基于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的編程項(xiàng)目實(shí)踐探討
——以北京林業(yè)大學(xué)為例

(北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083)

實(shí)踐教學(xué)是高等院校本科生教育的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[1-2]。目前各高校十分重視對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和鍛煉，特別對于計(jì)算機(jī)等理工科專業(yè)來說，大量課程是圍繞計(jì)算機(jī)編程實(shí)踐而設(shè)置的，學(xué)生必須通過充分有效的實(shí)踐鍛煉，才能扎實(shí)掌握學(xué)科專業(yè)知識，為進(jìn)一步的深造和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

一、計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生編程實(shí)踐能力培養(yǎng)存在的問題

(一)計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的編程實(shí)踐內(nèi)容單一

首先，課程編程實(shí)踐是圍繞課程知識點(diǎn)展開的教學(xué)活動，目的是為了增強(qiáng)學(xué)生對單個知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用。目前課程編程實(shí)踐內(nèi)容單一且缺少綜合性，與實(shí)際聯(lián)系不緊密，學(xué)生很難從整體上把握知識點(diǎn)在課程或?qū)I(yè)中的定位。

(二)計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容與其他課程關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)

課程設(shè)計(jì)的目的是為了能夠較為全面鍛煉學(xué)生某一專業(yè)方面的實(shí)踐能力，幫助其了解課程知識的應(yīng)用方法和途徑。目前課程設(shè)計(jì)實(shí)踐多安排在理論課程結(jié)束之后，由于受到課程時(shí)間和課程內(nèi)容的限制，編程實(shí)踐不易深入開展。同時(shí)，實(shí)踐內(nèi)容只針對具體的某一門課程，不能與其他課程相結(jié)合，所以，目前課程設(shè)計(jì)所涉及的編程實(shí)踐缺乏與其他課程之間的聯(lián)系。

(三)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)效性較弱

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年最為全面而又可以獲得教師有效指導(dǎo)的實(shí)踐活動，通常被安排在大四下學(xué)期。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式和內(nèi)容能夠得到教師的有效指導(dǎo)，但由于畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程學(xué)習(xí)間隔時(shí)間過長，不少學(xué)生會存在知識遺忘的現(xiàn)象。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)還會受到學(xué)生就業(yè)、考研等外在因素的影響，學(xué)生很難再花大量時(shí)間去進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)，實(shí)踐與知識學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生脫離。

(四)學(xué)生的暑期社會實(shí)踐缺少監(jiān)督

本科高年級的暑期實(shí)踐為學(xué)生提供了一個良好的鍛煉機(jī)會，學(xué)生有機(jī)會進(jìn)入企業(yè)從事第一線的生產(chǎn)實(shí)踐。但是該實(shí)踐過程通常缺少學(xué)校的統(tǒng)一管理，教師無法對學(xué)生在企業(yè)的實(shí)踐活動進(jìn)行有效監(jiān)督。而且學(xué)生暑期實(shí)踐的內(nèi)容多由企業(yè)甚至是個人決定，實(shí)踐鍛煉的內(nèi)容和效果都難以統(tǒng)一把控，經(jīng)常會出現(xiàn)實(shí)踐效果參差不齊的情況。

對于學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)中存在的問題，究其原因，一是許多短期實(shí)踐環(huán)節(jié)(如課程編程和課程設(shè)計(jì))會受到課程內(nèi)容和時(shí)間安排的限制，任課教師很難安排跨課程、跨學(xué)期的實(shí)踐任務(wù)和教學(xué)指導(dǎo)，同時(shí)實(shí)踐內(nèi)容相對單一；二是綜合性的暑期實(shí)習(xí)或畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排過于靠后(常被安排在大三結(jié)束之后)，知識得不到及時(shí)鞏固，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐鍛煉缺乏連貫性；三是各個實(shí)踐環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的時(shí)間限定，導(dǎo)致實(shí)踐活動很容易受到考試、就業(yè)、升學(xué)等多重因素的干擾，學(xué)生無法進(jìn)行系統(tǒng)深入的實(shí)踐鍛煉。這些因素影響了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升，長此以往，會進(jìn)一步出現(xiàn)“重知識輕實(shí)踐”的認(rèn)識偏差。

