项目导向教学方式软件设计论文

时间:2022-10-02 12:25:19

项目导向教学方式软件设计论文

一、TRIZ理论与项目导向教学方式在软件

1.TRIZ理论在软件设计类课程教学中的作用

TRIZ是俄语теориирешенияизобретательскихзадач的英文音译缩写,其中文全称是发明问题解决理论。TRIZ理论是由前苏联以阿列赫舒列尔(G•S•Altshuller)为首的研究人员在研究了近250万件涉及各学科领域的发明专利的基础上总结出来的。TRIZ理论成功地揭示了发明创造的内在规律和原理,它是一种创新方法理论体系,运用TRIZ理论可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。运用TRIZ理论的工具和手段改进教学方法,将TRIZ理论与学生创新能力培养相结合,最终用以进行软件设计类课程创新性教学的实践。这些都将为学生未来的专业发展提供广阔空间,以应对激烈的行业竞争。

2.项目导向教学方式对软件设计类课程教学的作用

项目导向教学方式是在案例教学法之上发展起来的。只不过单纯的案例教学法中案例零散,相互之间没有联系或联系不大。而项目导向教学方式则在整个课程体系中以统一的项目进行引导,对课程内容体系中涉及的所有知识点作为小项目整合入大项目开发中。类似的教学法均属于建构主义理论指导下的教学方法。因为建构主义的观点认为,学生是学习的主体,知识获得的方法主要依靠学生去发现,教师为学生获得知识创设情境,引导和帮助学生通过意义建构获得知识,让学生在意义建构的过程中进行创造。在软件设计类课程中项目导向的教学方式较好地模拟了真正软件项目开发的全过程,能够给学生以任务的刺激,将帮助学生提高学习兴趣,增强主动学习意识,同样有助于学生创新意识的培养。

二、TRIZ理论与项目导向教学方式在软件

设计类课程中的应用对于学生软件设计能力的培养,高等学校计算机相关专业通常都有较为完整的课程体系。一般包括三个层次,即软件工程方面的基础理论课、培养学生软件设计思维的基础语言课、当前流行的软件设计开发工具课程(java、MyEclipse、NET等)。笔者所在院系的教研团队在计算机相关课程中一直采用项目导向的教学方式,并且,通过自己所承担的课程针对TRIZ理论在相应教学环节中进行了一定的实践应用,取得了一定的成果。TRIZ理论与项目导向教学方式在教学中的综合应用对教师教学思维的拓展,对学生学习兴趣、自主学习能力、创新意识和创新能力的培养都起到了较为积极的作用。其相应的应用不仅要具体建立在某门课程中,更应自始至终贯穿在所有的教学与学习环节中。

1.TRIZ理论与项目设计思维在教学中的引入

(1)软件项目的开发过程与重点。任何项目的开发与市场应用均离不开“解决问题的意识”、“针对问题的思考”、“围绕问题的设计”、“具体环节的实施”、“成形项目的市场运作”、“市场反馈与项目支持”以及“对应问题的继续关注”等多个环节的内容。目前的项目教学重点以关注“具体环节的实施”这一步骤为主,从人才系统培养这一角度上来讲显然是片面的、较低级的。因为人才的培养贵在具有解决问题的意识和设计上的创新思想,然后才是通过软件设计类课程中所设计的软件来解决实际的问题。因此,教师在课堂中要不断引导学生在生活中发现问题的习惯。通过TRIZ理论的问题解决策略对问题进行梳理整合,运用软件工程等方面的理论知识进行软件系统的设计,通过相应的语言来实现。这样不仅培养和锻炼了学生创新的思维,同时对学生创新能力的培养起到了推动作用。(2)问题的叠加与解决对学生创新思维的影响。学生学习兴趣与创新意识的引导源头在于“问题”。学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进。TRIZ理论与项目设计思维对于学生的影响应该建立在自入学开始的学习与生活中,针对地方高校理工类学生的特点,相应思维方式与意识的引入更应贴进学生生活。例如,在入学第一学期的“计算机文化基础”课程教学过程中,通过与学生日常生活的交流,会发现学生常常抱怨课间时等待电梯时间过长这一情况。那么,教师就可以引导学生进入对这一问题的思考,即你知道电梯的工作原理是什么吗?以及对这一问题最简单的创新解决方法是什么?此时,就可以给出“操作系统的工作原理”以及“TRIZ方法论中的发明原理、冲突矩阵、物场分析等工具”。通过这些内容具体地引导学生了解他们的专业可以解决的问题,深化学生对于其专业知识的理解和应用。

