基于翻转课堂+混合教学模式的《软件工程》课程的教学改革初探
一、引言
目前，国家提出高等教育要培养创新、创业的新型人才，因此探索新的教学模式是实现潜移默化地培养学生的创新能力、探索研究能力、自主学习能力的重要环节和手段之一。《软件工程》课程是普通高等学校理工科专业的一门重要的计算机专业课程，也是理工科物联网等计算机相关专业一门实践提高课程。本课程的任务是使学生从理论和实践上掌握软件工程的基本概念、基本原理和常用方法，建立软件开发工程化思想的整体概念，使学生具有运用科学、系统、工程化的方法进行软件开发和管理的能力。
二、《软件工程》课程的现状分析
1.知识点丰富，学时短，难以保证讲授所有的知识点。《软件工程》课程涉及的知识和内容较多，学生普遍感觉内容抽象、抓不住重点。随着软件行业的飞速发展，课程涵盖的知识点和技术要点越来越多，而教学学时却是不增反减，不更新教学理念和教学模式，根本无法完成教学内容和教学任务。
2.综合性强，难以保证学生对知识点的充分理解。《软件工程》课程的内容包含了计算机、数学、经济学、管理学、市场学、系统工程等多个领域的知识，涉及内容太多、太宽，知识点丰富，学生难以理解。因此仅通过教师在有限的课堂时间面授讲解知识点，难以达到让学生深刻理解的目的。
3.实践性强，难以保证学生实际应用能力的提高。《软件工程》课程的实践性和综合性是其他相关课程难以比拟的。必须结合实际项目和实际应用加以施教，才能取得良好的教学效果。仅通过有限学时的课内实验环节，难以达到学生通过实践掌握理论的目标。
4.时效性强，难以保证教学适用性和内容先进性的统一。由于现代计算机技术的发展，新类型的软件层出不穷，开发时所采用的技术、方法和思想也在与时俱进。总结和提炼软件的开发技术和方法需要一段时间的積累，因此教材中总是缺少最新技术。
三、翻转课堂+教学模式
翻转课堂是学生在课外完成对教师提供的教学视频等资源的自主学习，师生在课堂内交流和讨论并完成习题。本文分析并研究了翻转课堂中一刀切的缺点（即将所有知识点的都以视频这种教学资源提供给学生自学），提出了翻转课堂+的教学模式。该模式将知识点划分为适合翻转教学、传统教学、混合教学三类：翻转教学采用课前视频+课内讨论，传统教学采用课内面授+课内讨论，混合教学采用课前视频+课内讨论+课内讨论；再辅以课内联系、课内实验等手段。翻转课堂+是一种以翻转课堂为主、传统课堂为辅的混合教学方式。
四、《软件工程》的翻转课堂+混合教学模式的实施
江苏科技大学《软件工程》课程，是面向物联网工程专业开设，计划学时32学时，其中课堂讲授28学时，实验4学时。教材选用机械工业出版社，Roger S.Pressman编著，郑人杰等翻译的《软件工程实践者的研究方法》（原书第7版）。受学时数和非计算机专业的学生特点的限制，精心选择了其中的12个章节。为了能采用翻转课堂+的教学模式，对教学知识点重新划分、组织和设计，学时安排如下所示。
第1章软件和软件工程：软件本质、过程、神话，Web App特性：翻转教学：0.5+1.25学时；补充手机App的特性：传统教学：0.25+0.5学时。第2章过程模型：通用、惯用、专用过程模型，过程评估：翻转教学：0.5+1学时；统一过程：混合教学：0.25+0.5+0.5学时。第5章理解需求：需求工程：翻转教学：1+1学时；开发用例混合教学：0.5+0.5+0.5学时；构件需求模型：传统教学：0.5+0.5学时；课内习题：1学时。第6章需求建模：场景、信息与类分析：需求分析、基于场景建模、数据建模：翻转教学：1+0.5学时；补充用例的UML模型、基于类建模：传统教学：1+0.5学时；补充Rational Rose：用例图、活动图、类图：翻转教学：1+0.5学时；课内习题：2学时。第7章需求建模：流程、行为模式：需求建模模式、Web App的需求建模：翻转教学：0.5+0.5学时；面向流程建模：传统教学：0.5+0.5学时；补充手机App需求建模：传统教学：0.25+0.25学时；补充Rational Rose：时序图、状态图：翻转教学：1+0.5学时；课内习题：1.5学时。第8章设计概念：设计概念：翻转教学：0.5+1学时；设计模型：传统教学：0.5+0.5学时。第9章体系结构设计：翻转教学：1.75+1.25学时；补充Structure Chart：传统教学：0.5+0.25学时；课内习题：0.5学时。第10章构件级设计：翻转教学：0.5+1学时。第13章Web App设计：翻转教学：0.5+1学时；补充手机App设计：传统教学：0.25+0.75学时。第14章质量概念：翻转教学：0.5+1学时。第16章软件质量保证：翻转教学：0.5+1学时。第22章软件配置管理：翻转教学：1+1学时；补充手机App配置管理：传统教学：0.25+0.25学时。
课内实验：分析与设计给定课题，4学时。
在所有知识点中，翻转课堂（课前视频+课内讨论）14次；传统课堂（课内面授+课内讨论）9次；混合教学（课前视频+课内面授+课内讨论）2次。其中，课前视频16次，共10学时；课内面授11次，共5学时；课内讨论25次，共18学时；课内练习4次，共5学时；课内实验2次，共4学时。课外10个学时用于视频学习，课内28学时用于面授、讨论和习题，课内4学时用于实践提高。每个教学环节的设置如下。
1.视频学习是上课前的学生自学过程。实施时选择一个固定主题或知识点录制视频，时长为0.5学时（即2025分钟）。有些知识点由于内容较多、逻辑性较强或完整的软件操作过程演示，视频时间为1学时（即45分钟）。某些复杂的知识点需要同时采用视频+面授教学，视频时间为0.25学时（即10分钟）。本课程的学习视频根据章节知识点内容，总共安排17次。
2.针对课本内容先进性不够的问题，补充了手机App的相关知识点，采用面授的模式；针对即具有实践性又具有概念性的知识点，采用面授模式。
3.针对既有实践性又有时效性的知识点，采用视频+面授的混合模式。
4.课内讨论是知识内化的必要环节。課程中的每个章节都有设置课内讨论，这是翻转课堂+中极其重要的内化环节，是学生理解知识点和消化知识点的关键环节。
5.课内练习是知识内化的重要环节。针对软件分析与设计方法的相关知识点，设置了4次练习。该环节是检验翻转课堂+教学模式实施效果的有效方法。
6.实验环节是检验知识内化效果的重要环节。课程实施过程中，将学生分为23人一组，给定软件开发类的相关课题，采用课程中所学的方法，进行软件分析与设计过程，并最终进行汇报讲解并提交实验报告。
五、结论
翻转课堂+教学模式的引入，一是引入视频教学，让学生作为知识的主动获取者，提高了学习兴趣和积极主动性；二是引入视频+面授的混合教学，克服了纯视频教学的缺点，灵活选择合适的授课方式；三是引入讨论、案例、习题和实验环节，可采用独立、集体、分组和辩论等多种方式，培养了对问题的自主探索能力、独立设计能力和研究能力，同时学生作为讨论的主导者，也锻炼了组织和协调能力。经过四届学生的实践，翻转课堂+模式在软件工程课程的教学中，明显改进了教学效果，学生期末成绩的优良率由15%提高到50%。
