新工科背景下程序設(shè)計類課程的核心能力

梁新元

摘要：新工科成為當(dāng)前高等教育研究的熱點(diǎn)，論文分析了新工科背景下人才能力的存在問題和研究現(xiàn)狀，討論了新工科背景下計算機(jī)專業(yè)人才能力的研究進(jìn)展。從計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的程序設(shè)計類課程角度，論文提出了新工科背景下程序設(shè)計類課程中學(xué)生核心能力要求。該文提出程序設(shè)計類課程的7種專業(yè)核心能力和5種通識能力，為人才培養(yǎng)目標(biāo)提供了參考標(biāo)準(zhǔn)，是對新工科思想實(shí)踐的有益探索和嘗試。通過教學(xué)實(shí)踐證明，這些能力要求能有效地提高教學(xué)效果和提升學(xué)生實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：新工科；程序設(shè)計類課程；核心能力

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）17-0146-04

Abstract：Emerging engineering education is the research hotspot of high education at present. After analyzing the present situation and problem of talent competence in the Context of Emerging Engineering Education， the paper discussed the research situation of talent competence of computer specialty. From a course's point of view， this paper presented the core competence of programming courses of computer specialty. The core abilities which included seven specialty core abilities and five general abilities provided a reference standard of personnel training objective， and offered an effective practice exploration of emerging engineering education. Teaching practice showed that it is an effective competence standard to obviously enhance students practical ability and improve the effect of learning theory.

Key words：Emerging Engineering Education； Programming Courses； Core Competence

人才培養(yǎng)是高等學(xué)校最根本的任務(wù)，人才培養(yǎng)質(zhì)量是高校的生命線。工程教育隨著工業(yè)的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的發(fā)展不斷改革，當(dāng)前新工科研究成為工程教育創(chuàng)新改革的主流。2017年，教育部組織高校形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，新工科成為當(dāng)前教育研究的熱點(diǎn)。2018年，教育部公布首批612個新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，升級傳統(tǒng)工科，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升國家教育實(shí)力。

1新工科背景下人才能力存在問題與研究現(xiàn)狀

“復(fù)旦共識”[1]提出地方高校的建設(shè)思路：對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮支撐作用，發(fā)揮自身優(yōu)勢，凝煉辦學(xué)特色，深化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)大批具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才。

一些教育研究學(xué)者深刻分析并指出了我國現(xiàn)行工程教育的瓶頸。中國高等教育學(xué)會前會長瞿振元[2]認(rèn)為工程教育主要存在的問題是人才培養(yǎng)缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)、工程教育理科化傾向較嚴(yán)重、工程師價值觀和工程師倫理教育被忽視、工程技術(shù)人才質(zhì)量差強(qiáng)人意、師資隊伍建設(shè)沒有滿足現(xiàn)代工程教育要求、教師重科研論文產(chǎn)出輕實(shí)踐教學(xué)能力等。北京理工大學(xué)張輝[3]指出，我國工程教育諸多問題導(dǎo)致工科學(xué)生上崗適應(yīng)慢，人文素養(yǎng)、心理素質(zhì)、溝通能力和動手能力差，自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力不足，團(tuán)隊合作意識缺乏，對現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化了解甚少，難以應(yīng)對社會需求。

能力導(dǎo)向教育（Competency-based Education，CBE）是由美國麥克萊蘭（McClelland）發(fā)起，他認(rèn)為核心能力是學(xué)生成功就業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素，只有核心能力才是學(xué)生成功就業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素?；谀芰Φ慕逃找媸艿綐I(yè)界和大學(xué)的重視，國際高等教育界倡導(dǎo)大學(xué)教育傳授知識與技能，培養(yǎng)和測評學(xué)生的核心能力；大學(xué)教育的重點(diǎn)已開始由知識與技能傳授，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)W生核心能力的培養(yǎng)與測評，以確保畢業(yè)生能夠滿足企業(yè)與未來社會對高素質(zhì)人才的需求。因此，核心能力已成為人力資源開發(fā)和管理的評價標(biāo)準(zhǔn)。歐美等國的企業(yè)界和工業(yè)界正廣泛利用能力模型來選擇、教育、培訓(xùn)、評估和提升員工。

