TBL教学法在软件工程课程教学中的应用探索

李琳，黄江平

（重庆邮电大学软件工程学院，重庆 400065）

0 引言

软件工程专业是2002年国家教育部新增的一级学科专业，随着这十多年经济建设和信息技术的飞速发展，计算机应用的领域急剧扩大，软件工程专业已成为一个新的热门专业。

这十多年，各高校对国内外著名大学的软件教育理念、知识体系、课程结构、教学手段等进行持续的研究。在课程体系设计中，基本都参照了CDIO工程教育理念与标准（CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），重视学生的参与和实践，努力培养学生思考、探索问题和解决问题的能力，增强学生的团队协作意识

在具体的教学中，教师们广泛的进行了有益的教学创新和教学方式的融合。

项目法是其中实践比较多且卓有成效的一种方法[1]（有的也称之为“沉浸式教学法”[2]），这种方法主要针对软件工程专业学生缺乏实际项目经验的现状，在理论课，实践课或者实训课程中，将理论知识的教学融入模拟的项目实践中，从而激发了学生学习的主动性与兴趣，锻炼团队协作与解决问题的能力。

任务驱动教学法是项目法的一种简化或者是泛化，软件工程的专业课程中，不仅仅只有像软件需求分析，软件分析与设计，软件项目管理之类的适合用模拟项目来代入课程知识理解的，还存在不少学科基础型理论课，如数据结构、操作系统、计算机网络，等等。这些课程更适合代入任务驱动来推动教学的进行，以改进教师难教授，学生难理解，课堂专注度和投入程度不高的情况[3]。

而情景Seminar教学法则是将软件工程专业课程的知识讲授方式与情景Seminar相结合，在课堂上引入包括分组研讨、主题报告、答辩评审三个内容[4]。通过Seminar讨论会的模式，激发学生的主动参与思考，解决问题并讨论评估答案。这种方法在欧美课堂比较流行，比较适合学生人数较少且课时合适的情况，国内普通本科的软件工程课程教学班大多人数较多而难于组织和实施。

下面，以我们在软件工程课程中的具体实践进行探讨，讲述基于团队的学习（Team-Based Learning，TBL）教学法在计算机科学导论，软件工程，软件过程与项目管理课程中实施的情况，并讨论了如何在互联网下新型的教学平台（如雨课堂、对分易、课堂派等）的支撑下使得TBL教学法得以高效运用的。

1 TBL教学法介绍

通用的教学手段以讲述式学习（Lecture-Based Learning，LBL）为主，辅之以问题导向学习（Problem-Based Learning，PBL）。随着教育改革的深入，出现了基于团队的学习（Team-Based Learning，TBL）的教学理念。该理念是2002年由美国俄克拉荷马州立大学的Larry Michaelsen教授等正式提出，它是一种创新的教学策略与模式，课堂形态是将班级分为多个团队小组，以自学、思考、讨论、发表等方式学习並解决问题。这种方式以学生为中心，教师的角色是引导与促进。比较吸引人的是这种TBL教学法是在大班教学的背景下提出的引导式教学，其最大的优势在于能培养学生“团队精神”与“自主学习”能力。

在欧美发达国家，TBL教学逐步受到采用和重视。特别在工科类和医学类的大学专业课程学习中，取得了不错的效果。而国内在2012年后不少的医学理论课程和生物化学理论课程的教学开始采用TBL教学法。

比如在医学课程的教学中，漯河市中心医院妇产科将100名实习学生分成两组：TBL结合CP教学法组（简称“实验组”）与传统教学法组。通过课程结束后对教学效果进行评估、分析以及总结，实验组学生在理论成绩、实际操作能力、学习的积极性以及团队合作精神等方面均优于采用传统教学方法的对照组[5]。另一个案例则对PBL和TBL两种教学模式在医学教学中发挥的效果进行了比较，结论是TBL教学模式和PBL教学模式发挥的效果均优于传统教学模式，且TBL教学模式优于PBL教学模式[6]。再比如在生物环境工程的教学中，有实践案例围绕环境监测、物理性污染控制工程和大气污染控制工程三门课程讨论了PBL与TBL相结合的实践教学过程，认为TBL教学法对其他实践性较强课程和专业也提供借鉴[7]。

