黄海波，邓益民

(宁波大学 机械工程与力学学院，浙江 宁波315211)

软件课程教学是工程技术专业课程的重要组成部分，也是本科院校培养应用型人才的重要手段。随着经济建设突飞猛进，国家对高等工程人才的培养提出了更高的要求，也使得传统软件课程的教学模式受到了挑战。

鉴于软件课程的重要性和应用性，众多高职院校对此类课程进行了广泛研究，采取了许多教学方法来提高教学质量，如运用启发讨论式教学方法、网络学习社区法调动学生的学习积极性［1］，采用四阶段实训法［2］(实训准备、老师示范、学生跟做、独立实训)、工程项目法、任务驱动法［3］，范例教学法［4］、工作过程系统化［5］等方法构建教学体系，提高教学质量。这些方法取得了一定的效果，但均属于传统的教学方法范畴。

传统的软件类课程教学顺序为课堂教学(集体行为)－课堂演示(集体行为)－上机实验(个人行为)，但是存在着诸如学生注意力不集中、课堂效率差、主动性差等问题。本科院校相对高职院校对软件类课程的要求要高，需要“教会”和“教懂”并重，那么在软件课程教学中如何发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性，使学生在学习过程中真正成为信息的探求者和知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接收器和知识灌输的对象，是当前亟待研究的课题之一。本文以激发学生学习积极性和自学能力为主要目标，从教学方法上入手，以探究式学习方法为指导，改善传统软件课程的缺点，改革教学大纲和教学方法，“教会”与“教懂”并重，使软件课程具有更高的效率，为培养高校应用型人才提供一种新的教学模式。

一 传统软件类课程存在的问题

广大教师为了提高软件课程教学中实验环节的教学质量，进行了一系列的探索和改革，许多院校也都致力于实验环节的软、硬件建设，并取得了一定的成绩，但其课程效果仍然不尽如人意。特别是当前的教学模式大多沿袭“呈现—沿袭—输出”的传统教学模式，理论教学与实践教学往往喜欢套用固定的教学步骤和教学法，在教学过程中未能做到“教”与“学”的统一，教师过分发挥“主导”作用，学生的主体地位也没有得到真正体现，学生学习主动性和积极性没有充分调动起来。在实践教学过程中，教师专注于演示和学生重复操作，不能充分调动学生的积极性和创造力，导致实践自主性不强，实践教学效果不佳。具体表现为:

1.教师只是将软件使用技术交给学生，忽略软件本身的体系及其专业理论知识的介绍和讲解，只是单纯为了教软件而上课，没有内容的扩展，降低了软件类课程的要求。

2.虽然教师已在实验前演示和强调过一些重点内容，但学生们在上机时仍然会有问题提出来，而且很多时候往往是教师之前重点强调过的;

3.学生经常会遇到一些软件使用问题，虽然指导老师会帮助解决，但毕竟不会一对一的指导到位，学生要么等待老师来解决问题，要么胡乱尝试，耽误时间并会引起学生的挫折感而产生厌学情绪。

4.电脑的普及使学生有时会轻视教师的课堂上机演示，认为自己比教师使用电脑要熟练，上机操作很简单，但其忽略了软件演示背后的专业理论背景讲解，造成知其然而不知所以然，存在“一看就懂、一学就会、一用就错”的问题，忽略了教师在讲解过程中的重点提示和潜在的理论分析。

究其原因，首先是因为软件教学过程中存在教学与操作的不同步问题，演示在前操作在后，而且有时软件的复杂操作界面也容易使学生产生遗忘和混淆;其次，传统顺序的教学方法属于被动的教、听、学范畴，适合于一对一教学，对于大课堂教学不易激发学生的主动性和自学能力。

二 教学模式改革

软件课程教学的改革旨在提高课堂和实验效率，培养学生既掌握基本的专业课程理论，又能够提高动手实践和自学能力。因此我们在探究式学习法的基础上，对上机实验教学和理论教学的顺序进行了调整，激发学生的学习积极性和探求精神，更好地培养学生的创新精神、工程意识和实践能力，提高教学质量。

(一)探究式学习方法

探究式学习［6－8］或称探究性学习、研究性学习，是指从学科领域或现实生活中选择和确立主题，在教学中创设类似于学术研究的情境，学生通过独立自主地发现问题、实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识，培养能力，发展情感与态度，特别是发展探索精神与创新能力，倡导学生的主动参与。探究式学习是一种积极的学习过程，主要指的是学生在科学课中自己探索问题的学习方式。学生的学习应基于研究，建立以研究为基础的教学模式，其基本思想是要改变学生的学习模式，即改变学生在长期应试教育教学条件下所形成的那种偏重于记忆和理解、立足于接受教师知识的学习方法，帮助他们形成一种主动探求知识，并重视解决实际问题的积极的学习方法，是一种有利于终身学习、发展学习的有效方式。探究式学习启示教师应该以探究的方式将科学呈现给学生，学生则应通过科学的探究活动学习科学的知识。为了实现这种转变，探究式学习建议教师首先着眼于实验，在知识传授之前，利用实验引导学生学习。