構(gòu)建有效的能力模型是實(shí)現(xiàn)能力教育的關(guān)鍵。顧佩華[4]等人介紹了汕頭大學(xué)的CDIO工程教育改革主要成果之一—《CDIO能力大綱》，就提供了關(guān)于工科畢業(yè)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出的四層次分解方案，主要針對專業(yè)層面和學(xué)校層面。2005年，美國勞工部就業(yè)培訓(xùn)局提出了一個通用能力模型，并作為布什總統(tǒng)“高增長行業(yè)就業(yè)培訓(xùn)計劃”的一部分。ETA的通用能力框架是一個9層的金字塔結(jié)構(gòu)，底層是高層的基礎(chǔ)。底層是行業(yè)通用能力，層次向上移動，代表更為具體的職業(yè)能力。其中，1層到3層為底層，描述基本能力，包括個人效能、學(xué)術(shù)能力和職場能力；4層和5層為中間層，描述行業(yè)相關(guān)能力，包括整個行業(yè)的技術(shù)能力和具體行業(yè)的技術(shù)能力；6層到9層為高層，描述職業(yè)相關(guān)能力，包括特定職業(yè)知識、特定職業(yè)技能、特定職業(yè)要求和管理能力[5]。2012年，美國國家科學(xué)院發(fā)布了一份報告，給出了能力分類初步方案，即總結(jié)出21世紀(jì)的技能由認(rèn)知、內(nèi)省和人際3類能力構(gòu)成[5]。工業(yè)4.0背景下，工業(yè)和商業(yè)界越來越要求工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的“21世紀(jì)的技能”，如有效交流、批判性思維、系統(tǒng)思維、問題解決、協(xié)同合作、數(shù)據(jù)決策、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和自我管理等技能。這些能力是個人未來職業(yè)成功和生活幸福的基礎(chǔ)。[6]Ernst A. Hartmami和Marc Bovenschulte首次對工業(yè)4.0的能力需求進(jìn)行了分析，提出了基于技術(shù)路線圖分析的能力需求預(yù)測方法，并將其應(yīng)用于工業(yè)4.0能力結(jié)構(gòu)的定性分析，得出定性技能和定量技能的要求[7]。2015年，Lars Gehrke和Amo T. Kiihn等以德國和美國為例，探討了工業(yè)4.0時代未來工廠的工人資格和技能，列舉了20項(xiàng)具體的知識和技能[8]。知識、能力、素質(zhì)是高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量評價的基本指標(biāo)，馬萬民[9]構(gòu)建了基于知識、能力、素質(zhì)的高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量評價模型，但該模型過分強(qiáng)調(diào)知識的作用，對能力評價不足。盡管現(xiàn)在對學(xué)生核心能力的界定和分類還有爭議，但周開發(fā)[10]根據(jù)第四次工業(yè)革命背景下的工程發(fā)展新趨勢，借鑒EmSt和LarS的能力需求分析方法，提出新工科學(xué)生核心能力分類架構(gòu)提出的新工科人才社會能力、技術(shù)能力、學(xué)術(shù)能力、知識能力和個人效能5類核心能力矩陣結(jié)構(gòu)，值得借鑒學(xué)習(xí)。

2新工科背景下計算機(jī)專業(yè)人才能力的研究進(jìn)展

教育部高等學(xué)校計算機(jī)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會副主任蔣宗禮[11]教授認(rèn)為：新工科背景下教育基本理念要從面向課程的教育轉(zhuǎn)向面向產(chǎn)出的教育，而面向產(chǎn)出的教育培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力；《計算機(jī)類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》應(yīng)該給出推薦的知識領(lǐng)域、培養(yǎng)基本要求，以及計算機(jī)類專業(yè)人才的能力構(gòu)成等。

