卓越計(jì)劃下C++程序設(shè)計(jì)雙語(yǔ)教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：卓越計(jì)劃人才的重要特質(zhì)之一是具備工程能力和創(chuàng)新能力，這些特質(zhì)的培養(yǎng)是在專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中完成的。文章針對(duì)c++程序設(shè)計(jì)雙語(yǔ)教學(xué)中的困難和不足，探討以工程和實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的課程改革方案，提出采用重組知識(shí)體系、設(shè)計(jì)分層次案例、強(qiáng)化工程實(shí)踐、改革教學(xué)方法、加強(qiáng)過(guò)程考核等方法，培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)能力、工程化實(shí)踐能力以及創(chuàng)新和探索精神。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；c++程序設(shè)計(jì)；工程案例；雙語(yǔ)教學(xué)；教學(xué)改革

0.引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱卓越計(jì)劃）是《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，致力于面向工業(yè)界、面向世界和面向未來(lái)，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，促進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)。卓越計(jì)劃旨在通過(guò)教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，這是對(duì)我國(guó)高等工程教育提出的更高要求和挑戰(zhàn)。

1.課程背景分析

卓越計(jì)劃著力推行符合工程能力培養(yǎng)規(guī)律的學(xué)習(xí)方法，其課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該突出“工程”特色；而軟件工程專業(yè)的特色就在于跟蹤和掌握國(guó)際先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，注重實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力的養(yǎng)成?，F(xiàn)有課程體系中，學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)明顯不足，并且對(duì)企業(yè)工程項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)了解不夠。c++程序設(shè)計(jì)是軟件工程專業(yè)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)課程體系中占有非常重要的地位，下接專業(yè)基礎(chǔ)教育，上承專業(yè)核心能力培養(yǎng)，可以為后繼專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

參與卓越計(jì)劃的學(xué)生為精心挑選的優(yōu)秀學(xué)生，具有良好的基礎(chǔ)和較好的領(lǐng)悟能力，因此，針對(duì)雙語(yǔ)c++程序設(shè)計(jì)課程，教師可以從以下幾方面進(jìn)行探索和改革，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力：①進(jìn)一步精減教學(xué)內(nèi)容，突出c++核心知識(shí)。由于c++程序設(shè)計(jì)是c語(yǔ)言的一個(gè)自然延伸，目前主流的教材都是由c切入，c語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)占了大量篇幅，因此可采取刪減c語(yǔ)言知識(shí)以達(dá)到突出重點(diǎn)的目的。②改變傳統(tǒng)以講授為主的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以探究的方式獲取知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。③根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，組建學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)不同層次的工程案例，突出學(xué)生的個(gè)性化特質(zhì)和團(tuán)隊(duì)精神。④以培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)文檔閱讀能力為導(dǎo)向，組織雙語(yǔ)或者英語(yǔ)教學(xué)，避免詞匯和語(yǔ)法細(xì)節(jié)。⑤改變一張考卷決定命運(yùn)的考核方式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)環(huán)節(jié)中的過(guò)程考核，一者真正考出水平和能力，二者注重平時(shí)的學(xué)習(xí)實(shí)踐。

2.課程框架設(shè)計(jì)

按照卓越計(jì)劃和CDIO的教學(xué)理念，結(jié)合課程特點(diǎn)，對(duì)c++程序設(shè)計(jì)進(jìn)行課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐考核等方面的改革，可緊密圍繞卓越計(jì)劃的核心需求——52程實(shí)踐能力，構(gòu)建新的理論與實(shí)踐相融合的課程體系，如圖1所示。

在新構(gòu)建的課程體系中，橫向以教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為教材、開(kāi)發(fā)平臺(tái)和知識(shí)體系3個(gè)層次，包含教材的先進(jìn)性、平臺(tái)的專業(yè)性和知識(shí)的系統(tǒng)性3個(gè)特點(diǎn)；縱向以知識(shí)體系劃分為理論和工程實(shí)踐兩條主線，貫穿各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，在重點(diǎn)知識(shí)單元結(jié)束時(shí)都有工程訓(xùn)練項(xiàng)目，并且隨著時(shí)間的推移，項(xiàng)目中所涉及的c++內(nèi)容逐步增多。這種課程體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅可以解決c++程序設(shè)計(jì)內(nèi)容龐雜和知識(shí)點(diǎn)分散、學(xué)生學(xué)習(xí)困難以及教學(xué)效果不理想的問(wèn)題，而且能有效訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用C++解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