软件类课程上机实验环节课时多，学生自主学习时间多，具备使用探究式方法的条件。因此我们将探索利用探究式学习方法来指导软件类课程的学习。从调整教学顺序出发，配合教学内容的调整，以期提高软件类课程的教学效果。改革主要有以下措施:

(二)调整部分软件类课程的授课顺序

基于探究式学习方法，改变传统的教学课堂以教学－课堂演示－上机实验为顺序的正向思维模式，转变为逆向的上机实验(发现问题)——课堂演示(分析和解决问题)——上机实验(增加熟练度，创新)的教学顺序。在进行新的课堂教学时，首先进行实验，而后进行课堂教学。针对性的先让学生进行上机实验，发现问题，同时教师通过学生的反馈注意收集问题，而后学生带着问题，教师再进行课堂教学，注重学生的互动和心理，使学生的听课针对性更强。

利用学生对电脑较为熟悉并喜欢使用电脑的心理，首先让学生按照指导书实验和练习相关的内容和操作，利用实验引导学生的探求欲望和好奇心。在实验过程中由于学生会对陌生的新知识产生各种各样的问题，这时教师可以提醒学生对问题做出标记，使学生加深对问题的印象。当然，在这个过程中也可以加入一些讲解，但不必深入。然后进行课堂教学，对实验过程进行演示，针对学生们实验过程中的反馈和共性问题进行重点讲解，并穿插地教授实验所隐含的理论知识。这样，在教学过程中教师可以有的放矢，重点讲解提高教学效率;同时学生们经历了实验，带着问题听课，针对性强，并能够提出问题，增加了课堂中的“教－学”互动，课堂效率就会大大提高。

实验教学和理论教学的安排如图1 所示。在课堂教学时，第1 节课会对学生已经做过的实验进行重新演示，同时穿插理论讲解;第2 节课根据情况，将强调系统地介绍和教授学生必须掌握的一些理论知识点，并注意与实验的关联结合。在进行实验环节课程教学时，第1 节课首先重复上一次的实验，由于学生已经做过教师并已经详细讲解过，因此1 节课的时间可以保证大部分学生完成前次实验;第2 节课安排学生进行新的上机实验练习。当然对于新实验学生不可能利用1 节课的时间就保证完成，因此也可以安排学生在课下完成。但是这个环节只是要求学生按部就班的按照讲义进行实验来发现问题而不是解决问题，培养学生的探知欲望，因此不会占用学生过多的课余时间避免引起学生的反感。

⑥系统以压缩干净空气作为起升驱动，橡胶气袋可达到食品级，没有任何油污，没有排放物，不会造成河水和环境的污染。

图1 课堂和实验教学安排

对于理论课时较多的课程，也可以根据需要进行实际调整，只在局部进行逆向顺序的调整即可，实验和理论课时的安排仍然遵循图1 所示的顺序来进行。

(三)注重软件课程的知识扩展

本科院校较之高职类院校软件教学的要求和层次不同，不但要“教会”，使学生熟悉软件本身的操作，还要“教懂”，了解软件编制体系和专业课程本身蕴含的一些基础理论知识，并做到举一反三。教师在将软件使用技术教授学生外，还需要扩展知识内容，引发学生兴趣，而不只是单纯为了教软件而教学。根据课程性质的不同，我们将软件课程分为两类:

1.单纯技术类的软件教学课程(如AutoCad，Pro/E等)。这类课程的特点是软件的专业知识要求不高，软件使用较为简单，通过一些练习就可以学会，但对软件操作对象的理论要求较高，如AutoCad 的软件教学，其本身使用较为简单，但对软件绘制对象采用何种表达方式、各种表达方式的具体要求等有较高的理论要求。针对这种情况，在实验的同时可以详细讲解与之相关的理论课程内容，这与传统的教学内容和顺序类似。但一定要避免单纯的技术性教学，在学习软件的同时还要提醒和讲解绘制对象的理论基础。结合这类软件众多但基本构建思想大致相同的特点，还需重点补充操作对象的操作规则以及软件的使用思路及技巧，引导学生在使用软件的同时可以灵活运用自己所学的知识，并发现一些共性问题的内在规律和方法，对知识进行扩展。表1 为在Pro/E 软件课程和AutoCad软件课程中的教学扩展举例。

2.与理论知识结合较多的软件(如一些专业软件Mat-Lab，反求软件ImageWare，数据库软件等)。这类软件的特点是软件使用的专业知识水平要求较高，软件中的参数设置较多且均隐含一定的数学理论含义，软件使用技术要求高，如果不懂得理论基础软件学习会相对困难，但软件操作对象相对简单。因此，在进行课程教学时，必须重点阐述软件编制的理论基础，讲清各种参数隐含的数学含义，兼顾软件的使用思路和技巧，引导学生用数学思维在一个更高的理论层次上去理解和掌握知识。同时在教学中扩展学生的知识面，引导学生从技术层面向经验层面进而策略层面思考，同样引导学生注意阐述重点问题及其共性方法。表2 为在反求工程软件教学环节课程中的教学扩展举例。