參考英國、美國及歐洲發(fā)達(dá)國家有關(guān)工程類專業(yè)的能力評價標(biāo)準(zhǔn)，陸永忠[12]建立了軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量評價模型，給出了完成與軟件工程相關(guān)的任務(wù)所需要的關(guān)鍵能力主要包括交際能力、信息技術(shù)能力、計算的應(yīng)用能力、合作能力、解決問題的能力、改進(jìn)和創(chuàng)新能力共6個方面。

張永梅[13]等人認(rèn)為計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)生應(yīng)具有計算思維能力、算法設(shè)計與分析能力、程序設(shè)計與實(shí)現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力，計算機(jī)專業(yè)實(shí)踐性要強(qiáng)。但不少企事業(yè)單位反映計算機(jī)類畢業(yè)生實(shí)際應(yīng)用知識、動手與應(yīng)用能力不夠、程序開發(fā)經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足，尤其是程序設(shè)計能力、算法設(shè)計與分析能力無法達(dá)到用人單位的要求[13]。程序設(shè)計能力是評判一個學(xué)生是否是一名合格的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的一個重要指標(biāo)。如何客觀地評價計算機(jī)專業(yè)本科生的程序設(shè)計能力、實(shí)踐與創(chuàng)新能力，并建立有效的評價體系，是亟需解決的問題[14][15]。張永梅[13]等人將計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的綜合能力通過編程、實(shí)踐、創(chuàng)新3個方面進(jìn)行評定，建立了評價體系。評價體系的3個一級指標(biāo)中，編程能力可被分解為數(shù)據(jù)表達(dá)能力、程序理解能力、系統(tǒng)認(rèn)知能力、問題分析能力、硬件基礎(chǔ)能力、基礎(chǔ)科學(xué)素養(yǎng)和程序修改與復(fù)用能力7個方面進(jìn)行評定，實(shí)踐能力可分為實(shí)驗(yàn)性課程、實(shí)習(xí)、競賽、資格證書的獲取和參與項(xiàng)目5個方面進(jìn)行評定，創(chuàng)新能力則可從學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新知識表達(dá)和創(chuàng)新類實(shí)踐給出評定結(jié)果。評價體系的3級指標(biāo)是課程、實(shí)踐活動、競賽、專業(yè)證書等方面的成績，而創(chuàng)新方面的3級指標(biāo)應(yīng)該是問卷調(diào)查中的學(xué)生自評數(shù)據(jù)，因此，該指標(biāo)體系是基于課程成績進(jìn)行的評定。

從以上文獻(xiàn)可以看出，人才的核心能力成為新工科教育研究的重要內(nèi)容。但是，新工科的研究方面目前主要以宏觀理論性研究為主，微觀實(shí)證研究的不多，本文打算從微觀方面對課程需要的能力進(jìn)行探索。從以上文獻(xiàn)可以看出，現(xiàn)有的論文主要是從國家、學(xué)校或?qū)I(yè)等宏觀角度進(jìn)行人才質(zhì)量評價，設(shè)定相應(yīng)的能力要求和評價標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)非常宏觀、抽象和理論化，從課程角度很難量化，從教師角度很難執(zhí)行。本文結(jié)合近年來的課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的程序設(shè)計類課程教學(xué)實(shí)際出發(fā)，從教師角度和課程角度提出新工科背景下程序設(shè)計類課程中學(xué)生能力要求，方便實(shí)現(xiàn)以實(shí)踐能力為核心進(jìn)行有效的人才質(zhì)量評價和教學(xué)質(zhì)量控制。

3新工科背景下程序設(shè)計類課程的學(xué)生能力要求

程序設(shè)計類課程主要包括《C語言程序設(shè)計》《C++程序設(shè)計》《C#程序設(shè)計》《Java程序設(shè)計》《網(wǎng)頁設(shè)計》等語言課程。還可以包括《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和《算法分析與設(shè)計》等課程。

