以賽課結合為抓手的編程技能培養(yǎng)

姜學鋒　劉君瑞

摘 要：研究以開展能力培養(yǎng)為目標的課程改革和以學科競賽為載體的教學探索，以賽課結合為抓手，通過研究優(yōu)質課程資源建設方案和多校資源共建共享策略，闡述如何實現(xiàn)課程優(yōu)質資源的最大化，以達到全面提升大學生程序設計能力和計算機素養(yǎng)的目的。

關鍵詞：能力培養(yǎng)；賽課結合；優(yōu)質課程資源共建共享

1 背 景

程序設計課程是大學計算機基礎教育和計算機專業(yè)的核心基礎課程，是中國計算機科學課程體系2009（CCC2009）、美國計算機課程體系2013（CC2013）6門核心課程的第1門，面向非計算機專業(yè)的中國計算機基礎教育課程體系2014（CFC2014）4門核心課程的第2門，課程覆蓋面廣，選修人數(shù)多。程序設計既是各專業(yè)技術課程的計算機應用基礎，又是各類實踐環(huán)節(jié)的軟件工具，更是大學生參加課程設計、畢業(yè)設計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、科技制作、學科競賽等活動的重要平臺。據(jù)統(tǒng)計，各高校ACM-ICPC國際大學生程序設計競賽、數(shù)學建模、機器人大賽、電子設計競賽、智能汽車大賽、全國軟件設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽等均以大學生程序設計能力為基礎。程序設計能力涉及算法設計、程序實現(xiàn)、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等方面的能力，不僅是大學生進一步深造的潛力體現(xiàn)，也是用人單位選拔優(yōu)秀畢業(yè)生的重要指標，因此，程序設計能力是大學生計算機方面的基礎和核心能力。

課程基礎教學和綜合實踐教學是大學生程序設計能力培養(yǎng)的關鍵，但在目前的教學活動中，前者通常被理解為課程知識的積累，后者被定位為課程知識的運用。這種隱形的切割導致學生對所學知識進行思辨、綜合、運用、實施等方面的訓練不夠充分，大學生后續(xù)的專業(yè)能力“輸在起跑線上”。在第一課堂教學改革相對滯緩的情況下，通過第二課堂學科競賽可以有效“引燃”學生活力，激活學生自主學習[1]。

通過調研國內外培養(yǎng)編程能力成績顯著的大學發(fā)現(xiàn)，通過建立多類型、多層次的學科競賽體系和平臺，有利于激發(fā)學生內在動機，使其價值、潛能、個性得到充分發(fā)揮。通過構建區(qū)域間共享的優(yōu)質課程資源和平臺，有利于形成第二課堂學科競賽推進第一課堂教學改革的有效途徑[2]。

2 建設賽課結合的優(yōu)質資源，為提升學生編程技能提供資源保障

與國內很多高校的程序設計教學團隊交流表明，多數(shù)高校都迫切需要一套整體性、系統(tǒng)性的程序設計系列課程優(yōu)質教育資源。

1）搭建遞進式MOOC精品課程群，提供精品學習資源。

MOOC教育為教學法的定量化研究提供了全新的機遇和手段。與傳統(tǒng)的在線教學模式相比，MOOC學習過程強調學生的高度互動性，同時MOOC內容以片段形式呈現(xiàn)給學習者，整體內容又不缺乏系統(tǒng)性，更利于學習者自主、自由地學習。因此，根據(jù)受眾需求建設優(yōu)質的課程資源、最大限度地吸引學生完成課程學習是MOOC教育的關鍵。

學校程序設計團隊在原有的多門省級精品課程基礎上進行改革，針對程序設計課程用戶需求重構課程體系，建設了程序設計MOOC課程系列資源。已經建好并在中國大學MOOC平臺上線的課程有C程序設計、C++程序設計、C#程序設計，正在建設的課程有Python程序設計、Java程序設計、VB.net程序設計、程序設計思想、高級編程技術、編程抽象思維、工程方法學等。這些系列課程在程序設計能力培養(yǎng)過程中各有側重點、相互關聯(lián)，形成“循序漸進編程入門—算法設計能力提升—基于項目系統(tǒng)培養(yǎng)—融合專業(yè)價值塑造”的能力培養(yǎng)路徑。系列MOOC課程不僅滿足了不同階段學習者的個性資源需求，更強調以系統(tǒng)性、整體性的方式提升學生的程序設計技能，培養(yǎng)學生的編程思維，激發(fā)學生的專業(yè)創(chuàng)新能力。