2.软件设计类具体课程中项目的构思与设计过程

(1)项目设计对学生能力的促进。通过有针对性的引导与训练,学生发现问题的主动意识与创新的能力将会有很大程度的提高。此时,教师就可以在相应的软件设计类课程中给出某些不太复杂但针对性较强的项目。项目应符合复杂的现实环境,与实际生活紧密相关,只有这样才能真实反映出完整项目所包含的事件本身、其产生的原因、目前所存在的问题、挑战解决的途径以及资源限制等。学生通过项目必将真正了解工程师在实际设计中所面临的复杂境地以及艰难的抉择。这种项目式教学,既可以增强该课程的整体教学效果,可以运用TRIZ的相关理论进行训练和巩固。学生有针对性的对项目进行分析研究,经过对项目的分析、讨论、决策等环节,进而建立起系统的实践方案。在对项目的构思与设计过程中,学生学习了相关信息的搜集、整理,以及运用TRIZ方法对解决方案进行评估和最终决策的知识。这样的学习有助于训练和提高学生在复杂环境下运用TRIZ来解决实际工程问题的能力。(2)设计团队的组建对学生创新能力和学习效果的影响。现阶段的学生个性差异较大,类别明显,主要分为不同的两种类型:第一种学生思维活跃,易于接受新事务,但与计算机相关的理工类基础知识薄弱。第二种学生思维习惯传统,但相关基础知识掌握的较为系统。目前在地方高校中,第一种学生所占比例为多。教师通过实验教学过程很快就能够掌握学生的不同特性,在软件开发实践环节就可以将不同类型的学生进行整合。由于TRIZ理论来源于大量的专利,对各种场、参数和原则等概念能够真正理解的人才能更好运用TRIZ理论解决实际问题。因此,每个设计小组都由小部分“第二种”学生和大部分的“第一种”学生组成,根据任务的大小进行人数的分配。通过这一方式的应用,学生在系统设计的实践环节所完成大作业的创新性、可转化程度以及设计的质量较之以前按学号分组等情况都有了很大的提高。(3)合理划分项目工作以刺激学生参与意识。地方高校中学生自主学习意识较弱,对项目不能积极参与。针对这种情况,在对指定项目的实施过程中需要按设计小组中的每个人为单位对项目进行合理的划分与整合。例如,在教学楼里排课系统的设计中,小组成员为10人。首先,要选定设计小组长。小组长不一定在技术上全面或某项技术上突出,但应该具备良好沟通能力,并对本小组成员的特点非常了解,这样才能协助教师作好分工协作与管理。然后,通过组长的协助,将项目不同设计周期的任务进行划分。为自主学习意识不强的学生划分简单、技术性不强但非常重要的工作,如对教学楼中的教室面积、桌椅数量、是否是多媒体教室、所属院系等内容进行统计,或者将统计的数据录入数据库、建立数据表等基础且重要的工作。其他成员可根据其特长和能力对项目工作进行划分。通过项目合理的划分就可以使学生在学习的过程中,充分利用现有专业知识选择有效的方法和技术,以项目为对象有兴趣、有责任参与到项目开发和研究的全过程中。学生在参与项目的过程中,运用TRIZ理论的知识方法,从系统的角度处理好整体和局部,集体和个人的关系。(4)积极选取突出的项目设计案例进行成果转化。培养学生发现问题和创新思维意识以及对软件项目设计的能力,其主要动力来源应该是积极促使团队设计成果的转化。可以联系相关部门试用产品,对软件进行市场跟踪。相应的学生对软件工程中软件的整个生命周期会有更深入的了解。

3.注重课程实践对学生创新思维和开发能力的培养

(1)整合课程内容为加大实践课时占比做铺垫。对计算机专业课程,尤其是软件设计类课程的课程内容进行的大胆整合,将整合后让出的理论课时替换为课程实践。例如,原有的C语言、C++和Java分三学期连续讲授。讲的多练的少,学生的思考仅为片段式思考,对三个软件之间的连续性没有深刻认识,对学生创新意识、创新思维和创新开发能力的培养效果并不突出。为此,我们尝试了课程内容的整合,将三学期的教学内容压缩为两个学期。在学生基本掌握了程序设计的思维方式与相应软件的设计方法后,就给出课程设计的任务。只在实践教学引导中给出软件的特色、核心以及需要注意的内容即可,这样不仅加强了课程实践,为学生到企业实训倒出时间,更重要的是能够引发学生自主思考,突出了学生创新能力的培养。(2)教师在课程设计中注重培养自身与学生的创新思维和能力。青年学生思维活跃,作为软件设计专业任课教师一定突破年龄,保持积极活跃的思维才能够在教学的各个环节,尤其是课程设计的环节中有效地发现和引导学生的创新思维和能力。在更高一层次上,教师可以结合教学经验,通过对TRIZ相关内容的不断学习实践,进而合理有效地在实践课中穿插使用TRIZ理论中ARIZ算法等教学工具,引导部分学生在实践过程中对理论内容进行总结与验证,对教材中的现有内容及项目案例进行改进与创新。

三、结语

上述我们探讨了软件设计类课程中TRIZ理论与项目导向教学方式的应用。总之,在软件设计类课程教学中就是要不断拓展教学思路,把培养学生的有效创造性作为首要教学任务。首先,注重TRIZ理论与课程的结合。在教学环节中将TRIZ理论与课程的结合作为贯穿教学内容始终的任务。加大发掘和利用TRIZ理论所揭示的发明创造的内在规律和原理。根据课程的具体情况运用对应的TRIZ理论的工具和手段改进教学方法,将TRIZ理论与学生创新能力培养相结合,拓展教学思路用以培养有创造性思维和创造性能力的学生。同时,以项目驱动教学方法作为教学的基础。将项目导向作为软件设计类课程中最主要的教学方式。项目驱动教学方法是在简单的案例教学法中发展而来的。毋庸置疑的是,软件设计类课程的教学过程时刻伴随着大小案例。我们已论证了这一教学方法对学生学习兴趣以及创造性能力培养上的作用。因此,在软件设计类课程中应全方位、多层次的使用这一教学方法并不断进行了改进和创新。近年由于校企间的密切合作,使得软件设计类课程的教学也与企业进行了对接。即由企业给出任务(通常该任务来源于真实的客户合同需求),此等任务具体驱动整个教学与实践实训过程。在项目导向教学方法的应用前提下,不断更新教学思路,将培养学生的有效创造性作为软件设计类课程的首要教学任务。软件设计人员一般会选择一线城市作为就业地点。地方高校的计算机相关专业毕业生在第一次就业时,考虑技术水平、机会以及发展等原因往往也会选择一线城市作为就业地点。但地方高校所培养的人才应该优先服务于地方经济,这就需要在进行软件人才培养时加入地方特色产业的实践内容,以此为地方战略新兴产业发展做出应有的贡献。

作者:单位:伞颖 陈秀玲 陈井霞 哈尔滨广厦学院 黑龙江职业学院

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