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摘要：设计模式是软件工程专业的核心课程，设计模式是面向对象编程的艺术且是实现软件可维护性复用的技术手段。针对设计模式原理抽象难于直观理解与掌握，设计模式的课堂教学缺乏理论与实践的结合，本文基于设计模式的特点，从教师和学生的角度，分析和探讨设计模式课程的教学方式，从而使得学生掌握若干设计模式，在面向对象软件开发中灵活恰当运用设计模式，并提升编程能力和开发可维护性复用软件。
关键词：设计模式；面向对象编程；软件工程；可维护性复用
本文引用格式：苟建平,等.《设计模式》教学浅谈[J].教育现代化,2019,6(95):169–170.
一引言
设计模式是众多高校软件工程专业开设的核心课程，它与软件工程、面向对象的程序设计、需求工程、软件建模与分析等课程密切相关。通过本课程的教学，使学生深刻理解面向对象的设计原则，并能较熟练地运用面向对象的设计原则进行代码重构，掌握典型的面向对象的设计模式，能够运用面向对象的设计模式设计开发可复用性好、可扩展性好的高质量软件。在软件工程领域，设计模式是四人组GoF(Gang of Four)在其著作《软件设计模式——可复用面向对象软件的基础》首次系统化提出[1]，且是设计模式的首本书籍。至此之后，设计模式的若干书籍大量出现，设计模式也被许多软件公司采用，众多高校也相继在软件工程专业开设了设计模式课程。设计模式一般定义为是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结，是面向对象软件开发中反复出现问题的解决方案。正确地使用设计模式可以设计可维护性复用的良好软件系统。设计模式课程主要是让学生理解和掌握GoF提出的创建型、结构型和行为型三大类型中的23种经典模式思想与方法，在软件设计中灵活使用设计模式，开发支持可维护性复用的软件系统。然而，设计模式理论抽象，其教学与实践未能较好地融合，导致学生对设计模式不能直观理解、恰当选择和灵活运用。目前，关于设计模式课程的教学探索，有合作性学习驱动的教学设计[2]、启发式教学方式[3]、渐进式学做一体教学内容设计方式[4]、微课[5]等等，这些方法能解决设计模式教学的局部问题，但是课程是一个教与学的整体，教学方式的设定必须从全局着眼和思考。因此，本文对设计模式教与学过程的方法做进一步探讨，以改善和提高教学质量，从而激发学生兴趣和学习积极性，培养学生具备良好的软件开发编程能力。
二 设计模式之教
在课堂教学中，教师的教学方式在一定程度上直接决定着教学效果和质量。针对设计模式的理论的抽象性、运用的灵活性，以及实践性要求显著的特点，探讨在设计模式的整个教学过程中，综合使用情境实例驱动教学方式、渐进启发教学方式和合作实训实践方式，以便在设计模式课堂中生动形象引入设计模式的理论概念，增强学生对设计模式的兴趣和直观深入理解，且理论与实践有机融合。
（一）情境实例驱动教学方式
设计模式理论概念抽象，学生不易直观理解，且课堂教学缺乏实践。为了使设计模式概念的直观化且与实际问题相结合，每个设计模式课堂教学开始，根据每个模式的特点，找到一个对应的生活问题的实际场景，以及实际生活场景的解决办法。而且，对每个设计模式，给出软件设计中的实际应用问题场景实例，以及其面向对象编程一般的解决方法（注意：实际软件应用问题场景的解决方案不是该模式的解决方案），且该软件场景的解决方法是有缺陷的。实际上，在一定程度上生活问题场景对应了实际软件问题场景，生活问题的解决方案对应了软件问题的解决方案，二者之间在客观上是相通的，只是一个是生活场景一个是软件场景。在设计模式教学过程中，这种生活问题与软件问题场景对应的情境实例驱动的教学方法，取得了良好的教学效果。
（二）渐进启发教学方式