作为实践性非常强的专业，大班教学背景下，以培养“团队精神”和“自主学习”为目标，软件工程的专业课也可以借鉴TBL教学法。

2 基于TBL教学法的软件工程课程教学应用

通过理解TBL的内涵以及这近二十年在其他高等教育教学领域如医学、生物化学工程等的实践情况，我们首先在软件需求工程课和计算机科学导论课中进行了应用探索，对软件工程专业课程教学模式中引入了如下的TBL创新策略设计和教学融合应用。

首先是如何合理安排学时，将TBL教学法与LBL融合。

在整体上，我们并未全面放弃传统LBL的讲授方式，在有限的课时内，对知识的全面、整体、快速的理解LBL还是具有相当的优势。

因此在做教学计划的时候，拟用1/6到1/4左右的学时使用TBL教学法，以团队共同学习的方式完成。以32学时（如软件需求工程课程）的课程为例，利用TBL教学法的学时大约在5-8学时，我们实际采用了8学时；以64学时（如计算机科学导论）的课程为例，利用TBL教学法的学时大约在10-16学时，我们实际采用了12学时。

在实践中，这些学时可能是集中的或者是分离的，例如一些理论性比较强的知识环节上，我们采用的是TBL与LBL充分融合，其学时是分离的，每次课可能有一个或者两到三个段的15分钟左右的环节应用了TBL；对于一些案例型教学的环节，其TBL学时需要比较长，可能一次课两个学时均采用TBL教学方式。

其次是TBL教学内容的设计及与其他环节的融合的考虑。

TBL作为一种团队为基础的学习模式，并非仅仅是在某些课堂上，按团队把学生形式上的组合在一起，而是需要在课堂切入的课上，课下环节同时融入TBL的模式。因此，同时还须认真准备各单元的预习确认测验试题和在课堂教学中进行讨论的应用练习。

再次是TBL教学的组织和实施。

准备预习资料：教师确定各单元的教学目标，并为学生准备关于预习目的与要求的提纲和提供参考资料。

发布预习指南：根据授课计划和重点难点，教师进行预习资料的发布，并进行预习的简要指导。

分组：在课程开始之前，需要将学生分成若干小组。在分组上有的采用将水平相当的学生进行同质分组，有的则采用将水平不一的甚至是差异比较大的进行异质分组。而我们的教学实践中，则采用随机分配的原则，同质异质造成的极端化可能，并避免熟悉程度或者陌生程度带来的学习影响。

个人预习测验：此环节已进入课堂环节，所安排的TBL教学单元首先进行个人预习测验，此测试要求个人独立现场完成。

团队预习测验：当个人测验完成后，学生立即按照分组进行团队讨论相同的测试题目，并完成答案的确认和团队提交。

教师讲解或总结：教师可通过简要的讲解总结来解决和分析学生遇到和提出的问题。

课堂小组练习（可选）：教师根据该堂课重点，继续安排需理解，掌握，巩固的课堂小组练习，由小组合作完成。完成后根据各组的表现和讲解，给与团队表现分。但不是每次TBL都需要进行课堂小组练习。

团内成员互评（可选）：同样对完成比较大型的TBL教学环节，可以进行团队成员互评。

最后是融入TBL的教学的考核构成结构的设计。

为了充分调动每一个成员的积极性，平时测试这部分的个人得分由如下三部分构成：

个人平时测试得分=个人预习测试得分+团队预习测试得分+团队表现分+团内成员互评得分。其中前两项为客观得分，团队表现分为教师为每一个团队每次TBL活动根据达成度，积极性，表现讲述力等综合的主观给分；团内成员互评为团内除了自己之外，其他成员给予的评分，为主观给分。