2） 構建分層次的實訓資源庫，夯實實踐效果。

程序設計是一門實踐性很強的課程，沒有恰當?shù)摹柡偷挠柧気o助，學習效果將大打折扣。據(jù)此，學校程序設計課程團隊針對不同基礎學生、不同層次高校，提供了分層次的實踐訓練資源。這些資源包括面向基本訓練的基礎OJ題庫、面向課程競賽的提高OJ題庫以及面向編程技能應用的課程設計題庫和案例資源庫。分層次的實訓資源庫不僅囊括了基礎的課程教學實踐需求，也滿足了競賽以及工程實踐的需求，與MOOC課程系列資源相呼應，形成了完整的實訓資源鏈條，使不同水平的學生都有提升空間。實訓資源庫在加強基本訓練的基礎上，通過自選的提高型實踐，鼓勵基礎好的學生向系統(tǒng)化和高難度的訓練方向發(fā)展[3]。這些資源極大地激發(fā)了學生學習程序設計和在本領域應用創(chuàng)新的興趣，拓寬了學生的視野，提高了學生自主學習的積極性，使學生能夠有所發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造。

3）搭建完備的試題資源庫，量化學習效果。

程序設計團隊針對課程學習者的需求建造了完備的試題資源庫。這些試題資源不僅包括考核學生程序設計基礎知識的理論試題庫，還包括衡量學習者編程技能水平的實踐編程試題庫，更包括衡量學習者編程技術應用能力的案例試題庫。通過這些試題資源，學習者清晰地認知了自己的學習水平，激勵和修正自己的學習方向。

3 搭建賽課結合的資源共享平臺，為提升學生編程技能提供途徑保障

在課程教學改革的前期，學校程序設計團隊認識到僅靠一己之力難以達到令人滿意的教學效果。因此，在陜西省計算機教育學會支持下，學校程序設計教學團隊全力推動我省程序設計課程優(yōu)質資源共建共享；作為中國高校計算機大賽西北賽區(qū)組委會主任單位、中國大學生程序設計競賽西北賽區(qū)理事單位，在ACM-ICPC國際比賽亞洲區(qū)執(zhí)委平臺下，課程團隊努力開展全國范圍內的賽課結合、共建共贏的課程改革與教學探索。

1）構建涵蓋課程全部環(huán)節(jié)的教學軟件群，為資源共享提供平臺支持。

程序設計團隊不僅在中國大學MOOC平臺上線建好的優(yōu)質課程資源，供所有學習者共享，還搭建了一系列輔助教學的軟件平臺。這些平臺主要有NOJ作業(yè)訓練系統(tǒng)、inTest課程考核系統(tǒng)、Devforge軟件開發(fā)綜合訓練平臺、inbox網絡硬盤、OnlineCompiler移動終端在線編譯器、程序設計競賽OJ系統(tǒng)等。這些平臺不僅覆蓋了學生不同學習階段的平臺需求，更為課程資源的區(qū)域間共享提供了有力的支持。endprint

2）設計激發(fā)學生活力的學科競賽體系，為賽課結合提供更多渠道。

為了能夠讓學生充分展示自己才華、提升自身能力，程序設計教學團隊與大學生程序設計競賽創(chuàng)新基地深度合作，積極參與國內各種競賽活動，提高自身影響力，成為陜西省程序設計競賽組委會主任單位、中國高校計算機大賽西北賽區(qū)組委會主任單位、ACM-ICPC國際比賽亞洲區(qū)執(zhí)委單位。在這些資源的支持下，學校建立了豐富的學科競賽體系。競賽體系涵蓋了程序設計能力檢驗、程序設計技能應用能力檢驗等環(huán)節(jié)。目前，學校承辦與開展的程序設計相關競賽有3個系列，其中程序設計能力檢驗系列有程序設計技能校賽、ACM-ICPC校賽、大學生程序設計競賽創(chuàng)新基地對抗賽等校級競賽、ACM-ICPC陜西省賽、中國高校計算機大賽團體程序設計天梯賽西北區(qū)大賽、ACM-ICPC亞洲區(qū)域賽等，軟件開發(fā)系列有中國高校計算機大賽移動應用創(chuàng)新大賽、全國軟件設計大賽等，其他應用系列有中國高校計算機大賽大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)賽、中國高校計算機大賽網絡技術挑戰(zhàn)賽。

系列、完備的競賽平臺搭建，使學生這個學科競賽主體，能夠充分地通過參賽感受學習知識的價值，通過氣氛渲染激起學生的參與欲望，激發(fā)學習的內在動機，有利于賽課內容潛移默化地滲透，更促進學科競賽內容和方法融入第一課堂教學。在MOOC/SPOC上開設與競賽相關的課程和模塊，增設研究型、設計型內容，將競賽內容延伸到課程設計、專業(yè)實訓、學業(yè)科研、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)[4]。