设计模式的课程教学，根据《设计模式》教材[6]，每个设计模式的教学过程根据渐进的方式划分为模式动机与定义、模式结构分析、模式实例与解析、模式优缺点和适用环境，以及模式扩展与联合使用等。此渐进的教学设计是由浅入深、理论结合实践的教学过程，以便于学生循序渐进的理解和掌握。在渐进的教学设计过程中，采用了启发式教学引导方式，在引入模式的动机与定义的时候，在实际生活和软件问题的场景中，采用启发的引导方式引入模式的原理与结构，并在后续的渐进过程中，根据软件场景问题的需求变化，启发式的给出解决方案和解析。渐进启发的教学方式，不仅可以使得学生比较容易掌握与使用设计模式，而且还能较好地培养学生解决实际软件问题的工程思维和能力。
（三）合作实训实践方式
针对设计模式课程实践性强的特点，在设计模式的课程中设置的上机实训环节是必不可少的。但是，课堂上机实训时间是远远不够的。为了巩固和增强学生灵活准确的运用设计模式的编程能力，制定了合作实训的实践方式。学生自由组合3-5人的实训小组，针对包含2-3个实际的软件问题主题（注意：可以使用2-3个模式或者联合使用模式给出解决方案），小组同学通过课堂内外的自主学习、合作学习，相互引导和交流，实现软件问题的解决方案，且每个同学在不同的软件问题中要体现不同的贡献。合作实训实践方式不仅增强了学生实际掌握设计模式的动手能力，还培养了学生在软件开发中的团队协作能力，以及自我学习的意识和能力。
三 设计模式之学
设计模式是一个实践性强的软件工程专业的核心必修课程，其解决的问题一般都是软件开发设计过程中的一些复杂工程问题。从学生的角度思考设计模式的学习，需要做到转变意识、自主学习和多动手实践。首先、在设计模式的课程学习过程中，学生应从树立工程意识和培养工程思维与能力的角度出发，扎实掌握和灵活使用软件设计模式。而且，设计模式是面向对象编程的艺术，学生要意识到编程不是简单的代码实现，要遵循面向对象设计原则和提高代码的质量，是确保可维护性复用软件的重要手段。其次，设计模式课堂教学仅仅涵盖了GoF的23个典型的设计模式，软件设计中还存在众多设计模式，因此学生要主动多自我学习若干设计模式以及新模式，在自我学习过程中要不断总结和思考。最后，设计模式是反复使用的方案和经验总结，蕴含众多软件设计问题的解决思想，要通过多实训实践，且分析已有的软件解决方案中的设计模式，掌握设计模式的思想，从而在实际的应用中做到“手中无模式，心中有模式”。
四 设计模式之考核
设计模式是一门实践性强的软件工程专业核心课程。课程考核应在遵循课程特点，根据教学和实践过程，应采用平时考核、实践考核、课堂内外考核与卷面考核相结合的方式。而且实践考核和课堂外考核应该占较大比重。课堂内外考核主要包括课堂内外作业；实际考核主要包括学生课堂上机以及合作实训实践。
五 结束语
设计模式是软件工程专业的一门核心必修课程，设计模式是面向对象编程的艺术，是设计可维护性复用软件的重要手段。设计模式是解决软件问题的思想和经验总结，为了掌握模式的抽象思想并灵活恰当应用设计模式解决方案，设计模式课程的学习在软件工程专业中显得尤为重要。针对设计模式的特点，本文分析和探讨了设计模式课程教学过程中的教师授课方式和学生学习的方法，并说明了其课程考核的方式。通过改善设计模式课程的教学手段和方式，以便提高教学质量，使得学生灵活运用设计模式，提高编程能力和代码质量，设计可维护性复用软件。
参考文献
[1]Gamma E,Helm R,Johnson R,et al.Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software,Addison-Wesley.Reading,MA,1995.
[2]刘靖.“合作性学习”在软件设计模式课程教学中的实践[J].计算机教育,2017(01):105–109.
[3]李想,沈龙凤.《软件设计模式》课程启发式教学方法研究[J].信息与电脑(理论版),2017(13):220–222.
[4]卞琛,修位蓉.设计模式课程渐近式学做一体教学改革探索[J].新疆职业教育研究,2015,6(02):35–37+44.
[5]王兵,赵春兰,肖斌.基于微课的《软件设计模式》教学实践[J].教育教学论坛,2017(11):69–70.
[6]刘伟主编,设计模式[M].北京:清华大学出版社,2011.
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