以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)核心課程教學(xué)改革與實(shí)踐

袁輝勇 曾翰穎 戴經(jīng)國(guó)

摘 要：程序設(shè)計(jì)課程在計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)體系中具有核心的重要位置，針對(duì)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題，通過改革課程體系和教學(xué)方法，加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)等方面的改革措施，提高了學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì) 創(chuàng)新能力 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0099-02

計(jì)算機(jī)的本質(zhì)是“程序的機(jī)器”，只有懂得程序設(shè)計(jì)，才能懂得計(jì)算機(jī)，才能真正了解計(jì)算機(jī)是怎樣工作的。程序設(shè)計(jì)課程在計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)體系中具有核心的重要位置，在程序設(shè)計(jì)過程中貫穿閱讀判斷、分析思考、工具利用、抽象表達(dá)等多項(xiàng)技能，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

1 程序設(shè)計(jì)課程中存在的不足

目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教育要求培養(yǎng)有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的畢業(yè)生，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力最終是通過程序設(shè)計(jì)能力體現(xiàn)出來的。當(dāng)前，程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題主要表現(xiàn)在：

（1）課程設(shè)置泛而不專。程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容有雷同，每門課程都學(xué)了一些基本的知識(shí)，教學(xué)的深度還不夠。學(xué)到的知識(shí)廣而不精，畢業(yè)生面對(duì)社會(huì)擇業(yè)時(shí)很難適應(yīng)工作。

（2）教學(xué)方法陳舊落后。目前基本上采用課堂教學(xué)主要介紹語法知識(shí)、實(shí)踐教學(xué)讓學(xué)生調(diào)試程序。枯燥的語法知識(shí)介紹往往提不起學(xué)生的興趣，而簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性上機(jī)實(shí)踐使學(xué)生的上機(jī)可以草草了事。

（3）理論教學(xué)偏離重點(diǎn)。目前一般是以語言為主線，把主要精力放在對(duì)語言的掌握和使用上，而對(duì)程序設(shè)計(jì)過程中涉及的基本方法和技術(shù)的教學(xué)就顯得比較薄弱。

（4）實(shí)踐能力培養(yǎng)不夠。目前仍然采用按教材內(nèi)容的先后順序來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，很少將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融合起來設(shè)計(jì)綜合性的實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目，尤其缺乏綜合性的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，缺乏實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從而忽視了對(duì)課程整體性的把握和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

（5）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺少創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這種簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很難涉及算法設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)、調(diào)試修改、功能測(cè)試等多個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生程序的檢查缺少嚴(yán)格的數(shù)據(jù)測(cè)試，不利于對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 研究現(xiàn)狀

為了提高程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)效果，國(guó)內(nèi)已有許多學(xué)者對(duì)程序設(shè)計(jì)核心課程的教學(xué)進(jìn)行了研究，提出了一些改革方案，這些研究對(duì)學(xué)習(xí)某一門程序設(shè)計(jì)語言和某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)能起到很好的作用。然而這些研究大多是獨(dú)立地針對(duì)某一門程序設(shè)計(jì)語言課程或者某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，如針對(duì)課程體系[1]，針對(duì)某一門課程，如C語言程序設(shè)計(jì)[2]等。程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)不是簡(jiǎn)單地學(xué)習(xí)幾門語言和改革某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)就能達(dá)到的，程序設(shè)計(jì)能力的提高需要經(jīng)過一系列課程的訓(xùn)練才能實(shí)現(xiàn)。因此，很有必要對(duì)程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)作更深入的研究與探索，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3 程序設(shè)計(jì)核心課程改革措施

以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，總結(jié)程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中取得的成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，分析和研究C程序設(shè)計(jì)、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、JAVA 程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)五門課程的知識(shí)體系，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行改革，建立課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系，加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開展綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

3.1 課程體系改革

從課程體系規(guī)劃的大處入手，通過分析和研究五門課程的知識(shí)體系，用工程應(yīng)用理念全面改革了程序設(shè)計(jì)課程體系的設(shè)置；結(jié)合計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才需求，建立了相應(yīng)的課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系，制訂出了有針對(duì)性的課程標(biāo)準(zhǔn)，全面改革了程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容。

3.2 課堂教學(xué)方法改革

（1）案例型教學(xué)。程序設(shè)計(jì)中有很多情景性的方法、技術(shù)和工程原則，例如各種不同的分析和設(shè)計(jì)技術(shù)，它們只有在具體的應(yīng)用環(huán)境中才能得到深刻理解。通過采用案例型教學(xué)方法，緊密結(jié)合應(yīng)用環(huán)境的理論教學(xué)使知識(shí)具體化，讓學(xué)生真正理解和掌握設(shè)計(jì)原理。