程序設(shè)計類課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，因此學(xué)生的實(shí)踐能力是最重要的能力。具體說來，學(xué)生的編程方面的能力主要有識記語法知識的能力、閱讀程序的能力、修改程序錯誤的能力、編寫程序的能力等方面的能力，即具有記、讀、改、寫的能力。還要具有能夠測試程序漏洞的測試能力，程序邏輯思維的能力以及系統(tǒng)分析和設(shè)計能力。以上能力是程序設(shè)計類課程要求的核心專業(yè)能力，是新工科的核心專業(yè)能力。這些能力中最重要的是編寫程序的實(shí)踐能力，沒有編寫程序的實(shí)踐能力，就無法進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計。實(shí)踐能力包括修改程序錯誤的能力、編寫程序的能力、測試能力、邏輯思維的能力以及系統(tǒng)分析和設(shè)計能力。

當(dāng)然，還要具有總結(jié)歸納能力、口頭表達(dá)能力、溝通交流能力、團(tuán)隊合作精神和合作能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，這部分能力可以說任何專業(yè)都需要的通識能力，反映了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。這些能力圍繞核心專業(yè)能力服務(wù)，是新工科的核心素養(yǎng)部分。實(shí)踐能力是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，沒有實(shí)踐能力就無法進(jìn)行創(chuàng)新。

3.1核心專業(yè)能力

3.1.1 識記知識的能力

程序設(shè)計類課程通常都會有比較多的語法知識點(diǎn)，主要包括數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、函數(shù)及函數(shù)庫等。這也是大多數(shù)教材主要編寫的內(nèi)容，甚至大多數(shù)教材主要講語法知識，對于編程方法卻很少介紹。教師在講授時也主要講授語法，然后再介紹一些案例。識記知識的能力主要是識記大量的語法知識，并適當(dāng)識記一些編程相關(guān)知識。當(dāng)然，要識記這些知識要求學(xué)生具備一定的總結(jié)歸納能力和知識的辨析能力。學(xué)生需要認(rèn)識并記住這些語法知識，才能閱讀程序并應(yīng)用這些語法知識進(jìn)行程序編寫。因此，識記語法知識的能力是程序設(shè)計的基礎(chǔ)能力，是程序設(shè)計的入門必須的能力。所以，識記語法就像考駕照，要先背交規(guī)一樣。但是記得交規(guī)的人，卻未必會開車。因此，語法的識記能力并不代表能編程。這也是大多數(shù)教學(xué)中存在的誤區(qū)，老師以為仔細(xì)講解語法學(xué)生就會編程了，而且老師還會更加拼命地講解更細(xì)更多，結(jié)果是學(xué)生編程能力還是很差。這是典型的精英教育思維，以為老師講得越透徹，學(xué)生越容易懂，學(xué)生會在課后花大量時間練習(xí)編程。從教學(xué)實(shí)踐來看，由于缺乏課后適當(dāng)數(shù)量和適當(dāng)方式的練習(xí)，大多數(shù)學(xué)生會永遠(yuǎn)停留在語法識記階段，離真正能夠獨(dú)立編程還差得很遠(yuǎn)。

3.1.2 閱讀程序的能力

閱讀程序的能力主要是根據(jù)給出的程序，能夠理解程序的基本功能。通俗的說就是讀懂程序，能讀懂教材的案例程序，能讀懂教師和他人編寫的規(guī)范程序或優(yōu)秀案例。閱讀程序的能力反映了學(xué)生對于基本語法知識的熟練程度，是對語法知識的初級運(yùn)用。閱讀程序的能力反映了學(xué)生對程序邏輯的理解能力。閱讀程序能力是編寫程序的基礎(chǔ)，不能閱讀程序的人無法理解他人的編程思想，是沒有能力編程的。教學(xué)實(shí)踐中，常常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生根本沒有讀懂教材程序，只會當(dāng)打字員把案例程序輸入電腦，程序運(yùn)行成功就算萬事大吉。