二、基于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的編程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生編程實(shí)踐能力培養(yǎng)中存在的問題，筆者設(shè)計(jì)了一種基于課程體系的編程實(shí)踐項(xiàng)目，即在相對寬松的時(shí)間條件下，根據(jù)課程體系安排編程實(shí)踐項(xiàng)目，以此來鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，促進(jìn)課堂教學(xué)與編程實(shí)踐的快速結(jié)合。筆者選擇北京林業(yè)大學(xué)電子商務(wù)專業(yè)的若干本科生作為本編程實(shí)踐項(xiàng)目的參與者，讓他們從大二開始參與到基于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的編程項(xiàng)目實(shí)踐探索中。

(一)選擇參與編程項(xiàng)目的課程

北京林業(yè)大學(xué)電子商務(wù)專業(yè)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的培養(yǎng)目標(biāo)是掌握一定的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)的基本原理及應(yīng)用方法，能利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)從事商務(wù)活動或相關(guān)工作。目前該專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃圍繞Web前端、后端的設(shè)計(jì)和開發(fā)共設(shè)置了17門課程(包括9門專業(yè)必修課和8門專業(yè)選修課)。結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，編程實(shí)踐項(xiàng)目案例選定9門課程(附帶3門課程設(shè)計(jì)實(shí)踐)作為項(xiàng)目的伴隨課程，并以開發(fā)真實(shí)的教學(xué)管理考務(wù)系統(tǒng)作為編程實(shí)踐項(xiàng)目案例的目標(biāo)。

(二)編程項(xiàng)目實(shí)施的階段劃分和任務(wù)設(shè)置

編程實(shí)踐項(xiàng)目從學(xué)生大二上學(xué)期開始，周期為2學(xué)年(2015—2017年)，通過一年的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生對于大學(xué)學(xué)習(xí)生活和專業(yè)都有了一定的直觀認(rèn)識，學(xué)習(xí)和發(fā)展方向逐步清晰；同時(shí)，大二大三2年的學(xué)習(xí)時(shí)間涵蓋了主要專業(yè)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)生獲得知識、鍛煉實(shí)踐能力的最佳階段。因此，編程實(shí)踐項(xiàng)目結(jié)合專業(yè)教學(xué)大綱和課程體系，按照教學(xué)的自然學(xué)期進(jìn)行編程實(shí)踐項(xiàng)目的階段劃分，逐步展開編程實(shí)踐項(xiàng)目的各項(xiàng)任務(wù)。

在每個學(xué)期，編程實(shí)踐項(xiàng)目將結(jié)合課程安排和項(xiàng)目目標(biāo)制定明確的階段性實(shí)踐目標(biāo)，讓每一個學(xué)生都能清晰地了解實(shí)踐所需的課程知識和實(shí)踐任務(wù)。這樣，學(xué)生一方面能在課程學(xué)習(xí)過程中主動地探尋實(shí)踐項(xiàng)目所需的知識技術(shù)，另一方面也能夠在編程實(shí)踐中將當(dāng)前所學(xué)知識迅速應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目，解決項(xiàng)目實(shí)施過程中遇到的問題。通過這種理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐鍛煉的反復(fù)交互，學(xué)生能清晰地了解知識學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)系，增強(qiáng)自身學(xué)習(xí)的主動性和參與實(shí)踐的積極性。

基于課程的知識體系將編程實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)分解到各個學(xué)期，它們與課程的對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 參與編程項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)相關(guān)課程及項(xiàng)目任務(wù)