3.課程改革實(shí)踐

c++程序設(shè)計(jì)是軟件工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要介紹基本的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)（OOP），采用雙語(yǔ)教學(xué)，目的是提高學(xué)生閱讀英文文獻(xiàn)和使用英語(yǔ)處理計(jì)算機(jī)工程問(wèn)題的能力，使學(xué)生了解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本原理，學(xué)會(huì)使用面向?qū)ο蟮姆椒ㄋ伎己头治鰡?wèn)題。這更類似于人類的思維活動(dòng)，可以使復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問(wèn)題更容易解決。

針對(duì)卓越班的特點(diǎn)，該課程基礎(chǔ)平臺(tái)采用更為專業(yè)的Linux操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)工具采用CodeBloeks或者Vim和g++。在課程的教學(xué)活動(dòng)中，為了讓學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范化方法、軟件開(kāi)發(fā)流程、團(tuán)隊(duì)合作、文檔寫作與成果展示、口頭書(shū)面交流等工程實(shí)踐環(huán)節(jié)有一個(gè)初步的體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，教師可根據(jù)c++程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)和工程背景，以工程實(shí)踐為主線，對(duì)理論和實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行重構(gòu)，構(gòu)建適合卓越計(jì)劃的突出工程能力培養(yǎng)的課程體系。

3.1重組教學(xué)內(nèi)容，突出面向?qū)ο笏枷牒头椒?/p>

根據(jù)軟件工程專業(yè)卓越計(jì)劃人才培養(yǎng)方案，學(xué)生應(yīng)在第1學(xué)期完成c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，掌握基本的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法；在第2學(xué)期修讀c++課程，目的是學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法和技術(shù)。考慮到C和c++的一致性以及普通班學(xué)生c語(yǔ)言的基礎(chǔ)，我們?cè)谄胀ò嗟腸++課程教學(xué)大綱中設(shè)置16學(xué)時(shí)的C語(yǔ)言內(nèi)容，占總學(xué)時(shí)的1/4，合計(jì)7章，占1/2；在卓越班的課程體系中將c語(yǔ)言知識(shí)降到6學(xué)時(shí)（見(jiàn)表1中下劃線學(xué)時(shí)），含2學(xué)時(shí)實(shí)踐，占總學(xué)時(shí)的1/10，進(jìn)一步突出c++核心知識(shí)并留出大量時(shí)間給工程實(shí)踐，同時(shí)解決了c++學(xué)時(shí)緊張的問(wèn)題。具體學(xué)時(shí)劃分見(jiàn)表1。

3.2分層次設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，強(qiáng)化軟件開(kāi)發(fā)能力

C++程序設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往以知識(shí)型和驗(yàn)證型為主，設(shè)計(jì)型和綜合型較少。在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的訓(xùn)練較多，對(duì)工程和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練較少。參與卓越計(jì)劃的學(xué)生均來(lái)自各專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生，具有很好的學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟能力，因此系統(tǒng)地設(shè)計(jì)分層次的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，更有助于學(xué)生工程和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

教師可根據(jù)教學(xué)進(jìn)度系統(tǒng)地設(shè)計(jì)多個(gè)不同層次的工程項(xiàng)目，采用循序漸進(jìn)和逐步推進(jìn)的方式構(gòu)建一個(gè)階梯式的項(xiàng)目群，使上一階工程項(xiàng)目是基于下一階工程項(xiàng)目并且融入新的知識(shí)單元，形成—個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由模擬到真實(shí)的環(huán)環(huán)相扣的工程化培養(yǎng)過(guò)程，從而將工程實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，有效地訓(xùn)練和提高學(xué)生的工程能力和設(shè)計(jì)能力。項(xiàng)目的實(shí)施以小組進(jìn)行，每組選組長(zhǎng)1名，成員3-5人，成員之間要有明確的任務(wù)和分工。在實(shí)施不同項(xiàng)目時(shí)，各個(gè)小組必須進(jìn)行重新劃分，以保證學(xué)生在不同的項(xiàng)目中可以擔(dān)任不同的角色，擴(kuò)展學(xué)生交流和溝通的范圍。