当然，上面的只是简单的描述了构成，其并非简单直接相加，对不同课程有不同的比例结构。在实践中，我们观察到绝大部分学生团队在团队合作测试环节能通力合作，在互评环节绝大部分亦能做到客观公允。

3 互联网下新型教学平台对TBL教学法实施的支撑

从上面的TBL教学法的软件工程课程教学应用实施，我们可以发现，如果基于目前一般的教学管理手段，要实现大班情况下的TBL教学，还是有相当的难度的。100多人的教学班，如何分组管理？如何个人预习测试？如何立即得到分数？在课堂有限的45分钟中，如何快速了解学生的测试状况？学生的难点错点？如果没有互联网下信息化手段的支持，几乎是不可实施，或者是实施成本比较高，缺乏推广价值。

互联网时代，几乎每位大学生都拥有自己的电脑和手机。在我们的教学实践中，充分地应用了目前的新型教育平台，有的也称之为智慧教育平台，如雨课堂、课堂派、对分易，等等。以对分易平台作为TBL教学法实施的辅助为例，大大提高了教学过程管理和沟通的便捷性，使得基于TBL教学法的教学改革得以进行。

利用对分易平台，能实现考勤（签到码、二维码等方式），作业的布置，提交和批阅（可设置时限），课堂提问，调查问卷，投票，教学评估，课程资源，分组管理，等等，并能支持基于微信的沟通。

以TBL教学法中个人预习测试和团体预习测试为例，采用对分易，可以课堂实时发布（通过投票的功能，亦可附加成为学生身份，利用学生互测的功能）测试，立即得到个人测试的结果及统计；再实时发布测试，可立即得到团队测试的结果及统计。测试可以支持单选、多选、判断、简答等多种形式。

有了这些新型教学平台的支撑，使得TBL教学法的过程实施、管理、结果评价，评估沟通等变得非常的高效快捷，教育教学法改革的瓶颈问题得到解决。可以预见的是，更多的创新教改将在互联网下新型教学平台的支撑下得以实现和应用。

4 结语

通过在软件工程的专业课授课中实施TBL教学法，我们发现学生的学习的主动性方面明显的有了提升：预习，个人测试的环节推动了学生的主动或者被动投入；而团队测试，课堂分组作业等团队活动，也使得学生们面对比较抽象的理论，有了更多的团队讨论和脑力激荡的空间。在TBL教学中结合任务驱动法作为引导，实施项目法教学，并代入情景Seminar的方式完全可以非常自然的融合实施。并且在新型教学平台的支撑下，其实施的效率问题已经完全没有障碍。

一直困扰教师的学生玩手机问题，在相当程度上得到的缓解。因为不同于传统的教师lecture讲述方式，学生在TBL教学法模式下要求自身投入到主动学习中的时间非常多。仅以课堂为例，传统lecture方式学生主要时间在听，偶尔会被提问，但还不是每个学生都会参与到问题回答；而TBL方式课堂节奏紧凑，从个人预习测试开始，教师主要是引导，整个过程学生均需参与，并有参与的效果及时反馈和记录，这种记录也将带入到学生的课程成绩中，所以整个课堂学生的绝大部分时间都被调动起来。

从实际效果看，学生对这样的上课方式接受程度高，对知识深层次的理解和掌握普遍有所提高，对课程的实践性要求得到锻炼，团队合作的概念和方式也深入人心。

我们目前已在计算机科学导论，软件工程，软件过程与项目管理课程中应用了TBL教学法。接下来，我们将针对不同特点的专业课程，探索TBL教学法与其他教学方式的融入模式、评估方式等。基于团队的学习TBL不仅在生物学、医学、环境工程等学科有良好的运用前景，在软件工程这个强调团队性与实践性的学科，也具有很大的教学应用价值。