IEET認證背景下《程序設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用》的教學(xué)改革

黃振永 王利利 薛竣文 裴雪丹 蘇秉華

（北京理工大學(xué)珠海學(xué)院，廣東 珠海 519085）

一、IEET認證簡介

中華工程教育學(xué)會(IEET)成立于2003年，是臺灣地區(qū)非官方、非營利的社團法人。IEET主要業(yè)務(wù)為規(guī)劃及執(zhí)行符合國際標準的工程教育(EAC)、信息教育(CAC)、技術(shù)教育(TAC)、建筑教育(AAC)認證及設(shè)計教育(DAC)認證。工程教育認證制度是國際通行的教育質(zhì)量保證辦法，是工程師制度改革的基礎(chǔ)，是未來工程師能力水平的保證。IEET推動的工程教育認證是一項非政府的審查機制，主旨為“以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向(Outcome-Based)，確保專業(yè)的教育品質(zhì)”。[1]近年來，IEET工程教育認證已成為國內(nèi)外工程教育改革發(fā)展的趨勢和研究的熱點。[2]臺灣從“中華工程教育學(xué)會”成立之日起，不斷緊跟工程及科技教育發(fā)展前沿，不斷探索與完善工程認證實踐制度，在逐步推進臺灣工程及科技教育與國際接軌的歷史進程之中，積累了豐富的認證經(jīng)驗，使得臺灣的IEET認證在國際工程及科技教育界有廣泛的影響力。[3]

二、學(xué)院的IEET認證情況暨課程改革的背景

2018年3月：我校第一批的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和機械工程專業(yè)通過了第一周期的IEET工程及科技教育認證，有效期為三年。這表明我校相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達到IEET認證規(guī)范要求，教學(xué)品質(zhì)達到《華盛頓協(xié)議》專業(yè)標準要求。2019年3月：我校第二批的自動化專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)也順利通過了第一周期的IEET認證。至此，我校已有5個專業(yè)通過IEET專業(yè)認證，是廣東省通過IEET專業(yè)認證專業(yè)數(shù)量最多的高校之一。就信息學(xué)院而言，已經(jīng)有兩個專業(yè)（電子科學(xué)與技術(shù)、自動化）順利通過了第一周期的IEET認證。

三、面向IEET認證中核心能力培養(yǎng)的課程教學(xué)改革設(shè)想

（一）課程目標與核心能力的對應(yīng)關(guān)系

在IEET認證的背景下，信息學(xué)院的《程序設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用》課程面臨著教學(xué)改革的必然要求。該課程自建校之初就開設(shè)（前身是《C語言程序設(shè)計》），后經(jīng)多次教學(xué)改革，目前歸屬信息學(xué)院管理，面向全學(xué)院的大一新生（入學(xué)的第2學(xué)期）開課。根據(jù)IEET認證的理念，學(xué)校的發(fā)展定位（堅持“注重質(zhì)量、提升內(nèi)涵、凝練特色、創(chuàng)建品牌”的辦學(xué)思路，立足珠海、服務(wù)廣東、面向全國、放眼世界的辦學(xué)宗旨，努力創(chuàng)建應(yīng)用型名牌大學(xué)）決定了學(xué)院的發(fā)展目標（秉承“強素質(zhì)、重實踐、求創(chuàng)新、育全人”的人才培養(yǎng)理念，致力于培養(yǎng)在電子信息領(lǐng)域具有國際競爭力的復(fù)合型、應(yīng)用型人才）。學(xué)院的發(fā)展目標也就間接地決定了本課程的教學(xué)目標。結(jié)合信息學(xué)院的實際情況，本課程的教學(xué)目標與IEET認證中核心能力的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 課程目標與核心能力的對應(yīng)關(guān)系

5.具有本專業(yè)項目管理（含經(jīng)費規(guī)劃）、有效溝通、領(lǐng)域整合與團隊合作的能力。能結(jié)合所學(xué)專業(yè)中實際工程項目編寫程序解決復(fù)雜工程問題。7.具有認識時事議題，了解本專業(yè)工程技術(shù)對環(huán)境、社會及全球的影響，并培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能力。能合理地管理項目及其團隊。6.具有發(fā)掘、分析、應(yīng)用本專業(yè)研究成果及綜合解決復(fù)雜工程問題的能力。形成用知識服務(wù)社會的工程倫理意識。能認知到不同程序方案的優(yōu)缺點，取長補短優(yōu)化程序。養(yǎng)成利用資訊工具了解軟件對社會的影響的習(xí)慣，并養(yǎng)成利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。8.理解及應(yīng)用專業(yè)倫理，認知社會責(zé)任及尊重多元觀點。