成績(jī)的評(píng)定采用分級(jí)方式，不僅比較符合實(shí)際的工作考核，而且可以減少任課教師的工作量。具體分為兩個(gè)類別：①組長(zhǎng)/項(xiàng)目考核。任課教師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)定，并將評(píng)定結(jié)果作為組長(zhǎng)成績(jī)。②成員考核。各小組長(zhǎng)根據(jù)組內(nèi)成員的表現(xiàn)給出每個(gè)人的成績(jī)權(quán)值，組長(zhǎng)權(quán)值為1，其余成員權(quán)值不能高于組長(zhǎng)。

3.3采用雙語(yǔ)教學(xué)，定位文檔閱讀

IT技術(shù)發(fā)展日新月異，變化極其迅速，對(duì)于知識(shí)的獲取顯得尤為重要。及時(shí)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)知識(shí)和技術(shù)，開(kāi)展對(duì)外學(xué)術(shù)交流也是卓越人才必備的重要能力。在南陽(yáng)理工學(xué)院軟件工程專業(yè)卓越計(jì)劃的課程體系中，c++程序設(shè)計(jì)不僅承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力的任務(wù)，而且承擔(dān)著專業(yè)外語(yǔ)的教學(xué)任務(wù)，特別是專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀。

該課程教材采用中外合編的《雙語(yǔ)版c++程序設(shè)計(jì)》，不僅具有英文的規(guī)范性和簡(jiǎn)潔性，而且又適合中國(guó)學(xué)生的實(shí)際情況。主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①以英文編寫，中文附后注，并不是全篇的翻譯，正適合學(xué)生作專業(yè)閱讀；②各知識(shí)章節(jié)均附有語(yǔ)法要點(diǎn)，便于復(fù)習(xí)和鞏固；③所有內(nèi)容章節(jié)都包含常犯錯(cuò)誤分析，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。這本教材在幫助初學(xué)者熟悉相關(guān)概念和內(nèi)容的同時(shí)，還可以幫助學(xué)生熟悉和掌握基礎(chǔ)科技英文語(yǔ)法和專業(yè)詞匯。

為了突出英文閱讀能力的培養(yǎng)，教師可在教學(xué)過(guò)程中采用分階段教學(xué)法：①在第1-2周采用逐段串講方式，讓學(xué)生一是有一個(gè)適應(yīng)的過(guò)程，二是了解科技文獻(xiàn)的基礎(chǔ)語(yǔ)法，三是熟悉一些基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)專業(yè)詞匯；②在第3-14周采用英語(yǔ)講授知識(shí)要點(diǎn)，對(duì)于核心知識(shí)和難點(diǎn)知識(shí)配以中文解釋；③在第15-16周進(jìn)行科技文獻(xiàn)基礎(chǔ)語(yǔ)法及專業(yè)詞匯回顧，課外擴(kuò)展閱讀，進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)的專業(yè)英語(yǔ)知識(shí)；④試卷采用中英文結(jié)構(gòu)，要求英文試題比例不低于15%，根據(jù)課程開(kāi)設(shè)的學(xué)期和學(xué)生基礎(chǔ)，也可提高該比例。

3.4引發(fā)學(xué)生主導(dǎo)討論，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)

在課程教學(xué)后期，學(xué)生有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學(xué)生的自主探索和學(xué)習(xí)能力，不僅需要學(xué)生了解知識(shí)的來(lái)龍去脈，掌握知識(shí)的發(fā)展脈絡(luò)，而且要學(xué)生探究性地學(xué)習(xí)和研究教材之外的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)自主學(xué)習(xí)，學(xué)生一方面可以增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的理解，培養(yǎng)自我解決問(wèn)題的能力；另一方面可以融會(huì)貫通地應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際的工程問(wèn)題。

在教學(xué)活動(dòng)的組織中，教師應(yīng)打破傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，采用以學(xué)生為主導(dǎo)的自主學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)主動(dòng)性；在學(xué)習(xí)討論的前2周，向?qū)W生布置討論的主題和任務(wù)，提出具體的要求。學(xué)習(xí)討論的主題范圍必須是課堂上沒(méi)有學(xué)過(guò)的，以保證學(xué)習(xí)過(guò)程的探究性和學(xué)習(xí)內(nèi)容的新穎性。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中仍分小組并參考工程項(xiàng)目的分組和考核方法。

