特征，具体解释如下：(1)案例：合适的案例是“做中学”的实施基础。良好的案例应该具备一定的综合性、能贯穿课程主要知识点、同时尽可能有一定的趣味性和吸引力。这样的案例才能有效地引导学生主动去做，在做的过程中不断提高和深入。(2)教学过程控制：在“做中学”教学中必须明确教师和学生的角色，既不能变成另一种“教师讲、学生听”，也不能完全放任学生。在教学过程中，教师将引导和监督整个过程，在案例开始阶段及时讲解最为基本的入门知识；在案例进行阶段不断发现和总结各团队的共同问题，及时解难释疑保证案例顺利进行；在案例阶段讲评阶段，要及时指出各团队与最终目标的切合程度，鼓励创新。同时，一定要明确教师不过分干预各团队的正常进度，不硬性规定具体细节，保证团队的自主性。(3)组织方式：案例完成以团队为基本组织单位，每个团队由3~4人组成。团队不宜过大以保证效率，同时应当在团队开始组建时，明确团队成员的角色，鼓励团队成员间的分工合作。(4)阶段任务和考评：案例应尽可能地分解为以周为单位的阶段任务，督促每个团队按周完成给定的任务。同时，结合课程实际，以每周或几周为单位要求每个团队制作演示文档，进行公开的阶段汇报和作品展示。这种方式可以明确各团队进度，促进团队之间的交流，也能锻炼学生的表达和交流能力。

3基于“做中学”理念的教学方案设计

在教学实践中，我们将“做中学”理念融入“计算机组成与结构”的教学中，总结了一套体现“做中学”理念的教学方案，并在两个教学班(62人)中进行了实施。实施效果表明，基于“做中学”理念的教学能够有效激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习，具有较好的教学效果。

3.1教学背景

软件设计者对软件系统运行环境硬件技术是否了解、了解多少会很大程度地影响软件系统的性能，“计算机组成与结构”作为信息类专业本科教学体系中的一门核心基础课，对于软件工程专业而言，课程为学生提供理解计算机系统的整体概念，为系统软件和应用软件的开发提供坚实的基础。

在软件学院的教学体系中，大多将其定位于专业基础课，并且汇编语言部分占据了一个相当的地位。如：北航软件学院将其放在“学科基础课程平台”范围内，包括两门课程：计算机组成原理与汇编语言和计算机体系结构，汇编语言部分单独占用了26个课堂学时。同济大学软件学院在2005级软件工程本科培养计划中设置了四门相关课程，其中：“汇编语言”和“计算机组成原理”为“学院或专业大类平台课程”中的必修课，“微机原理与接口”和“计算机系统结构”为“学院或专业大类平台课程”中的限选课，汇编语言有40个课堂学时和80个实验学时。分析中发现，偏向计算机底层知识的课程一般是系统性的进行开设，并兼顾了培养学生使用汇编语言进行底层软件开发能力，为以后学生从事更为复杂的系统软件的开发打下基础。但由于各种实际条件的限制，湖南大学软件工程专业所开设的偏向于底层和硬件方面的课程相对较少，这使得本门课程内容必须综合相关课程(计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理和汇编语言等)内容才能使学生具备相对完善的基础。我院嵌入式技术方向也要求学生必须具备较为扎实的计算机系统知识，特别是汇编语言编程能力，才能在后续的学习和研究中游刃有余。而目前，总的教学改革是趋势削减必修课学分、降低授课学时。

在这种教学背景下，如何探索有效提高学生的工程实践能力的教学模式，是我们在教学中要解决的关键问题。因而，以激发学生学习激情、侧重能力培养的“做中学”理念成为我们实践的教学模式之一。在课程实践环节中，“汇编语言”在沟通理论教学和培养学生实践能力方面起着重要作用。

需要特别指出的是，本阶段任务并不一定要求独立完成，但一定要独立理解实现代码的每一行。因此，特别要鼓励学生不懂就问，实践表明，在1：16的师生比配置下，可以达到让每位学生顺利完成第一阶段的目标。

