《基于TPACK的《软件工程》课程教学设计》-工学论文，软件工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于TPACK的《软件工程》课程教学设计

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摘要：针对医学院校《软件工程》课程教学存在缺乏工程体验、缺乏业务背景、学习积极性不高等问题，探讨如何利用“互联网+”为代表的现代信息技术，在TPACK理念指导下重构《软件工程》课程。从学科教学法知识（PCK）、整合技术的学科内容（TCK）、整合技术的教学法知识（TPK）、形成性评价体系等方面进行教学设计并应用于教学实践。实践表明，TPACK理念可以有效促进教师使用不同的信息技术提高学生学习积极性，补充课堂教学实践环节，取得了较好的教学效果。

关键词：“互联网+”;教学设计;TPACK;软件工程

DOI：10. 11907/rjdk. 182662 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2019）007-0218-03

The Teaching Design and Practice of Software Engineering Based on TPACK

SHU Jian-hua

（School of Medical Information Engineering， Anhui University of Chinese Medicine， Hefei 230012，China）

Abstract：In order to solve the problems of lack of engineering experience， business background and enthusiasm in the course of software engineering teaching in medical colleges， this paper discusses how to use of the modern information technology represented by "Internet +" and reconstruct the course of software engineering under the guidance of TPACK concept， mainly from the subject that the pedagogical and content knowledge（PCK）， the content knowledge of integrated technology（TCK）， pedagogical knowledge of integrated technology （TPK） and the formative evaluation system， etc. It is applied in teaching practice， and good teaching effect has been achieved. The practice shows that the concept of TPACK can effectively promote teachers to use different information technologies to improve students' learning enthusiasm and complement the practice of classroom teaching.

Key Words： "Internet +"; teaching design; TPACK; Software Engineering

基金項目：安徽中医药大学校级教研重点项目（2017xjjy_zd012）

作者简介：束建华（1981-），女，硕士，安徽中医药大学医药信息工程学院副教授，研究方向为中医药信息化、大数据、数据挖掘。

0 引言

医学高等院校信息相关专业开设《软件工程》课程的目的是：培养学生具有扎实的软件开发专业基础理论知识，具有运用计算机科学与技术处理医学信息及医药软件开发能力。该课程在大三下学期开设，这时学生已有一定的C、VB程序设计、数据结构、数据库等专业基础，能完成小规模软件开发。但是，学生对于较大规模的软件开发或市场软件开发流程还不是很明确，缺乏工程体验、缺乏业务背景。针对这些问题，急需重构课程以提高教学质量。

《软件工程》课程改革主要内容及问题有：①案例教学、工程化教学[1-2]，突出软件工程的实践性，使学生具备一定的项目开发能力。但因课时有限，理论和实践很难深入;②微课、MOOC、翻转课堂等与传统教学结合的教学模式[3-7]，但存在不适应教学目标、没有结合传统课堂对教学进行重构等问题;③互联网+环境教学[8-9]，从互联网+竞赛引导、互联网+实践教学方面讨论，有一定的借鉴意义，但只适合部分教学环节。

本文采用线上与线下相结合的教学模式，充分发挥互联网+优势，并引入案例教学和在线教学视频资料等，针对自身资源和教学目标，重新设计和规划，以TPACK理念为指导，从学生如何学角度设计学习任务、教学活动、拓展应用等，重构课程教学设计，提高教学创新与实践能力。

1 互联网+教学

互联网+教学的核心依然是教师如何教学生如何学的问题。互联网+教学与传统课堂比较如表1所示。

表1 传统课堂和互联网+时代特征比较

为适应互联网+时代环境，传统课堂必须在形式和内容上进行改革。

（1）互联网+时代教学设计特点。互联网+技术已融入人们的生活和学习中，开放教育资源日益丰富，很多教学设计突出情景再现、真实案例、翻转课堂、混合式学习、实时教学，在此背景下充分利用在线优质资源和服务，支持学习者完成线上线下学习和课内外教学活动，已成为教学设计的核心之一[10-11]。

（2）互联网+时代辅助教学的技术手段。QQ、微信、E-mail等为人们提供了交流平台，微信群、微信公众号、订阅号成为知识获取、碎片化学习、技术交流的主要平台[12]。中国大学MOOC、精品课程网站、好大学在线、网易公开课等为在线教学提供高质量素材来源，超星学习通、雨课堂、蓝墨云班课等，给线上线下结合的教学模式提供了平台支持。

2 TPACK模型

整合技术的学科教学知识（TPACK，Technological Pedagogical and Content Knowledge）模型由美国Koehler和Mishra于2005年提出，该模型是在Shulman的学科教学知识（PCK，Pedagogical and Content Knowledge）基础上提出的一种新的信息化教学指导模型 [13-14]。TPACK可有效指導教师信息技术与学科融合能力发展，基于现代信息技术环境进行教学创新和实践是信息化教学的必备能力，TPACK模式的基本框架如图1所示。