（2）面向問題教學(xué)。建立這種“有目標(biāo)的選擇性”觀念就是“工程”觀培養(yǎng)和技術(shù)主題培養(yǎng)的最大不同之處。培養(yǎng)學(xué)生的這種觀念，通過采用面向問題的教學(xué)方法，在教學(xué)當(dāng)中緊緊抓住“解決實(shí)際問題”這一目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生從解決問題的角度來看待程序設(shè)計(jì)開發(fā)，而不是單純的技術(shù)運(yùn)用。

（3）研討式教學(xué)。簡(jiǎn)單的課堂教學(xué)只能建立對(duì)這些知識(shí)淺嘗輒止的理解，無法幫助學(xué)生真正將其融入“能力”。通過采用研討式的教學(xué)方法，給學(xué)生提供了對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行深入分析的經(jīng)典文獻(xiàn)，組織學(xué)生進(jìn)行思考和討論。既能幫助學(xué)生深入理解重要的知識(shí)，又能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情。

（4）面向“實(shí)際”教學(xué)。五門課程的教學(xué)內(nèi)容是程序設(shè)計(jì)的知識(shí)積累，既有程序設(shè)計(jì)的經(jīng)典理論、方法和技術(shù)，又涉及程序設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。采用面向“實(shí)際”的教學(xué)方法在保證教學(xué)內(nèi)容完整性的同時(shí)，還能進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.3 實(shí)踐教學(xué)方法改革

（1）面向問題的實(shí)踐教學(xué)方法。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程化程序設(shè)計(jì)觀念，除了在課程講授上使用面向問題的教學(xué)之外，在實(shí)踐中也將采用面向問題的實(shí)踐教學(xué)方法。例如，在C程序設(shè)計(jì)課程中，將一個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)分為規(guī)劃、需求分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、測(cè)試4個(gè)階段。分別對(duì)每個(gè)階段提出過程規(guī)范和驗(yàn)收要求，培養(yǎng)學(xué)生在過程規(guī)范下為滿足驗(yàn)收要求而運(yùn)用工程方法與技術(shù)，完成“工程”活動(dòng)，解決“工程”問題的能力，而不僅僅是讓學(xué)生開發(fā)一個(gè)程序。

（2）探究型學(xué)習(xí)。程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的特定問題，而且它們大都是課堂教學(xué)內(nèi)容難以覆蓋的。為了培養(yǎng)學(xué)生解決這些特定問題的能力，在實(shí)踐中采用了探究型學(xué)習(xí)方法。在解決問題的過程中，安排使用了一些在課堂教學(xué)內(nèi)沒有涉及的方法與技術(shù)，并要求學(xué)生有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，自主進(jìn)行探究型學(xué)習(xí)。

（3）校企合作體驗(yàn)式教學(xué)。通過校企合作方式，采用一系列的實(shí)踐設(shè)計(jì)，在一個(gè)受控的環(huán)境下模擬程序開發(fā)生命周期的各個(gè)部分，使學(xué)生在其中獲得了盡可能真實(shí)的體驗(yàn)。強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)合作能力和交流溝通能力的培養(yǎng)，將團(tuán)組實(shí)驗(yàn)引入課程，重視文檔寫作、交流溝通，提高了團(tuán)隊(duì)合作積極性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.4 加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

開發(fā)了“韶關(guān)學(xué)院程序設(shè)計(jì)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)”。系統(tǒng)包含了核心課程群的相關(guān)課程資源，系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了教師發(fā)布作業(yè)、學(xué)生自我測(cè)試、師生之間自由討論、程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽等功能。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)提交程序代碼，評(píng)測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)按照教師的測(cè)試用例執(zhí)行程序，從執(zhí)行情況來評(píng)判程序的正確性。使學(xué)生感受到程序設(shè)計(jì)不僅要求“對(duì)不對(duì)”，還要求“好不好”，既可培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，同時(shí)能訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

4 結(jié)語

提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力日益成為深化程序設(shè)計(jì)課程改革的重要課題。針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程群，提出了課程體系、教學(xué)方法、資源建設(shè)和引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)等方面的改革措施，這些措施還需要在今后的教學(xué)過程中不斷完善，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋人杰，張洪業(yè).程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)體系的改革與實(shí)踐[J].科技信息，2012（3）：269.

[2] 張蕾.基于項(xiàng)目化教學(xué)的“C語言程序設(shè)計(jì)”課程改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（2）：17-20.