3）依據(jù)區(qū)域性教育資源內在的發(fā)展規(guī)律，制定保障機制和措施。

程序設計團隊通過召開陜西省高校程序設計課程交流會等形式，與陜西省高校間統(tǒng)一了對課程資源建設的“共知、共建、共享、共贏”愿景的認知。同時，通過舉辦各種程序設計賽事、參與各地程序設計教學會議，與國內多所高校建立密切聯(lián)系，改變了很多高校不愿將自有課程資源上傳到網上與他人共享的意識，樹立起互利互惠、合作共贏的新資源共建共享觀念，破除了各種壁壘限制。目前與學校合作共建共享資源的高校除了西安交通大學、西安電子科技大學、西北大學、西北農林科技大學等眾多陜西省內高校，還包括電子科技大學、上海大學、中國石油大學、廣東工業(yè)大學等許多省外高校。

“多校合作，共建共享”無疑為課程的發(fā)展提供了強大的資源保障。為了使這種保障更為有力，程序設計團隊正協(xié)同多校共同制定統(tǒng)一的資源共建共享標準、技術支撐辦法以及靈活的激勵措施。通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、建設標準和服務標準，提供規(guī)范的數(shù)據(jù)接口、互操作資源建設和共享平臺，提高資源開發(fā)、組織、存儲、檢索和利用的效率，吸引更多區(qū)域高校和學生參與資源共建共享。

4 貫徹賽課結合的教學手段，為提升學生編程技能提供技術保障

在優(yōu)質課程資源的支撐下，教學實施成為決定學生學習效果的重要因素。因此，程序設計團隊從教師現(xiàn)狀和存在問題入手，開展了對教學思想、教學理論、教學手段和教學方法的深層分析和基礎性改革。課程組以課程研究與競賽實踐互動為手段，搭建一線教師資源共建和教學研究平臺，建立起研究與實踐之間的反饋、互動機制。通過會議交流、暑期學校、組織及參與競賽、網絡培訓、教學水平定期考核等形式，激勵任課教師在教學實踐中開闊思路，在課程教學中引入和滲透競賽及編程技能應用的相關實例，升級教學內容，提升自身教學水平。同時，借助為程序設計課程教師搭建的研究與實踐互動平臺，交流教學改革的經驗與問題，為提升學生編程技能和計算機素養(yǎng)提供教學能力保障。

5 結 語

改革措施充分發(fā)揮西北工業(yè)大學作為全國大學計算機MOOC聯(lián)盟發(fā)起單位的優(yōu)勢，借助學校作為ACM-ICPC國際大學生程序設計競賽亞洲執(zhí)委的地位，使用中國高校計算機大賽西北賽區(qū)組委會主任單位和中國大學生程序設計競賽西北賽區(qū)理事單位的資源，承擔了陜西省計算機教育學會大學生科技活動與技能競賽、程序設計課程專委的責任，有力地推動了賽課結合模式的課程優(yōu)質教育資源共享、共建及在教學環(huán)節(jié)中的貫徹使用，為提高學生的計算機應用能力開辟了有效途徑。該研究從可使用的資源、可共享的平臺、可選擇的模式入手，打破高校間壁壘；借助MOOC課程和賽課結合的資源共享平臺，充分賦予學生自主權，由學生自主構建第二課堂課程模塊和知識體系，將傳統(tǒng)剛性培養(yǎng)模式變革為可定制的自主學習模式[5]。同時，實施課程領域內的系統(tǒng)性、綜合性改革，保障教學環(huán)節(jié)的實施效果，其內容涵蓋教學理念提升、教學模式改革、教學過程優(yōu)化、“教”與“學”的方式方法變革以及管理機制創(chuàng)新等多個方面。該研究從資源建設、平臺搭建、教學實施3個環(huán)節(jié)保障教學效果，有利于實現(xiàn)最大化提升學生編程技能的目標。

參考文獻：

[1] 韓建平， 劉春英， 胡維華， 等.“課內外貫穿， 競賽教學融合”的程序設計教學模式[J]. 實驗室研究與探索， 2014（6）： 169-171.

[2] 李敏杰. 程序設計競賽對學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J]. 福建電腦， 2015（8）： 60-61.

[3] 向德生， 廖俊國， 陳燕暉， 等. 基于程序設計競賽的計算機創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式[J]. 當代教育理論與實踐， 2013（5）： 71-73.

[4] 林克正， 金恩海， 劉彥君， 等.“競賽激勵”理念的翻轉課堂教學模式的研究與探索[J]. 吉林省教育學院學報， 2016（4）： 177-180.

[5] 胡春安， 王俊嶺. 以能力培養(yǎng)為導向的C程序設計教學研究[J]. 江西理工大學學報， 2014（4）： 74-77.

（編輯：孫怡銘）endprint