3.1.3 修改程序錯誤的能力

修改程序錯誤的能力是指對于有錯誤的程序如何進(jìn)行修改的能力，也可以稱為排錯能力或者程序調(diào)試能力。程序設(shè)計過程常常容易出現(xiàn)錯誤，學(xué)生編程成敗往往取決于錯誤能否排除。通過多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，編程能力與排除錯誤能力成正相關(guān)關(guān)系。編程能力強(qiáng)的同學(xué)排除錯誤的能力也很強(qiáng)；編程能力弱的同學(xué)排除錯誤的能力也很弱，編程過程中容易出現(xiàn)大量錯誤，卻沒有能力排除錯誤。因此，排除錯誤的能力成為程序設(shè)計中非常重要的能力。

因此，編寫程序中對于錯誤的排錯能力稱為程序調(diào)試能力，編程能力的重要內(nèi)容，或者說就是編程能力。程序調(diào)試能力能過關(guān)的人才能真正學(xué)會編程。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)不會編程的同學(xué)就在程序錯誤排除這個階段遇到困難，無法排除錯誤，備受打擊，從而容易產(chǎn)生放棄念頭。因此，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，不會編程的人不會排錯，不會排錯的人基本上不會編程。從這個角度說，培養(yǎng)學(xué)生排錯能力是非常重要的，在教學(xué)中要經(jīng)常給學(xué)生講常見錯誤怎么排除，在實(shí)踐練習(xí)中要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。教學(xué)實(shí)踐中，教材、教師和學(xué)生都容易忽視排錯能力的訓(xùn)練。

3.1.4 編寫程序的能力

編寫程序俗稱寫程序或?qū)懘a，編寫程序的能力又稱為編程能力或編碼能力或程序設(shè)計能力，就是根據(jù)設(shè)計要求能夠編寫出代碼完成規(guī)定的功能。程序要能夠正確的運(yùn)行出結(jié)果，要求沒有語法錯誤和邏輯錯誤。程序編寫的能力是程序設(shè)計類課程最核心的實(shí)踐能力，是綜合性和應(yīng)用性最強(qiáng)的能力。許多能夠熟記語法知識的同學(xué)，往往無法編寫出一個非常簡單的程序，反映出編程能力非常差。能讀懂程序不一定能獨(dú)立寫出程序，只是把案例程序輸入運(yùn)行更不能說能編寫程序，只是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證而已。編寫程序是對語法知識的熟練應(yīng)用階段，編程要求學(xué)生能夠熟練的掌握和運(yùn)用語法知識，清晰的邏輯思維能力，熟練地排除遇到的錯誤，還要掌握常用的軟件測試的方法才能編寫出不存在邏輯漏洞的錯誤。因此，編寫程序的能力是綜合性和應(yīng)用性最強(qiáng)的實(shí)踐能力。

3.1.5 測試程序的能力

測試程序的能力就是測試程序漏洞的能力，能夠檢測程序可能存在的邏輯錯誤和功能缺陷。在編程過程中，必須進(jìn)行測試才能發(fā)現(xiàn)這些錯誤，才會進(jìn)一步去排除錯誤。測試程序錯誤在《軟件工程》中稱為軟件測試，是極其重要的章節(jié)，有的學(xué)校還開設(shè)《軟件測試》專業(yè)課程。甚至有的學(xué)校開設(shè)了軟件測試專業(yè)，專門培養(yǎng)從事軟件測試相關(guān)崗位的專業(yè)人才。事實(shí)上，大的軟件公司往往有專門的軟件測試人員和測試崗位。因此，軟件測試能力是基本的編程實(shí)踐能力，軟件測試也是專業(yè)的工作崗位。因此，有必要在程序設(shè)計類課程植入軟件工程中的軟件測試思想，培養(yǎng)學(xué)生良好的工程習(xí)慣和邏輯思維能力，也可以在程序設(shè)計類課程提高設(shè)計報告的撰寫能力。

