工程應(yīng)用導(dǎo)向的面向?qū)ο笙盗姓n程體系重構(gòu)

韓燕麗 楊慧炯

摘? 要：針對(duì)目前面向?qū)ο笙盗姓n程缺乏系統(tǒng)化建設(shè)，課程之間耦合性強(qiáng)、教學(xué)目標(biāo)分工不明確的問(wèn)題，提出了以滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)人才需求為目標(biāo)，以計(jì)算思維建立和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線的層次化、遞進(jìn)式面向?qū)ο笙盗姓n程體系重構(gòu)策略，并在此課程體系指導(dǎo)下對(duì)系列課程的知識(shí)體系進(jìn)行重組和優(yōu)化。在教學(xué)過(guò)程中輔以移動(dòng)信息平臺(tái)，依托手機(jī)移動(dòng)端，通過(guò)課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行混合式教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，打通“理論—實(shí)踐”“線上—線下”“課內(nèi)—課外”之間的壁壘，使學(xué)生在軟件計(jì)算思維、面向?qū)ο蟮能浖こ袒椒?，以及軟件設(shè)計(jì)思想和應(yīng)用實(shí)踐能力上得到整體提升和拓展。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?課程體系重構(gòu);知識(shí)體系;混合式教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：TP399? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Aiming at the lack of systematic construction of the object-oriented courses，the strong coupling and the uncertainty of teaching goals among courses at present，the paper proposes a strategy for reconstructing a hierarchical and progressive object-oriented curriculum system，targeting at meeting the demand of computer professional talents，based on the establishment of computational thinking and the training of engineering application ability.Under the guidance of the curriculum system，the knowledge system is reorganized and optimized accordingly.In the teaching process，a blended teaching pattern based on the mobile terminal is adopted with the assistance of mobile information platform，and teaching activities are carried out in the pre-class，in-class and post-class stages，breaking through the barriers between theory and practice，between online and offline and between in-class and outside-class.Thus students' abilities in computational thinking，object-oriented software engineering methods，software design thinking and applied practice are improved and expanded as a whole.

Keywords：object-oriented;reconstruction of the curriculum system;knowledge system;blended teaching pattern

1? ?引言（Introduction）

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三要素中，能力要素是其中的核心要素，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的突出特征，無(wú)論是知識(shí)要素還是素質(zhì)要素，最終都要通過(guò)能力要素來(lái)體現(xiàn)[1]。軟件設(shè)計(jì)能力是計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)，是應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題必備的專業(yè)能力素質(zhì)。但就目前而言，在軟件設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)過(guò)程中仍普遍存在以下問(wèn)題：

（1）目前在國(guó)內(nèi)各應(yīng)用型高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)中，軟件設(shè)計(jì)類課程的設(shè)置不盡相同。我院計(jì)算機(jī)專業(yè)從第二學(xué)期開(kāi)始到第七學(xué)期分別開(kāi)設(shè)了C++程序設(shè)計(jì)A1、C++程序設(shè)計(jì)A2、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、JAVA程序設(shè)計(jì)、ASP.Net技術(shù)及JAVA WEB開(kāi)發(fā)技術(shù)等多門軟件設(shè)計(jì)類課程，以期通過(guò)這些課程的開(kāi)設(shè)培養(yǎng)并加強(qiáng)學(xué)生面向?qū)ο缶幊棠芰?、軟件分析設(shè)計(jì)能力及工程應(yīng)用能力。但由于一直以來(lái)多門軟件設(shè)計(jì)類課程缺乏系統(tǒng)化建設(shè)，課程之間耦合性強(qiáng)、教學(xué)目標(biāo)分工不明確，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容存在過(guò)多重復(fù)、缺乏有效聯(lián)動(dòng)等問(wèn)題。

（2）一些教師在授課過(guò)程中沒(méi)有站在軟件設(shè)計(jì)的高度思考教學(xué)內(nèi)容，往往過(guò)分地強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言成分的語(yǔ)法和語(yǔ)義，而忽略了計(jì)算思維能力的培養(yǎng)和軟件工程思想的滲透。這種類似于傳統(tǒng)的外語(yǔ)式學(xué)習(xí)與計(jì)算思維能力的培養(yǎng)目標(biāo)出現(xiàn)了嚴(yán)重脫節(jié)，從而導(dǎo)致無(wú)論在解決實(shí)際問(wèn)題還是在后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生都無(wú)法將計(jì)算機(jī)語(yǔ)言作為一個(gè)有效工具加以合理應(yīng)用，最終導(dǎo)致軟件設(shè)計(jì)思想及應(yīng)用實(shí)踐能力得不到有效的提升。