图1 TPACK模型

教师首先要有扎实的学科知识，其次需要掌握一定的教学方法。随着信息技术的发展，教师除了需要具备一般的教学能力外，还必须具备技术知识，基于技术对学科内容进行重新表征，对教学方式方法与过程重新建构，整合学科内容TCK ，整合教学法知识TPK，最后把PCK、 TCK、TPK整合在一起组成TPACK。TPACK可以有效指导教师信息技术与学科知识融合能力。基于TPACK的信息化教学，技术是支撑，需要基于技术对教学内容进行重新表征，对教学策略、方式方法、教学活动过程、教学评价等全部进行重构。教学内容重构目标是便于学习者学习、激发学习动机、帮助理解课程重难点。

TPACK模型已经广泛应用于教师职前培训、英语、数学等教学中[15-17]，基于TPACK的线上线下相结合的教学模式[18-21]研究表明，互联网+环境下基于TPACK的教学重构设计是教师发展信息化教学能力的重点。

3 教学设计

3.1 学科教学法知识（PCK）设计

《软件工程》课程培养目标：①知识目标：掌握软件工程基本概念、基本原理、常用软件建模和项目管理方法及工具等。通过该课程教授，学生应具备软件工程基础理论知识体系;②能力目标：在软件工程基础理论指导下开发与维护软件项目的能力、编写规范的档能力、解决实际问题的能力和团队沟通协作能力;③素质目标：职业素养培养和专业素养培养，对软件开发领域各岗位的职业要求、团队协作重要性等进行培养，对软件开发关键过程的总体思路、关键技术、常用工具的熟练掌握，常见问题的解决思路和进一步学习方向的指引。

为达到培养目标，采用项目引导和分级目标考核的教学模式。针对医学类院校，案例选择医院管理系统，学生不仅可以学习软件开发知识，还可以了解医院信息化及医院管理相关知识和流程，能胜任医学相关信息岗位工作;另外分级目标考核使得学生各显身手，调动学生的学习积极性，培养学生的团队合作意识和协作能力。

以项目开发为例讲解教学内容，设置项目开发情景。项目1情景分为：①项目准备（第一章软件工程概论）;②集成项目管理（第十三章软件项目管理）;③客户需求调研及分析（第二、三、十章的可行性分析、需求分析、面向对象分析）;④软件设计（第五、六、十一章的总体设计、详细设计、面向对象设计）;⑤软件实施（第七章：编码与测试）;⑥软件发布（第八章：软件维护及补充内容）。

实验实训时，以小组为单位自选题目，以项目准备、项目启动、需求调研与分析、系统设计、编码、测试、项目部署、维护的思路设计一个软件系统，根据学生兴趣和未来去向分配任务，如准备从事软件开发的同学可担任组长，熟悉所有开发过程和文档编写任务;而准备考研进一步深造的同学则侧重新技术、新方法及算法分析等学习和运用;不准备从事软件相关工作的同学则侧重文档编写、软件开发工程化和规范化意识培养等。每种任务按分级目标考核，发挥各自特长。

3.2 学科内容（TCK）设计

制定自主学习任务单、教学设计文案、讲稿、教案等，并进行线上学习资源开发与收集。学生根据自主学习任务清单和资源列表进行课前自学和讨论，教师根据反馈的问题进行课堂互动，解决学习中的问题和重难点，课后根据复习要求和拓展资料完成相关知识的拓展学习。

在课前发送预习提示、自主学习任务单及学习资源，学生提前学习任务单中的相关知识，完成简单的问题，达到课程的知识目标;课堂采用小组讨论、应用实践等方式，进一步加深对基础知识的理解并掌握应用要点。课后发送知识要点复习和实际案例分析任务，并提供拓展学习指南，进一步巩固和应用所学知识。学生在自主学习过程中可以与教师实时沟通，与小组成员讨论，加强师生和生生沟通，增强学习动力。

例如：数据流图（DFD）的理解与运用。课前根据要求完成数据流图基本概念、图形的主要要素、书中案例的基本设计思路等学习，给出几个真实案例供学生参考。让学生分组设计出DFD图，课堂上先分组展示，讨论分析各组存在的问题，教师强调设计中常见的错误及改正方法。课后进一步完善各组的DFD图，并针对易错知识设置几个题目供学生加强理解和记忆。

3.3 教学法知识（TPK）设计

对于整合技术的教学法知识（TPK）而言，需要针对信息技术教学活动，重构教学策略、教学方式及学习评价等。课堂教学依然是现代教育的主要阵地，课堂教学环节具备实时互动引导、即时反馈、突出重难点解析等优点，而在线教育具备随时随地自主学习、生生和师生互动、问题即时响应等优点，线上线下相结合的教学模式更有利于学习 [18]。这种模式符合学习认知规律，能提高学生自主学习能力，更有效地因材施教。

《软件设计》课程教学依然以传统教学方式为主，主要采用学习通、雨课堂等软件提供资料和交互平台，完成线上辅助教学。针对在线辅助教学模式，教师必须重新设计教学方法，提前针对课堂教学，精心设计自主学习任务，提供有效的学习资料、案例或问题引导。课堂活动的提前预报，课后总结重难点知识，进一步拓展知识方向，以微信等形式发给学生。线上线下相结合的教学方法设计如表2所示。

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