融合信息技术的软件开发类课程实践教学研究*

王双维 陆汝华 段筠

摘  要  在软件开发类课程实践教学中融合超星、爱课程、雨课堂、小视频、自主研发系统等教育信息化技术，设计课前预习、实践操作、团队合作、总结巩固、课后拓展等五个环节的实践教学实施过程。以计算机科学与技术专业数据库编程为例，描述实践教学过程中所使用的部分教育信息化技术，并从课堂表现、实验成绩、学生态度等几个方面进行评价。实践结果表明，整合教育信息化技术的教学方法在规划整个教学过程的同时，为学生争取更多的交流机会和学习时间，能够实现较好的教学效果，学生对该方法满意度较高，值得进一步推广与应用。

关键词  教育信息化技术；软件开发类课程；实践教学；信息技术

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）18-0143-04

0  引言

软件开发类课程如C语言程序设计、数据库系统设计、JAVA语言程序设计、数据结构、安卓开发、软件工程等都具有实践性非常强的特点[1]，在教学过程中应以学生主动编写程序为关键。然而，尽管有着多样化的教育信息化技术，在理论教学的课堂上仍然以教师授课为主，学生自我实践的机会非常少[2]。对软件开发的实际编程需要学生在实践课程中完成，学生通过实践操作才能掌握理论课堂上所学的知识。正因为如此，软件开发类课程实践教学方法尤其重要，直接影响学生编程能力和综合设计水平的好坏，是培养学生职业素质和实践能力的重要环节[3]。

在传统的实践教学中，学生实践操作时需要独立思考与协同合作并列，从教材和网络等多途径搜索专业知识，与团队一起协商解决方案并付诸实践操作，通过编程代码与运行程序不断完善方案，最终上交实践操作结果。学生由于实践编码的亲力亲为，极大提升对专业知识的学习质量[4]。但是，由于实践教学课时的有限性，一般学生只能完成简单的任务，只有基础较好且课前认真预习的学生才能真正完成教师布置的任务。

随着信息技术的发展，教育信息化成为教学改革的研究热点，使用信息化技术来解决上述问题成为趋势[5]。本文将教育信息化技术引入软件开发类课程实践教学中，并将融合信息技术的实践教学方法应用到实际教学中，对计算机科学与技术专业两个班约100人为期一年的C语言程序设计、数据结构、数据库编程等课程的实践教学表明，该教学方法效果较好，学生对该方法的满意度也较高，值得进一步研究与推广。

1  教学中的教育信息化技术

教育信息化技术基于大数据、人工智能、多媒体、网络通信等现代化先进产物，是数字化、网络化、智能化的过程。教育信息化将信息化技术应用于教育教学，其核心内容便是教学信息化，基本特征是开放、共享、交互、协作[6]。软件开发类课程实践教学融合的教育信息化关键技术是教育信息化教学平台，一般包括两大类：第一类是资源共享型，第二类是虚拟仿真型。两者都可以根据具体情况进行个性化开发，但同时带来开发成本，比起已有成功案例，美观、功能、性能、推广等方面会有所不足。对于资源共享型，可以借助已有多个平台，结合软件开发类实践课程的特殊性，完全满足教学要求，所使用到的教育信息化平台如表1所示。

超星又称学习通，如图1所示，由“我教的课”和“我学的课”两部分组成。教师可以构建课程、上传资料、布置作业、发起签到、组织讨论、建立章节考试或期末考试。通过学生在超星中的一系列学习活动，教师根据所设置的各权重可以得到学生的综合成绩。比如：设置课程视频、章节测验、章节学习次数、作业、考试等权重分别为40%、20%、10%、15%、15%，综合成绩为课程视频×40%+章节测验×20%+章节学习次数×10%+作业×15%+考试×15%。