上述問(wèn)題的存在，對(duì)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，專業(yè)思維模式的建立乃至專業(yè)應(yīng)用能力的鍛煉都造成了嚴(yán)重束縛和影響。特別是對(duì)于應(yīng)用型本科院校來(lái)說(shuō)，只有緊密圍繞能力要素這一核心，以滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)人才需求為導(dǎo)向，以計(jì)算思維的建立和工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線，重構(gòu)面向?qū)ο笙盗姓n程體系，明確每門課程所承擔(dān)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，融合每門課程的教學(xué)內(nèi)容，去除課程間的重復(fù)內(nèi)容，增添課程間的空白，以應(yīng)用實(shí)踐為驅(qū)動(dòng)優(yōu)化教學(xué)模式和教學(xué)方法，才能達(dá)到學(xué)生計(jì)算思維模式與工程應(yīng)用能力的整體提升和拓展[2-4]。

2? 層次化、遞進(jìn)式面向?qū)ο笙盗姓n程體系的重構(gòu)

以計(jì)算思維的建立和工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線，將這些彼此關(guān)聯(lián)的系列課程重新打造成一個(gè)多維度、多層次、系統(tǒng)連貫的有機(jī)課程體系，明確每門課程在課程體系中的地位和作用，形成了面向?qū)ο蠡A(chǔ)編程能力培養(yǎng)、面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)能力培養(yǎng)和面向?qū)ο髴?yīng)用能力培養(yǎng)等三個(gè)遞進(jìn)式能力培養(yǎng)階段，如圖1所示。

（1）第一階段：面向?qū)ο蠡A(chǔ)編程能力培養(yǎng)

第二學(xué)期開(kāi)設(shè)《C++程序設(shè)計(jì)A1》課程，使學(xué)生能夠從人類自然思維的角度學(xué)習(xí)面向過(guò)程的程序編寫(xiě)知識(shí)和編程技巧。此階段重在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，夯實(shí)編程基礎(chǔ)，為此選取學(xué)生熟知的貪吃蛇游戲作為案例項(xiàng)目，用項(xiàng)目帶動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，將知識(shí)點(diǎn)的講授貫穿于實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)于讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中去掌握基礎(chǔ)編程知識(shí)和技能。

第三學(xué)期開(kāi)設(shè)《C++程序設(shè)計(jì)A2》課程，立足于面向?qū)ο筮@種全新思維方式的初步建立。此階段重在領(lǐng)會(huì)面向?qū)ο蟮乃季S方法，掌握面向?qū)ο蟮幕境绦蛟O(shè)計(jì)方法。為使學(xué)生能夠全身心地聚焦于思維方式的轉(zhuǎn)變和理解，本學(xué)期仍延續(xù)貪吃蛇游戲案例前后貫穿以引導(dǎo)學(xué)生完成從面向過(guò)程向面向?qū)ο笏季S的平滑過(guò)渡。

（2）第二階段：面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)能力培養(yǎng)

第四學(xué)期開(kāi)設(shè)《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》《JAVA程序設(shè)計(jì)》課程，此階段重在面向?qū)ο蠛诵乃枷氲慕?，具體包括面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)基本原則和方法、源代碼管理、軟件的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)、版本控制，以及軟件設(shè)計(jì)基本模式、軟件分層架構(gòu)的簡(jiǎn)單應(yīng)用等?；诘谝浑A段在計(jì)算思維及學(xué)生初步建立了面向?qū)ο蠡舅季S模式的建立之后，再結(jié)合工程實(shí)踐，將貪吃蛇游戲繼續(xù)進(jìn)行軟件功能、軟件架構(gòu)及版本迭代優(yōu)化，通過(guò)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目管理，潛移默化地將面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)的核心能力融入具體的工程實(shí)例中，使學(xué)生真正地學(xué)會(huì)使用工程化方法和技術(shù)進(jìn)行軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，并掌握開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)遵循的流程、準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進(jìn)而提升學(xué)生工程化設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目管理能力和軟件開(kāi)發(fā)能力。