3.1.6 程序邏輯思維的能力

程序邏輯思維的能力是指編程人員對于程序邏輯的理解和思維能力，養(yǎng)成很強(qiáng)的程序邏輯思維。程序設(shè)計需要較強(qiáng)的邏輯思維能力，尤其是對程序邏輯的理解和運(yùn)用。可以說在讀程序、改程序、寫程序和測試程序中都要有邏輯思維能力。在繪制流程圖、寫偽代碼、進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計中都需要很強(qiáng)的邏輯思維能力?？梢哉f，這個軟件就是邏輯產(chǎn)品，因此邏輯思維是整個軟件設(shè)計的基礎(chǔ)。高質(zhì)量的程序要求簡明、層次分明、代碼規(guī)范、邏輯清晰；低質(zhì)量的程序往往邏輯混亂、思維混亂，別人讀不懂，編碼者自己也讀不懂。系統(tǒng)分析與設(shè)計的相關(guān)圖表也能邏輯清晰的展示設(shè)計思想，表達(dá)設(shè)計意圖。

3.1.7 系統(tǒng)分析和設(shè)計能力

《軟件工程》就是采用工程化的方式開發(fā)和設(shè)計軟件，分成可行性研究、需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、編碼、測試及技術(shù)文檔的編寫等階段?！盾浖こ獭肥菑恼麄€軟件項(xiàng)目的工程化設(shè)計角度進(jìn)一步提升學(xué)生的邏輯思維能力、邏輯設(shè)計能力和編碼實(shí)現(xiàn)能力，提升系統(tǒng)的分析能力和撰寫報告的能力，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。程序設(shè)計類課程是《軟件工程》的前導(dǎo)課程，它的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程能力即編寫程序的能力。

系統(tǒng)分析和設(shè)計能力主要體現(xiàn)的是對系統(tǒng)的需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計等方面的能力，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜管理系統(tǒng)的分解和合并，是解決復(fù)雜問題的能力，是新工科背景下的核心能力。系統(tǒng)分析和設(shè)計能力主要通過撰寫報告來體現(xiàn)，主要撰寫實(shí)驗(yàn)報告、課程設(shè)計報告和綜合設(shè)計報告，主要訓(xùn)練學(xué)生的書面報告能力，反映了學(xué)生的系統(tǒng)分析和設(shè)計的水平。撰寫報告的能力是一種書面表達(dá)能力，是計算機(jī)專業(yè)非常重要的能力。軟件設(shè)計的思想、設(shè)計圖、測試方法與結(jié)果、歸納與總結(jié)等方面都需要通過報告來體現(xiàn)。軟件設(shè)計圖包括大量的圖形，比如軟件結(jié)構(gòu)圖、流程圖、數(shù)據(jù)流圖、E-R圖等。在《軟件工程》中會將軟件設(shè)計過程中需求分析、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計這幾個階段用到的圖進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。《軟件工程》課程還要求學(xué)生能夠撰寫各種專業(yè)類型的報告，主要包括需求分析報告、概要設(shè)計報告、詳細(xì)設(shè)計報告和軟件測試報告等?？梢哉f報告既是專業(yè)能力的體現(xiàn)，又是專業(yè)人員之間交流的重要工具。程序設(shè)計類課程其實(shí)是為《軟件工程》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此，在這些課程中的報告要體現(xiàn)軟件工程的思想，逐步訓(xùn)練系統(tǒng)分析和設(shè)計的能力，才能逐步培養(yǎng)解決復(fù)雜問題的能力，逐步具備新工科的思維。

3.2通識能力

3.2.1 口頭表達(dá)能力

口頭表達(dá)能力是指學(xué)生能用自己語言，采用口頭方式說出來，要求說得簡潔、清楚明了。可以表達(dá)自己的思想，介紹自己的想法，提出自己的疑問，回答老師或者同學(xué)提出的問題。理工科專業(yè)的學(xué)生尤其是男生，普遍都存在口頭表達(dá)能力很差的現(xiàn)象，不愿意表達(dá)，不善于表達(dá)。口頭表達(dá)能力在任何專業(yè)都非常重要，對于計算機(jī)專業(yè)這樣的理工科專業(yè)顯得尤其重要。因?yàn)橛嬎銠C(jī)專業(yè)的軟件產(chǎn)品通常是一個無形的邏輯產(chǎn)品，口頭表達(dá)能力強(qiáng)才能有效地介紹自己的工作和作品，才能在團(tuán)隊中進(jìn)行有效的溝通和交流，對于個人的職業(yè)發(fā)展尤其重要。