爱课程作为全国开放性学习网站，是目前最热门的慕课之一，其首页如图2所示，包括在线开放课程、视频公开课、资源共享课和学校云等主要模块。学生可以自主选择课程学习，教师既可以自己创建课程，也可以为学生推荐课程。每一门课程信息透明，不仅可以看到课程概述、教学大纲和教学课时，还可以看到课程的点击率与学习率等，为教师和学生提供课程信息，为课程的选择提供参考。

雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案，致力于教学过程的数据化和智能化，主要功能如表2所示。

至于虚拟仿真型教育信息化教学平台，有些成形的实践课程可以使用现成平台，但大部分还需要自己设计开发。以C语言程序设计为例，自主研发系统头歌平台如图3所示。头歌平台是一个信息技术类实践教学平台，基于该平台，根据C语言程序设计课程教学大纲，自主创建实践项目，搭建教学课程，为计算机相关专业提供该课程可扩展的教学资源。

总之，教育信息化平台是一个共享、互动和展现的载体，不管是平台内还是平台外，最主要的还是视频制作。视频分为很多种类，有平台上的视频，也有通过QQ、邮箱、U盘等传输的视频；有课堂上讲解课堂内容的视频，也有课堂外用于预习、复习、拓展的视频。每一种类型的视频制作各有不同，但都着重于视频中教学内容的设计。

2  实践教学实施过程

实践教学从课前预习、实践操作、团队合作、总结巩固、课后拓展等五个环节完成一次实施过程，整合信息化技术的具体步骤如下。

2.1  课前预习，统一起点

在超星上设立实践教学课前预习环节，将实践内容的先修知识点进行归纳整理。建立演示文稿文件，讲解预习内容及其重点与难点。制作多个微小视频，片段性讲解或演示实践操作中所涉及的知识要点。发布爱课程相关链接，引导学生学习相关章节内容。共享其他自建或网络资源，拓展课前预习内容。以上预习内容设置必学与选学两个选项。必学完成之后可以参加超星平台最后建立的课前预习测试，通过即认为合格，未通过测试的学生需要完成新分配的任务才能继续测试。总之，通过实践教学课前预习环节，能够在实践操作前使所有学生站在同一起跑线上。

2.2  情境创设，实践操作

软件开发类实践内容并不能空洞想象，也不能抽象设计，而是需要创造一个真实环境，让学生切身感受实际状态，在真实中完成创造。这就需要制作小视频，演示实践内容的起因、经过、结果等完整过程。以数据结构最短路径实验为例，起因即最短路径的需求，描述某个具体实例便可，说明最短路径在实际应用中的用途；经过即最短路径设计过程，并与其他多条路径同时演示比较，突出最短路径的优势；结果便是最终获得的最短路径，演示最短路径在实际中的应用和效果。

2.3  团队分工，合作交流

实际中的软件开发涉及面广、功能繁多，所以非常讲究团队合作，在实践教学中应该培养学生的合作精神。在布置实践任务时，可以考虑由一个团队完成，具体子任务由团队成员间商量分工、合作交流，共同完成教师布置的实验任务。

2.4  自动评估，不断实践

使用信息化技术对不同课程分别开发自动评估系统，既可以让学生自主学习，锻炼自我查错、纠错能力，又可以用于实践课堂，让学生在系统中直接实验，以减轻课堂上教师解决问题的负担。以C语言为例，在学生编写代码过程中，系统会自动检查错误和提示下一步可能的操作，最后的程序运行结果若与教师设定的一致，则自动发送报告到教师端；否则，要求学生部分或全部重写，并智能推荐相关参考资料。

2.5  课后探究，拓展练习

与课前预习相对应，课后需要进一步学习与探究。在超星上设立实践教学课后复习与探究环节，将实践过程中出现的主要问题进行归纳总结。针对课后复习制作多个微小视频上传至学习通，片段性讲解或演示实践操作过程中所涉及的重点与难点知识。复习完成之后，根据实践教学内容具体情况开展更深层次的专业学习。制作小视频讲解周边知识点，罗列拓展大纲，突出各内容的具体应用、社会价值、难度等级，并为较重要内容制作教学视频或提供爱课程相关链接，引导学生进行拓展学习。