（3）第三階段：面向?qū)ο髴?yīng)用能力培養(yǎng)

針對(duì)WEB應(yīng)用開(kāi)發(fā)，第五學(xué)期開(kāi)設(shè)《ASP.Net技術(shù)》《JAVA WEB開(kāi)發(fā)技術(shù)》課程。此階段重在強(qiáng)化軟件分層架構(gòu)、軟件工程化方法和進(jìn)一步提高面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)工程實(shí)踐能力。學(xué)生在獲得了廣泛的面向?qū)ο笾R(shí)與思維方式后，通過(guò)參與創(chuàng)新項(xiàng)目、實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)以滿足學(xué)生未來(lái)發(fā)展和就業(yè)需求。

通過(guò)對(duì)面向?qū)ο笙盗姓n程的三個(gè)階段由淺入深、點(diǎn)—線—面的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠系統(tǒng)地了解和掌握面向?qū)ο蟮南嚓P(guān)知識(shí)和技術(shù)，利用面向?qū)ο笏枷脒M(jìn)行軟件需求分析，通過(guò)軟件建模完成軟件的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，采用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言完成軟件功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和維護(hù)。學(xué)生通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程，可以掌握不同軟件開(kāi)發(fā)方法中的分析設(shè)計(jì)技巧和不同階段中開(kāi)發(fā)和建模工具的使用，增強(qiáng)思維能力和綜合技術(shù)應(yīng)用能力。

3 面向?qū)ο笙盗姓n程知識(shí)體系的重組與優(yōu)化

在層次化、遞進(jìn)式面向?qū)ο笙盗姓n程體系的宏觀指導(dǎo)下，將C++程序設(shè)計(jì)A1、C++程序設(shè)計(jì)A2、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、JAVA程序設(shè)計(jì)、ASP.Net技術(shù)和JAVA WEB開(kāi)發(fā)技術(shù)等課程進(jìn)行整體建設(shè)，以系統(tǒng)化教育思路重新規(guī)劃知識(shí)領(lǐng)域和課程教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到課程內(nèi)目標(biāo)“明確”，課程間知識(shí)“聯(lián)動(dòng)”是整個(gè)課程體系建設(shè)的關(guān)鍵，面向?qū)ο笙盗姓n程的知識(shí)體系如圖2所示。

4? 混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

在新的課程體系和知識(shí)體系框架之下，為了能夠獲得預(yù)期教學(xué)效果和達(dá)到工程應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo)，本課題以移動(dòng)信息化平臺(tái)為混合式教學(xué)模式實(shí)踐的工具平臺(tái)，依托手機(jī)移動(dòng)端，進(jìn)行混合式教學(xué)模式的探索和實(shí)踐[5-8]，分為課前、課中和課后三個(gè)階段，如圖3所示。

將工程案例進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)分解，整理和制作相關(guān)教學(xué)資源，并將其推送至移動(dòng)信息化平臺(tái)。其中以微課、PPT形式呈現(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí)部分課前直接發(fā)布以供學(xué)生預(yù)習(xí);重難點(diǎn)部分以小組活動(dòng)形式呈現(xiàn)，并根據(jù)課堂教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行發(fā)布，為課中互動(dòng)做準(zhǔn)備。

無(wú)需刻意區(qū)分理論課和實(shí)踐課，可以為學(xué)生營(yíng)造“邊學(xué)習(xí)邊體驗(yàn)”的氛圍。在教學(xué)過(guò)程中教師采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+現(xiàn)場(chǎng)編程”問(wèn)題式授課方式，沿循“提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-解決問(wèn)題”思維模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用。

針對(duì)重難點(diǎn)部分，輔以移動(dòng)信息化平臺(tái)，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度發(fā)布課前推送的小組活動(dòng)，并通過(guò)搶答、投票、討論、互評(píng)等多元化形式進(jìn)行線上互動(dòng)學(xué)習(xí)，加深對(duì)重難點(diǎn)的理解和掌握。

在學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和重難點(diǎn)基本掌握之后，課中要預(yù)留一部分時(shí)間讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐與本次課配套的同步練習(xí)以求鞏固。