表1 单纯性技术类软件教学扩展举例

表2 理论含量高的软件教学扩展举例

2 类软件课程均可用逆向教学顺序法进行课程顺序的调整安排，但是仍需要考虑实际情况的需要。对软件教学只是部分教学环节且课时较少的课程可以安排局部教学顺序内容的调整，而对于纯软件教学的课程则可以将逆向教学法完全应用于整个课程的安排。

三 实施效果

我们将改革内容应用于07 级模具专业学生反求工程课程中，采用逆向的教学顺序法编制教学计划和大纲，在教学过程中注意知识扩展，引入一些工程中常用的知识讲解，对学生的学习质量进行了跟踪和评价。具体方法为:选取10 个样本(学生，学业成绩分布为正态分布，其中包括一名女生)，对其上机实验的质量每2 周设定时间节点进行跟踪，分别对考核因素(实验完成时间、实验准确率、所提问题科学性)进行评价，而后对其进行加权平均，男生权重为1，女生为1.1。评价因素中，实验完成的最长时间为100 分，用的时间越短，分值越低，衡量学生的操作熟练程度;实验准确率为质量最好为100，完成质量越高，分值越高，用来衡量学生对知识的灵活运用和掌握程度;所提问题科学性是指问题的理论深度，如软件使用问题为低水平问题，而张力、平滑度对曲线的影响为中水平问题，曲率连续的数学基础为高水平问题，以每次收集的各种问题所占百分比为衡量标准，用来衡量学生的学习和思考的主动性。跟踪结果如下图所示:

从图2 可以看出，实验完成时间呈现震荡起伏，虽然随着课程的进行学生上机实验越来越熟练，但是因为每个实验的难度是逐渐增大的，因此相比较而言学生的操作是越来越熟练的，这一点可以从完成准确率一直较高这点看出来。同时，随着课程的进行，学生单纯操作技术层面的问题减少，规律和理论层面的问题增多，也反映出学生在不断思考，学习主动性增强，如图3 所示。

图2 实验完成时间、准确率与题目难易程度关系

图3 所提问题科学性

在学生评教调查中，同学们普遍反映这种教学方式的改变和教学安排非常实用，目的明确，重点突出，应用性强，可以激发他们的学习积极性和针对性，提高了课堂的听课效率。但是，在实施的过程中也需要注意以下一些问题:

2.理论课时的教学是由实验时学生发现的问题引出的，引导学生注意两方面的有机结合，但要适度，注意讲解理论深度，要求用浅显的语言讲清楚即可，不必过于深究理论源头。也不能够生搬硬套，将理论推导与实验教学生硬的牵扯到一起，避免学生“钻牛角尖”。否则会导致学生片面追求“理论与实践结合”的假象，适得其反。

3.在进行理论课时教学时，还要充分引导学生的自我探索能力，注意教授学生解决问题的方法，在实验中遇到问题时自己尝试查阅资料解决，而不是单单带着问题等待教师的课堂讲解。还要充分鼓励学生的自我创造能力，不拘泥于教科书，鼓励学生使用与教科书不同的方法来分析和解决问题，充分培养学生发现问题——解决问题——创新的能力。

4.必须挑选质量较好的上机指导书，能够详细地介绍上机的整个过程。否则步骤不全，跳跃性太大，就会挫伤学生的积极性，使这种逆向教学方法适得其反。

四 结 论

软件课程教学是工程技术专业课程的重要组成部分，也是本科院校培养应用型人才的重要手段。本文提出的改革方案注重使用软件解决实际问题的能力，注重软件本身的理论基础知识的讲解和知识面的扩展介绍，不但“教会”，使学生熟悉软件本身的操作，使学生既能够学习软件课程使之成为一种表现设计思想的工具，而且“教懂”，了解软件编制结构和专业课程本身蕴含的一些基础理论知识和共性规律。通过学生的实验反馈，教师们也可以从学生角度中获得一些观察问题的新角度和新方式，提高讲课的针对性，有利于教师素质的提高。通过实践，课程改进方案获得了较好的效果，研究成果将为工程技术类包含上机实验环节课程的教学模式改革提供可供借鉴的基础。

［1］潘 欣.构建高校软件课程的教学模式［J］.考试周刊，2010(11):158 －159.

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［3］刘晓红，廖信斌.CAD/Cam 软件课程教学方法探讨［J］.湖南工业职业技术学院学报，2007，7(4):143－144.

［4］刘铁军.CAD/Cam 软件课程中典型范例教学法的实践［J］.郑州航空工业管理学院学报(社会科学版)，2009，28(4):154 －156.

［5］王 勇，王海翔.基于工作过程系统化的软件课程教学设计［J］.职业技术教育，2009(14):18 －19.

［6］黄海波，邓益民，李国平.以实验为主体的反求工程课程改革与实践［J］.宁波大学学报(教育科学版)，2012，34(6):121 －124.

［7］“科学探究性学习的理论与实验研究”课题组.探究式学习:含义、特征及核心要素［J］.教育研究，2001(12):52 －56.

［8］高 原，吴长城，乔拥军.探究式学习的内容分析研究［J］.现代教育技术，2007，17(12):15 －18.