2.6  头歌平台实施

学生从网站注册登录后，可按照教师要求进行身份认证，输入教师提供的要加入的课堂/分班邀请码，再选择该课堂中的身份，点击“确定”即可完成加入操作。学生在已加入课堂作业详情页面，点击“开启挑战”进入实训的实战练习页面，在实训关卡中仔细阅读任务描述，并按照编程要求和评测说明，在右侧代码文件区域补充代码后点击“评测”。根据系统用户的评测任务内容的不同，评测结果返回的时间会有所不同，请根据页面的提示进行等待。当评测结果错误时，系统将显示具体的错误详情，参照测试结果的提示，重新修改代码文件后，可以重新点击“评测”。直至评测通过，代表关卡任务完成，本关任务的耗时将停止计时。根据教师对该实践项目的设定，学生获得相应评分，同时代码实时保存，教师可进行抽查、评阅。

3  实践教学实际应用

对计算机科学与技术专业两个班约100人采用融合信息技术教学方法，在C语言程序设计、数据结构、数据库编程等课程的实践教学中应用，并与原来的教学效果进行比较。以2021年2—7月计算机科学与技术专业的数据库编程为例，其实际应用与教学评价如下。

3.1  实际应用

在数据库编程实践教学过程中所使用到的部分教育信息化技术如表3所示。

3.2  教学评价

对2021年2—7月计算机科学与技术专业的数据库编程实践课程教学从课堂表现、实验成绩、学生态度等几个方面进行评价，如表4所示。总体而言，教学效果比传统方法更好，主要原因在于由于教育信息化的引导，学生既能够提前预习课堂内容，又可以在课堂上积极地学习与讨论，还可以在课后继续复习和拓展。教育信息化在规划好整个教学过程的同时，为学生争取更多的交流机会和更多的学习时间，因而能够实现较好的教学效果，值得进一步推广与应用。

4  结束语

将教育信息化技术引入软件开发类课程实践教学中，并将融合信息技术的实践教学方法应用到实际教学中，对计算机科学与技术专业两个班约100人为期一年的C语言程序设计、数据结构、数据库编程等课程的实践教学表明，该教学方法效果较好，学生满意度较高，值得进一步研究与推广。

参考文献

[1] 韩冰青，沈虹.解耦思维在软件工程专业综合实验中的应用与探索[J].计算机教育，2021（11）：181-185.

[2] 刘莹.“三教”改革背景下软件开发类课程融入思政元素的探索：以Python程序设计课程为例[J].现代职业教育，2021（17）：24-25.

[3] 黄涛.软件开发类课程过程性评价指标体系研究[J].现代职业教育，2020（24）：24-25.

[4] 赵丽敏，章小华，倪顿.智慧校园背景下软件开发类课程实践教学的研究与探索[J].数码世界，2019（11）：140-141.

[5] 雷静，陈琳.基于信息化技术的高职软件开发类课程教学探索：以Java语言循环结构为例[J].当代教育实践与教学研究，2018（11）：11-12.

[6] 覃基笙.教育信息化背景下高校智慧教学模式实施策略研究[J].齐鲁师范学院学报，2021，36（06）：29-34.

*基金项目：郴州市社会科学规划课题“智慧课堂与软件开发类课程教学深度融合的实践研究”；湖南开放大学校级科研课题“村（社区）基层组织人才定向培养实践教学平台构建研究——以郴州市为例”；湘南学院校级教改课题“智慧教育+翻转课堂的教学方法创新研究”；湘南学院校级教改课题“基于‘课程思政的线上线下混合式‘金课改革与提升的探索”；教育部产学合作协同育人项目“课程思政背景下计算机相关专业课程师资培训项目”。

作者：王双维，郴州开放大学；陆汝华（通信作者）、段筠，湘南学院计算机与人工智能学院（423000）。