基于課程體系的編程實(shí)踐項(xiàng)目按照課程教學(xué)內(nèi)容分為四個階段，各階段的實(shí)踐任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)如下：在大二上學(xué)期，學(xué)生要開發(fā)一個具有信息展示、資料下載功能的網(wǎng)頁平臺。該任務(wù)能加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)通信與網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的認(rèn)識和理解，它將成為整個項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)和后續(xù)實(shí)踐的基礎(chǔ)。在大二下學(xué)期，在原有網(wǎng)頁平臺基礎(chǔ)上，加入用戶交互模塊，逐步開發(fā)注冊、登錄、管理等各項(xiàng)功能。通過該階段功能模塊的開發(fā)，學(xué)生能對專業(yè)課知識的應(yīng)用產(chǎn)生明確認(rèn)識和切身體驗(yàn)，促使他們將所學(xué)知識用于解決實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題。在大三上學(xué)期，學(xué)生要完善平臺應(yīng)用功能，逐步開放編程項(xiàng)目的系統(tǒng)功能，不斷測試項(xiàng)目代碼并將其陸續(xù)投入使用。這一階段除了要鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力外，還要加深其對專業(yè)學(xué)習(xí)的認(rèn)識。同時(shí)編程實(shí)踐項(xiàng)目各功能的整合能幫助學(xué)生理解各專業(yè)課之間的內(nèi)在聯(lián)系，加深對本專業(yè)課程體系的理解。在大三下學(xué)期，將編程實(shí)踐項(xiàng)目的各系統(tǒng)功能進(jìn)行整體集成，最后將整個項(xiàng)目工作成果投入使用。這一階段主要是拓展學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和項(xiàng)目整合管理能力。

(三)編程項(xiàng)目實(shí)施的組織

在編程實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師僅起著引導(dǎo)的作用，而項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施則完全交給學(xué)生，由學(xué)生伴隨課程學(xué)習(xí)自行完成。編程實(shí)踐項(xiàng)目活動采取自主組隊(duì)報(bào)名的方式來確定參加的人員，這樣能夠確保參與人員的主動性，在一定程度上避免了被動參與項(xiàng)目的情況。因?yàn)榻?jīng)過大一學(xué)年的共同學(xué)習(xí)，學(xué)生對彼此都有了一定的了解，自主組隊(duì)還可以確保成員之間的相互了解、相互認(rèn)同，增加共同學(xué)習(xí)的效果。

在實(shí)施編程實(shí)踐項(xiàng)目的各學(xué)期初始，教師根據(jù)編程實(shí)踐項(xiàng)目的階段性目標(biāo)與課程設(shè)置情況向?qū)W生介紹各學(xué)期需要完成的項(xiàng)目任務(wù)。學(xué)生了解了各學(xué)期的項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)，能促進(jìn)他們對新學(xué)期課程相關(guān)知識的探索和學(xué)習(xí)，開展有針對性的學(xué)習(xí)和項(xiàng)目實(shí)踐。同時(shí)，學(xué)生要向教師反饋上一階段編程項(xiàng)目完成情況和遇到的問題，教師根據(jù)編程項(xiàng)目進(jìn)展和學(xué)生反映的問題，提出有針對性的解決方案和改進(jìn)意見，幫助學(xué)生從整體上把握各階段的編程項(xiàng)目工作。

在編程實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師會針對學(xué)生在編程項(xiàng)目中遇到的問題開展不定期的討論，為學(xué)生提供具體的建議和指導(dǎo)。教師還可以結(jié)合該學(xué)期的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，尋找其與編程實(shí)踐項(xiàng)目的結(jié)合點(diǎn)，幫助學(xué)生更好地理解課程知識與編程項(xiàng)目任務(wù)的關(guān)系。

在各學(xué)期期末，指導(dǎo)教師需要再次向?qū)W生明確本學(xué)期需要完成的編程項(xiàng)目目標(biāo)。一方面幫助學(xué)生明確課程中的知識要點(diǎn)和技術(shù)重點(diǎn)，輔助課程復(fù)習(xí)；另一方面，敦促學(xué)生利用假期對課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和編程實(shí)踐項(xiàng)目的工作進(jìn)行回顧和完善。

(四)編程項(xiàng)目實(shí)施的管理

在編程實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師采取的是相對松散的管理方式，每一個階段都設(shè)置了一個低目標(biāo)和一個高目標(biāo)。低目標(biāo)是學(xué)生要掌握同期課程教學(xué)大綱要求掌握的知識要點(diǎn)和技術(shù)重點(diǎn)；高目標(biāo)是要從實(shí)際需求出發(fā)，滿足編程項(xiàng)目目標(biāo)用戶提出的使用需求。低目標(biāo)和高目標(biāo)的設(shè)立使學(xué)生有更大的自主性，他們可以根據(jù)自己的時(shí)間及個人興趣進(jìn)行編程項(xiàng)目開發(fā)。