3.2.2 溝通交流能力

溝通交流能力是將自己想法以適當(dāng)方式告訴他人的能力，爭取他人支持或理解自己想法的一種能力。溝通交流能力是表達(dá)思想、解釋和回應(yīng)他人信息的能力。通過溝通交流最好能與他人就相關(guān)想法達(dá)成一致意見，或者相互交流達(dá)成一致看法。因此，溝通的時間、地點(diǎn)、對象和方式都非常重要?？陬^表達(dá)能力就是一種溝通交流能力。溝通方式，還可以有書面溝通、網(wǎng)絡(luò)溝通和電話溝通等溝通方式。

3.2.4 團(tuán)隊合作精神和合作能力

團(tuán)隊精神是指學(xué)生具有團(tuán)隊合作意識，能夠一起合作、相互支持、協(xié)同配合完成共同的任務(wù)。團(tuán)隊合作精神是現(xiàn)在社會非常重要的素質(zhì)，尤其是對于現(xiàn)在計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生更加重要。因?yàn)椋F(xiàn)在計算機(jī)要完成的任務(wù)越來越復(fù)雜，通常都需要團(tuán)隊合作才能完成，因此團(tuán)隊協(xié)作精神和合作能力非常重要?？陬^表達(dá)能力、書面表達(dá)能力和溝通能力在團(tuán)隊合作中都顯得非常重要，這些能力能夠有效地促進(jìn)團(tuán)隊合作。

3.2.5 創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力

創(chuàng)新思維是指以新穎獨(dú)創(chuàng)的方法解決問題的思維方式，通過這種思維能突破常規(guī)思維的界限，思維模式提出有別于常規(guī)或常人思路的見解為導(dǎo)向。創(chuàng)新能力就是具有創(chuàng)新思維，能創(chuàng)造性地提出問題和創(chuàng)造性地解決問題，可以是新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。創(chuàng)新能力由多種能力構(gòu)成，主要包括學(xué)習(xí)能力、分析能力、想象能力、批判能力、提出問題的能力、解決問題的能力、實(shí)踐能力和綜合整合能力。對于計算機(jī)專業(yè)來說，創(chuàng)新能力非常重要，新問題和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，因此，提出新的解決方法顯得尤其重要。解決問題時需要整合相關(guān)學(xué)科、專業(yè)和課程的知識，因此新工科要求的跨學(xué)科整合能力非常重要。計算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計類課程，首先要求學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，能夠整合本課程內(nèi)部相關(guān)知識，整合本專業(yè)內(nèi)部相關(guān)課程知識，能夠綜合運(yùn)用多種知識和方法解決復(fù)雜的實(shí)際問題。學(xué)生先具備課程專業(yè)知識整合能力，再培養(yǎng)專業(yè)課程間知識整合能力，才能逐步具備跨學(xué)科整合的能力，逐步培養(yǎng)具有新工科所需要跨界整合能力的人才。

4 結(jié)束語

本文提出程序設(shè)計類課程的7種專業(yè)核心能力和5種通識能力，是對新工科思想在程序設(shè)計類課程中實(shí)踐的探索和有益嘗試，只有能力標(biāo)準(zhǔn)明確才能更好地確定人才培養(yǎng)的目標(biāo)。通過最近5年在《C語言程序設(shè)計》、《C++程序設(shè)計》和《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》3門程序設(shè)計類課程的教學(xué)實(shí)踐證明，本文提出的學(xué)生能力要求符合程序設(shè)計類課程的教學(xué)質(zhì)量要求，都能提供相應(yīng)測量和評定方法；能夠有效提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)生實(shí)踐能力，能夠提高80-90%學(xué)生的編程能力；大幅度提高學(xué)生的上機(jī)考試及格率，平均及格率從50%提高到80%；大幅度降低差生率，平均值從33%降低到11%。

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