基于卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程教學改革研究與實踐

陳丹丹++張秀宇++王瀛洲

摘要：根據(jù)教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)目標，分析面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程現(xiàn)狀，通過選擇合適的編程語言，運用全方位的教學手段，采用先進的教學理念，建立階段式的考評體系及更新后續(xù)課程設(shè)計的內(nèi)容等多種舉措提升學生的實踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：卓越工程師教育計劃；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；教學改革；項目教學法；啟發(fā)式教學法

中圖分類號：G642 文獻識別碼：A 文章編號：1009-3044（2015）17-0100-02

Study on Teaching Reform and Practice of Object Oriented Programming Course Based On Excellent Engineer Education and Training Program

CHEN Dan-dan， ZHANG Xiu-yu， WANG Ying-zhou

（School of Automation Engineering， Northeast Dianli University， Jilin 132012， China）

Abstract： According to the cultivation goal of excellent engineer education and training program， analysis the course status of object oriented programming， various measures adopts such as choose proper programming language，use a full range of teaching method and advanced teaching idea，build staged test system，update the contents of continued course design ，to promote the practice creative ability of students.

Key words： excellent engineer education and training program；object oriented programming； teaching reform； project teaching method； elicitation teaching method

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），核心思想是培養(yǎng)一批面向未來的，適應知識經(jīng)濟時代發(fā)展需要的，現(xiàn)場工程師、設(shè)計開發(fā)工程師和研究型工程師等多種類型工程技術(shù)創(chuàng)新型人才。卓越計劃有三個特點：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才；三是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。該計劃對促進高等教育改革與發(fā)展，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有舉足輕重的導向作用和指導意義[1-2]。

1 課程現(xiàn)狀

《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》是我院自動化專業(yè)“卓越計劃”下的一門重要專業(yè)課，同時也是一門實踐性較強的課程，尤為強調(diào)學生的實際動手能力。目前高校工科專業(yè)的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程大多分為兩類，一類以C++程序設(shè)計語言自身的體系為脈絡展開教學，即注重編程語言的基本語句、語法以及類和對象、繼承和派生、多態(tài)性等有關(guān)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本概念。但由于此類教學模式不是以解決工程實際問題為目的展開，學生創(chuàng)新潛能得不到很好的挖掘，難以在學習中提高實踐創(chuàng)新能力[3]。另一類以Java語言為載體，講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想及設(shè)計方法，但Java的體系十分龐大，涉及的知識點多且繁雜，不適合自動化專業(yè)的學生學習。因此，本文就如何更好的通過《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程這個平臺，培養(yǎng)自動化專業(yè)卓越班學生的工程能力和實踐創(chuàng)新能力，進行了教學改革與實踐。

2 教學改革具體舉措

2.1 選擇合適的編程語言

將單純講解C++語言，變?yōu)橹v解一門開發(fā)工具。考慮到自動化專業(yè)的學生具有C語言基礎(chǔ)，選定Borland C++ Builder 6.0作為授課內(nèi)容。C++ Builder是面向?qū)ο蟮?，可視化編程語言，開發(fā)者可以采用“所見即所得”的可視化方式，來設(shè)計應用程序的界面，不必編寫大量的代碼來實現(xiàn)界面功能。因此，相比其他同類面向?qū)ο笳Z言具有“易上手，入門快”的特點。同時由于C++ Builder功能強大，應用領(lǐng)域廣泛，更能滿足培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的需求。

2.2 運用全方位的教學手段

自動化卓越班人數(shù)一般為40人，采用實驗室授課，每位同學都配有一臺計算機。教師講授完實例以后，學生可以馬上上機操作。同時為了使每位同學能夠清楚地看到老師的操作過程，實驗室電腦中安裝了NetMeeting軟件工具，教師的電腦設(shè)置為主機，每次上課前，學生打開各自電腦上的NetMeeting軟件，教師選擇主持會議的功能，呼叫各從機，連接成功后，每個學生都能看到主機電腦上教師的每一步操作演示，十分快捷且高效。而且教師還能利用NetMeeting軟件中的文件傳送功能，將每次課的PPT、實驗指導書、示例程序等文件直接傳送給學生，學生可以自行下載保存，作為復習資料。除此之外，教師還可以適時配合多媒體、板書等教學手段，最終達到板書、多媒體、先進軟件、學生上機操作相結(jié)合的全方位教學手段[4]。

2.3 采用先進的教學理念

2.3.1 項目教學法

項目教學法最早見于美國教育家凱茲和加拿大教育家查德合著的《項目教學法》[5]?！绊椖拷虒W法”最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的教學模式，創(chuàng)造了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學模式[6]。

基于項目教學法的基本思想，將《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》每次課的教學內(nèi)容設(shè)置成為一個具體的實訓項目。整個教學過程相當于進行一個項目的開發(fā)，從信息的收集、到方案的設(shè)計，直至項目的實現(xiàn)，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，教師以引導為主、講授為輔，給學生預留充分地思考空間，最大限度的培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