課后借助移動(dòng)信息化平臺(tái)教師可以及時(shí)評(píng)價(jià)反饋學(xué)生同步練習(xí)中存在的問(wèn)題，一方面教師能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)和共性問(wèn)題以便于教學(xué)反思與改進(jìn)，不斷優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，另一方面學(xué)生也能及時(shí)自我總結(jié)和自我完善，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

在完成課前學(xué)習(xí)和課中知識(shí)內(nèi)化基礎(chǔ)上，課后還需通過(guò)單一知識(shí)點(diǎn)作業(yè)和工程項(xiàng)目階段性作業(yè)進(jìn)行延伸學(xué)習(xí)和拓展創(chuàng)造，構(gòu)建學(xué)生融會(huì)貫通和探究知識(shí)的能力。單一知識(shí)點(diǎn)作業(yè)訓(xùn)練有助于進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握、強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，而工程項(xiàng)目階段性作業(yè)，與課堂工程案例如出一轍，也是將一個(gè)工程項(xiàng)目按照知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解并根據(jù)教學(xué)進(jìn)度發(fā)布給學(xué)生，使學(xué)生能夠緊跟課堂工程案例講解節(jié)奏同步地對(duì)課后工程項(xiàng)目進(jìn)行不斷更新和優(yōu)化，最終順利完成項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，從而增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的愉悅感和獲得感，提高了學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

在混合式教學(xué)模式下充分利用移動(dòng)信息化平臺(tái)及時(shí)完整地記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，全面反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，從根本上改變了學(xué)生不注重平時(shí)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，使學(xué)生積極參與課中同步練習(xí)和課后作業(yè)訓(xùn)練，并注重課程知識(shí)的理解和程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用，徹底打通了“理論—實(shí)踐”“線上—線下”“課內(nèi)—課外”之間的壁壘，使學(xué)生的面向?qū)ο缶幊棠芰?、面向?qū)ο蠓治瞿芰兔嫦驅(qū)ο髴?yīng)用能力得到整體提升。

5? ?結(jié)論（Conclusion）

以滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)人才需求為導(dǎo)向，以計(jì)算思維建立和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，以課程內(nèi)“目標(biāo)明確”，課程間“知識(shí)聯(lián)動(dòng)”為原則，重構(gòu)軟件設(shè)計(jì)類課程體系和知識(shí)體系，并輔以移動(dòng)信息化平臺(tái)，依托手機(jī)移動(dòng)端，通過(guò)課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行混合式教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+實(shí)驗(yàn)室授課”教學(xué)方法，徹底打通“理論—實(shí)踐”“線上—線下”“課內(nèi)—課外”之間的壁壘。一方面轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和時(shí)間，在移動(dòng)技術(shù)的輔助下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得以充分地調(diào)動(dòng)，課堂的參與度有很大程序地提高;另一方面通過(guò)課前、課中和課后的無(wú)縫連接達(dá)到了知識(shí)的傳授和內(nèi)化的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在軟件計(jì)算思維、面向?qū)ο蟮能浖こ袒椒?，以及軟件設(shè)計(jì)思想和應(yīng)用實(shí)踐能力上的提升和拓展。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 劉振華.計(jì)算機(jī)應(yīng)用型本科人才程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)教育，2010（12）：38-41.

[2] 施珺，李慧，陳艷艷.論新工科背景下高校程序設(shè)計(jì)類課程體系重構(gòu)與教學(xué)改革—以淮海工學(xué)院為例[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2018，16（10）：127-130.

[3] 鄒汪平，蔡勁松.基于能力導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)性研究[J].梧州學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，26（6）：72-75.

[4] 張鵬.基于PBL模式的程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)策略探析—以“多媒體教學(xué)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”課程為例[J].兵團(tuán)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，26（6）：55-59.

[5] 邵秀英.混合式教學(xué)的交互設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].云南：云南師范大學(xué)，2015：1-92.

[6] 付海娟.基于移動(dòng)終端的混合式教學(xué)模式探索——以“3ds max”課程為例[J].石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，29（4）：66-69.

[7] 梁鳳蘭.基于校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].軟件工程，2018，21（12）：50-53.

[8] 付海娟.基于軟件工程專業(yè)移動(dòng)學(xué)習(xí)混合教學(xué)模式的研究與APP開(kāi)發(fā)[J].軟件工程，2019，22（1）：54-56.

作者簡(jiǎn)介：

韓燕麗（1977-），女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：圖像處理.

楊慧炯（1972-），男，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：圖像處理.