面向卓越工程師教育的計算機語言類課程教學

于永彥 束玉琴

【摘要】卓越工程師教育培養(yǎng)計劃是我國踐行科技強國戰(zhàn)略的重要舉措，而計算機語言類課程是軟件工程師培養(yǎng)方案的重要組成部分。本文針對目前語言教學中存在的問題與不足，提出“工程導向型”教學理念，針對核心問題，提出問題解決方案。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師 建構(gòu)主義 工程導向

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0071-02

卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的核心是創(chuàng)新實踐教育，遵循“行業(yè)指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則，由國家層面制定相關(guān)的配套支持政策，提出行業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)需求，指導高校和企業(yè)在本行業(yè)領(lǐng)域?qū)嵤┳吭接媱?。我?！败浖こ獭睂I(yè)被遴選為首批試點專業(yè)，按照教育部統(tǒng)一部署，精心制定了適合本校學生層次的教學大綱和實施方案，著力提升學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和行業(yè)競爭力。

一、計算機語言類課程的教學困境

軟件工程專業(yè)的核心目標是訓練、培養(yǎng)學生的軟件使用與創(chuàng)新設計能力，而其中的關(guān)鍵是深入掌握乃至精通一門或多門計算機程序設計語言。多年的教學實踐告訴我們，軟件工程的教學重點首先應該放在對計算機語言的系統(tǒng)學習上。學生深入掌握計算機語言的精髓，不僅可以幫助其加深對軟件的理解，而且可以從本質(zhì)上領(lǐng)悟軟件設計的機理，進而消化、吸收乃至創(chuàng)新。

目前，計算機語言教學存在以下三個誤區(qū)，一是應試教育思維仍占主流。很多高校開設計算機語言的主要目的就是為了應付各種不同類型的等級考試、資格考試，教學計劃的制定仍然是圍繞考試大綱，考什么就教什么、學什么。二是形式主義，照本宣科式地教一些基本知識，學一些基本概念，避重就輕。三是教材本位主義。目前很多教師還是就教材章節(jié)安排教學內(nèi)容和進度，并不適合大多數(shù)學校的實際教學需求。如果一味強調(diào)教材的主導作用，則不利于教學改革，很難收到預期教學效果。

由于存在以上誤區(qū)，計算機語言類課程的教學突出反映了四個問題：（1）側(cè)重基本概念的講解而忽視綜合應用的訓練；（2）強調(diào)局部知識點而忽視知識全貌的構(gòu)建；（3）學習單元相對獨立，缺乏對單元間內(nèi)在聯(lián)系的深度探討；（4）教學設計太刻板，片面強調(diào)教學過程的可控性，忽視構(gòu)建一條全局性的知識鏈。

二、基于建構(gòu)主義的工程導向型教學理念

建構(gòu)主義理論認為，學生是教學的主體，教師只是教學活動的組織者、實施者和引導人，僅負責學習情景的創(chuàng)造。學生對知識的獲取不是簡單被動的接受，而是經(jīng)過復雜的思維處理形成特定的主觀認識。教學過程的實質(zhì)是一個異步、并發(fā)式的過程，不同的學生有不同的學習目標和過程，學生獲得知識的多少取決于該學生根據(jù)原由知識去建構(gòu)新知識的能力，而不是取決于學生的記憶力。

結(jié)合多年教學實踐，我們提出了“工程導向型”教學理念，即將整個教學內(nèi)容劃分為若干單元，每個單元凝聚為一個核心，為每個核心設計一個“工程模型”。首先由教師提出工程的模糊模型，工程的具體內(nèi)容及實現(xiàn)細則由學生去豐富、細化?？梢姡こ棠Ｐ偷倪f次求解過程就是“由點到面”的不斷學習過程，學習內(nèi)容呈“星狀”輻射，并向外逐層延伸。

工程導向型教學理念包括以下六個基本原則：

1.一切問題“工程”化。將問題置于軟件工程設計情景中，規(guī)劃設計步驟，循序漸進，力求體現(xiàn)工程設計的完整過程，訓練工程處理的基本思路和方法；

2.反饋補償原則。在對工程后續(xù)單元的處理過程中，新建構(gòu)、新學習的理論反過來又可用于修正前面的結(jié)果，調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，循環(huán)提高；

3.工程單元的逐層嵌套。根據(jù)課程內(nèi)在聯(lián)系，工程單元的劃分采用規(guī)模遞增的原則，對已學知識反復使用、研究，逐步深入，調(diào)整結(jié)構(gòu)，加深理解；

4.自主構(gòu)建知識鏈。研究工程單元之間的內(nèi)在聯(lián)系，尋找承上啟下的知識點，構(gòu)建一條貫穿始終的主線索，從而形成課程的全局觀念；

5.無限循環(huán)原則。具體體現(xiàn)在工程單元的無限延伸性和工程體系的首尾相連性上；

6.培養(yǎng)工程技術(shù)型人才。工程導向型教學思想的最終目標是使學生樹立正確的“工程”觀念，掌握工程設計的基本技能，能解決實際的工程問題。

三、工程導向型教學設計

基于工程導向型的教學設計主張學習的主動性和建構(gòu)性，強調(diào)以“學生的自主學習”為中心內(nèi)容，鼓勵學生主動探索、勇于發(fā)現(xiàn)，提倡培養(yǎng)創(chuàng)造型人材，強調(diào)精英教育與素質(zhì)教育的全面結(jié)合。另一方面，工程導向型的教學設計也注重教師主導作用的發(fā)揮，反對忽視師生之間的情感交流和情感因素在學習過程中的重要作用。我們認為，工程導向型教學設計必須正確處理好以下四個方面的關(guān)系：