3.5加強(qiáng)過(guò)程考核，彰顯平時(shí)工夫

在課程考核上，教師應(yīng)加大平時(shí)的過(guò)程和實(shí)踐考核，改革傳統(tǒng)的平時(shí)加試卷考核模式，建立以培養(yǎng)學(xué)生工程和實(shí)踐能力為主的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，重點(diǎn)突出過(guò)程考核以及形式的多樣性，體現(xiàn)考核的客觀性和公正性?？己谁h(huán)節(jié)包括作業(yè)實(shí)驗(yàn)（占20%）、工程實(shí)踐（占30%）和理論知識(shí)（占50%）三大類。作業(yè)實(shí)驗(yàn)以正確性和獨(dú)立性作為考核的依據(jù)；工程實(shí)踐以學(xué)生演示和答辯為依據(jù)，從工作量、實(shí)用性、創(chuàng)新性、合作性、規(guī)范性等多個(gè)角度進(jìn)行考評(píng)；學(xué)生主導(dǎo)的討論以任課教師評(píng)判為主，從內(nèi)容的透徹性、實(shí)用性、條理性以及表現(xiàn)的活潑性方面進(jìn)行考評(píng)；理論考試著重考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，由平時(shí)作業(yè)和期末考試組成，并且期末考核采用教考分離的方式。

作業(yè)及課堂練習(xí)不僅可以有效地幫助教師了解教學(xué)實(shí)況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法，而且可以幫助學(xué)生了解自身學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，以有針對(duì)性地解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)著重考查學(xué)生的基本動(dòng)手能力，由實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)協(xié)助完成。工程實(shí)踐主要考查學(xué)生的工程能力、知識(shí)綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問(wèn)題能力，由任課教師以答辯形式檢查和驗(yàn)收學(xué)生小組的項(xiàng)目。多元化考核可以激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而全面提高教學(xué)質(zhì)量。期末考試由經(jīng)驗(yàn)豐富的教師組成c++程序設(shè)計(jì)試卷命題組，負(fù)責(zé)統(tǒng)一命題并完善試題庫(kù)，以保證考試的客觀性和公正性。

4.教改效果

在新構(gòu)建的課程體系中，通過(guò)精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化工程案例、加強(qiáng)過(guò)程考核，以分層次的工程應(yīng)用為主線培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及解決簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化問(wèn)題及復(fù)雜的應(yīng)用項(xiàng)目問(wèn)題，學(xué)生逐步掌握了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本原理、概念和方法；通過(guò)精心設(shè)計(jì)的工程案例掌握了c++語(yǔ)言的基本知識(shí)以及基本的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程和技巧，具備了一定的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)能力，達(dá)到了課程的教學(xué)目的。

在新設(shè)計(jì)的課程體系中，層次化的工程實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)過(guò)程不僅能夠有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)工程知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)、研究和解決問(wèn)題的能力有很大的幫助。這種工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為學(xué)生今后在相關(guān)領(lǐng)域的工作和進(jìn)一步的專業(yè)學(xué)習(xí)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)在一定程度上也提高他們的核心職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。調(diào)查問(wèn)卷、學(xué)生反饋、考核等多個(gè)環(huán)節(jié)也證明了該課程體系的合理性和實(shí)用性，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

5.結(jié)語(yǔ)

南陽(yáng)理工學(xué)院軟件工程專業(yè)作為第2批獲批卓越計(jì)劃的試點(diǎn)專業(yè)，在培養(yǎng)卓越工程師的核心能力——?jiǎng)?chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力方面進(jìn)行了積極的探索和大膽的嘗試，并結(jié)合卓越計(jì)劃制定軟件工程專業(yè)教學(xué)改革方案，滿足了本專業(yè)卓越工程師工程能力培養(yǎng)的需要。根據(jù)卓越計(jì)劃突出創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求，結(jié)合南陽(yáng)理工學(xué)院軟件工程專業(yè)c++程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)際，我們開(kāi)展該門課程的理論教學(xué)、雙語(yǔ)教學(xué)、工程實(shí)踐、教學(xué)方法、過(guò)程考核等方面的改革與實(shí)踐，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，逐步訓(xùn)練學(xué)生利用c++解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為軟件工程專業(yè)卓越計(jì)劃的進(jìn)一步實(shí)施進(jìn)行了有益探索。