2.3.2啟發(fā)式教學法

啟發(fā)式教學的關(guān)鍵在于設(shè)置問題情境，強調(diào)激發(fā)學生內(nèi)在的學習動力及智力的充分發(fā)展[7]。教師在授課過程中應多注重設(shè)置問題的情境，多提出啟發(fā)性較強的問題。比如在講授一對多數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)時，可以提問現(xiàn)實生活中有哪些實例與之相關(guān)。在課后還可以布置與專業(yè)相關(guān)的思考題，如：找出電廠中一對多數(shù)據(jù)表的實例，并編程實現(xiàn)。

2.3.3 因材施教教學法

考慮到每個學生的學習能力和認知水平的不同，在每堂課結(jié)束時都設(shè)置鞏固提高部分，為學習能力較強的同學提供更廣闊的平臺，使其接受更多任務和挑戰(zhàn)，進一步提升實踐創(chuàng)新能力。

2.4 建立階段式的考評體系

考評體系分為四個階段：第一階段在完成簡單應用程序設(shè)計的學習之后進行，主要考核學生常用組件的使用方法?？己诵问綖檎n上上機測驗，測驗時間為60分鐘，分數(shù)占總成績的15%，考核題目中涉及各種常用組件如Label、Edit、BitButton、Memo、RadioButton、CheckBox、ListBox、Menu、OpenDialog等。

第二階段在完成數(shù)據(jù)庫應用程序設(shè)計的學習之后進行，主要考核學生設(shè)計數(shù)據(jù)庫應用程序的一般步驟、常用數(shù)據(jù)庫組件的用法、數(shù)據(jù)的編輯與查詢及報表的設(shè)計等內(nèi)容?？己诵问綖檎n上上機測驗，測驗時間為60分鐘，分數(shù)占總成績的15%。

第三階段為上機考試，設(shè)置在結(jié)課之后進行，分數(shù)占總成績的20%，考試時間為90分鐘，考試內(nèi)容一般為管理信息系統(tǒng)的設(shè)計，如：學生信息管理系統(tǒng)。

第四階段為理論考試，一般在上機考試一周后進行?？荚囆问綖殚_卷，綜合考察學生對課程的掌握情況，分數(shù)占總成績的50%。

2.5 更新后續(xù)課程設(shè)計的內(nèi)容

在課程的全部授課學時結(jié)束后，安排為期兩周的軟件類設(shè)計實訓。以往的實訓內(nèi)容大多是管理信息系統(tǒng)的設(shè)計，如：大學生社團管理信息系統(tǒng)設(shè)計、高校實驗設(shè)備管理信息系統(tǒng)設(shè)計等。此類題目的缺點是專業(yè)特色得不到體現(xiàn)，更不能滿足“卓越計劃”的培養(yǎng)目標。

鑒于自動化專業(yè)“軟硬相結(jié)合，兩手都要硬”的培養(yǎng)目標，現(xiàn)將單片機硬件內(nèi)容引入到課程設(shè)計的設(shè)置中來，并拓展學習利用C++ Builder編寫PC機與單片機之間串口通信的程序代碼，同時將課程設(shè)計地點選在微機原理實驗室，便于學生操作單片機等硬件設(shè)備。課程設(shè)計的具體內(nèi)容為：要求采用C++ Builder 6.0編寫上位機軟件程序，采用DVCC-5286JH單片機仿真實驗系統(tǒng)作為下位機硬件連接設(shè)備，設(shè)計模塊化的測控系統(tǒng)軟件平臺，實現(xiàn)PC機與單片機之間的通信，同時還要求為用戶提供數(shù)據(jù)保存、實時曲線繪制及歷史數(shù)據(jù)查詢與打印等功能[8]。更新了課程設(shè)計內(nèi)容后，使學生將所學的編程工具與專業(yè)知識相結(jié)合，達到了“學以致用”的目的，“卓越計劃”培養(yǎng)目標得到了很好的體現(xiàn)。

3 結(jié)束語

《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》是一門理論和實踐結(jié)合得較為緊密的課程，為實施“卓越計劃”提供了一個有效的平臺。隨著課程教學改革的不斷深入，學生的實踐創(chuàng)新能力得到不斷提升，必然會對教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施起到一定的推進作用。

參考文獻：

[1] 徐靜. 卓越工程師培養(yǎng)計劃下“Java程序設(shè)計”課程改革[J]. 計算機時代， 2013（9）： 65-66.

[2] 惠燕， 潘煜. 基于“卓越計劃”的C程序設(shè)計教學改革研究[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2011， 7（12）： 2863-2864.

[3] 吳晶晶. 淺析高職《Delphi程序設(shè)計》教學模式[J]. 科技創(chuàng)新導報， 2008（31）： 141.

[4] 劉元珍. 面向“卓越計劃”的C++課程建設(shè)探討[J]. 林區(qū)教學， 2012（9）： 85-86.

[5] 江兆銀. 項目教學法在高職“delphi程序設(shè)計”教學中的應用[J]. 揚州教育學院學報， 2009， 27（2）： 86-88.

[6] 胡慶芳. 優(yōu)化課堂教學方法與實踐[M]. 北京： 中國人民大學出版社， 2014.

[7] 陳琦， 劉儒德. 當代教育心理學[M]. 北京： 北京師范大學出版社， 2007.

[8] 陳丹丹， 張?zhí)煊穑?夏澤杰. 基于C++ Builder的模塊化測控系統(tǒng)軟件的設(shè)計[J]. 科技信息， 2012（33）： 89-90.