1.學生自主學習與教師講授的關(guān)系。雖然工程導向型教學強調(diào)學生為教學活動的主體，以學生自主學習構(gòu)成整個教學過程，同時更重視教師的導向作用，只是對教師的知識水平和教學能力提出了更高的要求。尤其工程模型的設計與各個處理過程中，應該自覺體現(xiàn)這一點，避免回到傳統(tǒng)的課堂教學老路上來。

2.教學內(nèi)容與大綱、教材的關(guān)系。不可否認，目前的教學工作大多要求在指定的教學大綱指導下進行，突出的表現(xiàn)就是對教材的過分依賴。換句話說，很多教學大綱都是教材章節(jié)的簡單羅列，教學的內(nèi)容、進度以及教學目標和效果等在很大程度上受到教材的制約。工程導向型教學必須打破這種僵局，以教學目標指導教學計劃的制定，教材僅作為教輔材料。

3.教學目標與學習目標的關(guān)系。教學目標是課程教學的整體目標，是根據(jù)授課學生層次、教學資源環(huán)境等提煉出來的一個籠統(tǒng)的計劃性目標。而學習目標是具體的階段性目標，需要根據(jù)每個學生的具體情況、當前時期的學習內(nèi)容來決定，它不具有統(tǒng)一的形式，因而是仍然可調(diào)控的、可顯的。

4.工程概要與工程模塊的關(guān)系。工程概要即工程框架結(jié)構(gòu)，由教師提出粗略設想，從全局角度出發(fā)，關(guān)心的是工程單元之間的內(nèi)在聯(lián)系，重點在于課程主導線索的建立。而工程模塊由學生設計，根據(jù)每位學生對工程要求的理解，結(jié)合其自身的經(jīng)驗素質(zhì)、所處學習環(huán)境等因素，設計具體的工程實施步驟。

四、教學設計案例分析

我們以Visual C++（簡稱VC++）課程教學為例，介紹工程導向型的教學理念在計算機語言課程教學設計中的具體應用。我校的VC++課程主要涉及C++基本語法、類與對象、可視化界面和數(shù)據(jù)庫等四個方面。為此，我們構(gòu)造一個綜合性的應用型工程“試題庫管理系統(tǒng)”，主要包含試題錄入、編輯、刪除、查詢與統(tǒng)計等管理功能，涉及文字處理、圖形編輯、界面設計和后臺數(shù)據(jù)管理等四個方面內(nèi)容。如圖1所示。

（1）C++語法規(guī)范，包括類與對象部分，作為程序設計的基礎知識，可以在學期開始時講授，也可以穿插在過程中講授。如果之前開設過C語言等課程，則可以由學生自學完成。我們在實際教學時，根據(jù)我校培養(yǎng)方案實施情況，把這部分內(nèi)容分成兩個階段，首先把基礎語法講授完畢，而把類與對象的知識穿插在工程實現(xiàn)的過程中，當整個工程完成后，再引導學生反饋、鞏固。

（2）工程構(gòu)建從界面設計開始，教師只給出大致的界面布局，放任學生自由發(fā)揮，鼓勵他們創(chuàng)造性地設計個性突出的豐富多彩的界面。把原本枯燥無味的控件羅列性介紹融入趣味性十足的界面美化中，激發(fā)學生學習熱情，引導他們自學課本未涉及的知識點。實踐表明，這種自由發(fā)揮式的教學模式很受學生歡迎，大家你追我趕，各領(lǐng)風騷，設計成果出乎意料的好，學習效果顯著，學習深度在不自覺中得到加深、升華。

（3）努力為學生創(chuàng)造良好愉快的學習情境。圖1中的“文字處理”負責試題的文字編輯。在進行這部分教學設計時，我們專門安排一次課時間讓學生熟悉一些典型的文字處理軟件，如Word、WPS等，有針對性地學習它們的設計風格及功能設置。在此基礎之上，再引導學生在VC++中尋找類似的控件，拓展深度設計。再如圖中的“圖形編輯”，考慮到數(shù)學、化學、機械等課程試題中經(jīng)常需要用到各種形狀的圖形，所以需要系統(tǒng)提供給用戶一個圖形制作功能，允許用戶根據(jù)實際需要自行繪制各類圖形。因此，我們要求學生深入研究Word的圖文混排功能和VC++的圖形處理原理，要求了解相關(guān)課程的試題對圖形操作的具體要求，如此等等才能設計出滿足不同課程需求的圖形編輯模塊。

（4）數(shù)據(jù)庫管理原本是一門獨立的課程，在VC++課程中只作扼要介紹。由于“試題庫管理系統(tǒng)”需要管理數(shù)據(jù)，加之同學們對這部分知識很感興趣，我們就因勢利導加深了這方面的講授力度，包括ADO、ODBC、DAO等，讓學生在實踐中感受C++強大的數(shù)據(jù)管理能力。很多學生自覺學習SQL、Oracle等數(shù)據(jù)庫知識，完善自己的系統(tǒng)功能，設計成果大大超出預期效果。

（5）正確定位教師角色

工程導向型教學理念強調(diào)學生是教學主體的同時，同樣重視教師作用。教師的職責在于確定學習任務，組織學習活動 ，引導學生正確使用信息資源。教師由舞臺主角變成了幕后導演。這一轉(zhuǎn)變不僅沒有削弱教師的地位和作用，而且對教師的知識水平和教學能力提出了更高的要求。要求教師既要為學生提供充足的學習資源，幫助學生完成學習過程，而且要加強教學過程管控，把握教學進度，保證學習效果。

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