(2) 团队基本分：

能够按时完成每周所分配的任务，可以得到团队基本分55分。根据每个团队的完成质量在此基础上上下浮动20分。

团队加分项：评为月度最佳(即：每阶段最佳)一次，加10分。

团队减分项：缺勤严重，组员内讧，互相推诿责任的团队可以给予最高20的扣分。

在团体分基础上对每个组员进行考核，对其成绩进行增减。

在项目进行中，阶段最佳团队以学生无记名投票为主。具体产生方式如下：每班8个团队，每4个团队评比出一个最佳团队，投票由另一个班的4个团队采用无记名投票方式给出。如果最高团队和次高团队的得票数差额小于4票，则由教师团队参与投票(教师团队有4票的额度)。

(3) 个人奖惩分：

增分项：组长加5分；组内被评为最佳组员一次，个人分加2分，上限为10分。

减分项：缺勤一次扣2分；每周极其不配合团队合作者扣2分。

个人表现分：指导教师根据每组实际表现可以对每位组员给予加/减10分的奖惩。

3.3实施效果

在为湖南大学软件学院2006级讲授“计算机组成与结构”实践课程时，我们实施了本文设计的“做中学”方案。实施结果表明，相比于传统的实践教学方式，学生的学习参与度明显增加，教学效果明显。

在这些教学效果中，有如下几点是教学团队特别注重的：

(1) 学生不再满足于完成给定的任务，而是实现了许多创新性的功能。如：正确按下下落的字符使得该字符反弹到顶部；游戏节目采用霓虹灯式的闪烁效果；字符的爆炸效果；游戏难度设定，包括：加速和减速下落字符、同时下落几个字符等。

(2) 学生的团队意识、表现意识明显增强。这个方面最明显的表现就是在阶段讲评中，各团队所做的充分准备，如：精致的演示文档、认真准备的发言稿等。有团队为了能让每位组员都有表现机会，将演示文档分为不同阶段，轮流上台发言。

(3) 注重团队作品的独立性。抄袭现象是教学中让每位教师都极其头痛的事情，但在本次实践中，让教师团队满意的是，最终每个团队不仅能完成项目，而且给出了各具特色的作品。每个团队都有意识地使自己的作品有与众不同之处，并且在公开讲评时说明团队作品的不同。更难能可贵的是，有团队在展示作品时，特意逐一感谢了所帮助过自己的同学，这让学习气氛更加充满了善意。

在实施过程中，也存在需要进一步调整和完善的地方。比如：考虑到团队基础不同，可以考虑给出难度不同的案例，以充分发挥学生的创造性；考虑到后续课程的安排，可以考虑结合后续课程内容的案例，未必一定限定在一门课程中等。这些考虑将在后续的教学改革中进一步探索。

4结论

基于“做中学”理念，本文在教学实践基础上，提出了“做中学”教学的实施方案，包括案例设计、团队组成、阶段任务设计、课堂组织、管理、考评等各个环节。同时，结合教学实践，给出各环节中需要注意的实施事项。在实际教学效果中，相比于传统的实践教学模式，“做中学”教学使得学生的教学参与度大大提高，嫩激发学生的创新性，同时也可以培养其团队合作意识等能力。

参考文献

[1] 杨芙清. 软件工程教育的思索与实践[C]. 全国高效软件工程专业教育年会(2007)论文集,2007:9-15.

[2] 凌小宁,边耐政,林亚平,黄学东. 以学生为中心的做中学软件教学模式[C]. 全国高效软件工程专业教育年会(2007)论文集,2007:47-51.

[3] 林怀忠,杨小虎,陈越. 软件学院中“软件工程基础”课程教学改革的探索与实践[J]. 计算机教育,2007,(8):34-36.

[4] 刘强. 软件工程专业规范的研究与思考[C]. 全国高效软件工程专业教育年会(2007)论文集,2007:23-33.

[5] 马培军,范国祥,刘曙,徐晓飞. 哈尔滨工业大学软件学院的实践教学体系[C]. 全国高效软件工程专业教育年会(2007)论文集,2007:55-61.

[6] 张锦,王如龙,林亚平,边耐政,凌小宁. 面向“做中学”的教学实践研究[C]. 第五届中国软件工程大会论文集,2008:124-126.