在編程實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度上，教師沒有嚴(yán)格設(shè)置任務(wù)的截止點(diǎn)，學(xué)生實(shí)踐活動的安排相對靈活。教師將編程實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)度與課程同步，使學(xué)生能夠邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，促進(jìn)了理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐的有效結(jié)合。

三、基于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的編程項(xiàng)目的實(shí)施效果

基于課程體系的編程實(shí)踐項(xiàng)目，增強(qiáng)了學(xué)生的編程實(shí)踐能力，使學(xué)生能系統(tǒng)全面認(rèn)識專業(yè)，了解學(xué)科的發(fā)展，達(dá)到了編程實(shí)踐項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)和良好的效果。

(一)增強(qiáng)了學(xué)生的編程實(shí)踐能力

在兩年的基于課程體系的編程實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施中，學(xué)生利用課余時(shí)間完成了一個功能完善的教學(xué)管理考務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為學(xué)生端和教師端，在學(xué)生端實(shí)現(xiàn)了注冊登錄、信息查詢、材料下載、項(xiàng)目/實(shí)驗(yàn)報(bào)名、習(xí)題上傳、在線答題等功能；在教師端實(shí)現(xiàn)了學(xué)生信息管理、教學(xué)資源管理、組織實(shí)驗(yàn)/活動、習(xí)題管理、自動出卷等功能。教學(xué)管理考務(wù)系統(tǒng)具有日常教學(xué)管理、學(xué)生活動管理、考務(wù)管理、在線答題和自動評測等功能。借助此編程實(shí)踐項(xiàng)目相關(guān)功能的開發(fā)，學(xué)生還完成了“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“php”“Web開發(fā)”等多項(xiàng)課程實(shí)驗(yàn)和配套的課程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了編程項(xiàng)目實(shí)踐與課程作業(yè)、課程實(shí)踐的良好結(jié)合。此外，學(xué)生還在編程實(shí)踐項(xiàng)目的基礎(chǔ)上申請了軟件著作權(quán)。

(二)提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

首先，通過編程實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生加深了對課程知識的理解，擴(kuò)展了自己的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)；其次，在編程實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生遇到不少課堂或書本上沒有提及但初學(xué)者普遍會遇到的問題，從而促使學(xué)生利用各種資源進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率；最后，編程實(shí)踐項(xiàng)目還能幫助學(xué)生了解各門課程之間的內(nèi)在聯(lián)系以及課程與專業(yè)之間的關(guān)系，將不同課程知識串聯(lián)起來，形成一個有機(jī)的知識整體，并加以綜合運(yùn)用。

基于課程體系的編程實(shí)踐項(xiàng)目可以彌補(bǔ)高?，F(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)的不足，有效提升學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和水平。高等院?？筛鶕?jù)本科生的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在實(shí)踐培養(yǎng)計(jì)劃中添加此類項(xiàng)目實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)有針對性的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。同時(shí)，也可以嘗試在一定條件下將編程實(shí)踐項(xiàng)目替代畢業(yè)設(shè)計(jì)，或?qū)厴I(yè)設(shè)計(jì)安排成編程實(shí)踐項(xiàng)目的擴(kuò)展，讓學(xué)生能在其中挖掘科學(xué)問題，以達(dá)到全面培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的目的。

資助項(xiàng)目：北京林業(yè)大學(xué)2018年度教育教學(xué)研究項(xiàng)目“面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的伴隨課程體系編程項(xiàng)目實(shí)踐”，項(xiàng)目編號BJF212018JY082。

[1] 徐立臻，唐繼衛(wèi).愛爾蘭高等教育對我國高校教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革的借鑒意義[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006(4)：59-61.

[2] 張放平.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué) 推動創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].中國高等教育，2017(17)：29-31.

[3] 何兵.關(guān)于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)方法的幾點(diǎn)思考[J].計(jì)算機(jī)教育，2009(7)：68-73.