1教师指导下的项目组自主协作
教师设计出多种不同类型和特点的软件项目，并提出协同工作要求，让学生自由组合成多个项目组，自主选择项目。各项目组在教师指导下，按计划推进工作，并每周提交进展报告；另外，按照课程的安排和项目进展，教师确定需求模型和设计模型等阶段成果提交的时间点，组织学生按期提交阶段成果，并让教师和同学进行评判。在此过程中，教师会引导学生自主选择项目和分析项目目标及特点，应用课程中所讲授的工程方法和技术以完成项目；项目组自主安排计划、分工和合作方式；教师和助教评阅阶段成果，并在课上点评和交流。4）基于透明互评和贡献率的评价体系。在网络化的互动式教学平台上，每个学生需对其他组提交的软件模型进行独立（即不署名的）评审，并给出具体评价意见和评分，项目组需对评审意见做出回应并进行改进；项目结束后，各项目组需作项目总结报告和产品演示，并对每位成员的个人贡献率给出评价；教师对学生平时作业和课堂交流情况的评分作为平时成绩。另外，教师还通过开卷考试考查学生对知识和方法的理解与运用能力。这种由师生共同参与的评价过程，激发了学生的主动性和协作精神，并保证评价的公开、公平和公正。教师根据项目组提交的各阶段成果及“被评价”结果、验收演示效果等综合评定项目组成绩；根据项目组成绩及成员的个人贡献率综合评定学生的项目成绩；根据学生的平时成绩、项目成绩和考试成绩给出总评成绩。上述互动式模式的教学内容和考核方式如图2所示，主要包括3个方面的内容，分别是理论教学内容、实践教学内容和课程考核。
2教学平台及工程实验环境
教学平台和实验环境的建设对互动式教学具有重要的支撑作用。高级软件工程课程完成了网络化教学支持平台和软件工程实验环境的建设，综合使用2个教学辅助平台，充分发挥各自优势，为课程教学提供了良好的支持作用。网络化的课程管理平台是在自主研制的计算机类课程教学辅助系统（CG）上构建的本课程教学管理子平台，支持课件和学习资料的发放、学生答疑、作业的提交和评判等。由于本课程在项目实践环节引入了透明的互评机制以及个人贡献率的概念，而现有的课程管理平台难以提供本课程所需的特色功能。因此，从2010年开始，依托助教（博士生）和实验室研究生，我们设计和开发了一个网络化的支持项目组进行模型互评的组间互评价平台，该平台不仅可以支持项目组提交工作成果，如需求模型、设计模型等；还可以支持学生独立评审其他组成果，并给出评分和评审意见；另外，还能对其他同学的评审意见给出回复，并根据评审意见进行修改完善。本课程还利用北航软件工程研究所自主研发的一组软件工具，并精选多个开源软件作为软件工程实验环境，为学生学习并实践精细化建模、量化的过程管理、项目组的紧密协同等提供必要支持。建立工程实验环境的软件工具如表1所示。
3效果分析
课程不但通过项目的实施和推进，培养学生的团队协作和组织实施能力，而且力图通过课程项目，提高学生模型化抽象思维能力及分析验证能力，使学生能够将在课程实践中获得的经验教训以及在课程训练中获得的能力，直接付诸于科研项目或今后工作中的实际项目。下面通过3种评价方式对课程效果进行分析。
3.1基于课堂教学反馈表的教学效果分析
本课程针对重点内容设计教学反馈表，既促使学生认真听讲，积极参与课堂讨论，又使教师及时了解学生对重要内容的兴趣和理解程度，以及对讲授方法的接受程度，从而提高教学效果。本课程共16次课，累计48学时。表2所示为针对2011年秋季课程中“设计建模”这部分内容的随堂教学反馈表分析结果，结果表明70%~80%的学生准确地理解了教师在课堂上讲授和强调的核心内容，同时表明学生对设计方法的理解相对困难较大。由此可以预想到在课程项目中，设计建模会面临比较多的问题。我们一方面放宽设计建模时间，另一方面加强对设计建模的指导和分析，为学生更好地理解后续知识奠定基础。我们针对学生关注的11讲教学内容共进行了7次教学反馈调查，总体情况表明80%以上的学生能够准确理解和掌握每一讲的主要内容，难点大多集中于1~2个较抽象的概念和方法上，但学生对主要内容都表现出较大兴趣，并对讲授方式给予了肯定。
3.2基于课程报告的教学效果分析
我们要求学生在课程结束后写一份简短的报告，反馈自己所理解的关于课程的优点和存在的问题，便于教师对下一年的教学进行改进。2011年，学生对本课程的教学方法和效果均作出充分肯定，特别对以下方面给予认可。1）既有“面”，又有“点”。刘超老师先从大的方面讲解软件工程背景知识，再由吴际老师深入讲解UML建模思想、精细化建模和模型分析方法；每堂课都有不少实际案例分析和讲解。2）项目实践。教师将理论部分放到实践过程中穿插讲解，以使学生了解规范的软件开发流程，特别是熟悉建模过程；最有意思的地方就在于学生互评。3）教学方法十分巧妙。问卷方法既达到了点名的目的，又让每个学生能够在课上认真听讲，集中精神吸收课程内容的精髓；教师很仔细地审阅作业，批阅后的反馈，让学生学到了更多令人印象深刻的东西；反馈表上面的问题能够起到引导作用；小组互评的评分方式非常新颖，能让每位学生得到更多练习。
3.3基于课程项目的教学效果分析
为了更客观地反映互动式教学模式在建模能力培养上的促进作用，我们使用由BansiyaJagdish等人在2002年提出的面向对象设计模型质量评估方法[1]，对课程项目中各小组的模型进行评估。该评估方法以分层模型为基础，如图3所示，分为4个不同的抽象层：L1为抽象级别最高的层次，表示最终期望得到的模型质量属性（QualityAttribute）；L2层为面向对象设计模型中的属性（DesignProperty）；L3和L4包含低抽象层次的模型度量数据。其中，L1层包括可重用性（Reusability）、灵活性（Flexibility）、可理解性（Understandability）、功能性（Functionality）、可扩展性（Extendibility）、有效性（Effectiveness）5个质量属性。在上述分层模型的基础上，北京大学的研究人员曾在2004年使用此评估方法，对UML元模型的多个历史版本进行评估[2]。该研究发现UML2.0的元模型相对之前的1.2、1.3、1.4、1.5几个版本，质量有显著提高，模型的可重用性、可扩展性等质量属性都提升不少。我们参考上述两项研究的具体方法，对各小组所建立的需求和设计模型进行评估。选取如表3所示的度量指标，通过由L3、L4到L2的映射，以及由L2到L1的映射关系，计算出项目各个历史版本的评估结果。某项目组所建模型的4个历史版本的质量属性如表4所示。
4结语
并行交互教学模式是一种不同于传统教学的全新模式，它针对程序设计课程强实践性的特点，实现了教学过程中及时实践、同步实践和饱满实践的课程要求，并实现了教学过程中教与学的实时互动。它通过将教学活动中的各个步骤并行执行，实现了教学过程课堂的多元化知识获取，加强了课堂互动，实现了程序设计思维的培养，将教学过程变成了“导致学习的交流活动”，最大程度上优化了课程的教学效果。因此，并行交互教学模式是一种值得在更大范围内进行推广的教学模式。后期将进一步优化该模式，改进并行交互教学环境的稳定性和兼容性，克服该教学模式中的不足之处。
作者：吴际 杨海燕 刘超 张弓 单位：北京航空航天大学 计算机学院