（二）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

因為信息學(xué)院的專業(yè)基本上屬于電子信息類，本課程是后續(xù)嵌入式類和單片機類專業(yè)課的先修課程，是完成后續(xù)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的重要基礎(chǔ)課程，又考慮到學(xué)生有考證的需要（全國計算機等級考試（NCRE）--二級C語言），并照顧到每個專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，所以本課程的教學(xué)內(nèi)容分為分為12章：C語言語法規(guī)范、順序結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、指針、函數(shù)與指針進階、自定義數(shù)據(jù)類型、文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計及軟件工程。

（三）教學(xué)模式的選取

伴隨著MOOC時代的到來，本課程選用智慧樹網(wǎng)（www.zhihuishu.com）中的《C君帶你玩編程》作為慕課學(xué)習(xí)平臺。影響選用的因素有：它是國家級精品在線課程；它震撼引入，用電影、熱播劇、生活問題等學(xué)習(xí)者喜歡的方式引入知識點，提高學(xué)習(xí)興趣；它談古論今、旁征博引，《易經(jīng)》思維、巴赫狂想、人工智能等，引領(lǐng)學(xué)習(xí)者探尋程序設(shè)計的前世今生；它設(shè)置結(jié)合專業(yè)知識的軟件設(shè)計案例，培養(yǎng)學(xué)生使用計算機解決本專業(yè)領(lǐng)域問題的能力；它設(shè)置各知識點的等考考點真題解析，滿足學(xué)習(xí)者的獲取全國計算機等級考試二級C證書的需求；它落實學(xué)以致用，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自己動手設(shè)計焊接電路板，編程實現(xiàn)硬件聲光控效果，提高實踐動手能力。本課程采用混合式教學(xué)模式，以線下的課堂教學(xué)為主，以線上的慕課自學(xué)為輔，課程總成績的構(gòu)成方案是：總成績=考勤成績×5%+作業(yè)成績×5%+課堂成績×5%+實驗成績×15%+智慧樹網(wǎng)的總成績×20%+期末考試成績×50%。

（四）課程教學(xué)中的痛點及其改革對策

1.信息學(xué)院的所有專業(yè)都不是計算機類專業(yè)，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容（含實驗內(nèi)容）不能匹配專業(yè)人才培養(yǎng)方案。改革對策：結(jié)合所學(xué)專業(yè)的實際工程實踐項目，開創(chuàng)新的教學(xué)案例，如結(jié)合線陣CCD講授一維數(shù)組，結(jié)合面陣CCD和LED點陣屏講授二維數(shù)組，結(jié)合專業(yè)課的實驗數(shù)據(jù)訓(xùn)練C語言的編程能力。

2.因為課內(nèi)學(xué)時有限，且教學(xué)的目標不是通過考前培訓(xùn)提升考證通過率，所以課內(nèi)涉及到的考證培訓(xùn)需求得不到滿足，NCRE的考證通過率低。改革對策：充分利用慕課資源，為學(xué)生收集、整理考證的優(yōu)秀學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生在課外學(xué)習(xí)，并利用每周課程答疑的時間段和聊天工具、網(wǎng)課論壇等方式輔導(dǎo)學(xué)生。

3.純線下教學(xué)模式和純線上教學(xué)模式的弊端突出，不能滿足課程目標。具體來說，純線下教學(xué)模式中在下課后學(xué)生的復(fù)習(xí)得不到幫助。改革對策：讓學(xué)生利用慕課課程進行復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，慕課學(xué)習(xí)的突出特點是：學(xué)習(xí)不受時間、地點、頻次、順序、設(shè)備的限制，能滿足學(xué)生課外個性化自主學(xué)習(xí)的需求。純線上教學(xué)模式的突出弊端是誠信問題：目前還沒有妥善地的措施來保證利用甲的賬號學(xué)習(xí)、做網(wǎng)課任務(wù)、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試的是甲本人，并且沒有作弊行為。改革對策：每次學(xué)習(xí)時、做網(wǎng)課任務(wù)時、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試時，現(xiàn)場拍照并核對后臺信息，如果信息一致，再準許其學(xué)習(xí)、做網(wǎng)課任務(wù)、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試。學(xué)校須提供慕課見面課的適配教室，讓學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)直播課堂；在網(wǎng)課考試時段內(nèi)，提供考試機房，安排監(jiān)考老師，提升網(wǎng)課成績的誠信度。

4.在敲打程序代碼時，容易出錯，影響了實驗課的進度。改革對策：老師為學(xué)生提供實驗時所用的“程序改錯題”、“程序填空題”的原始代碼文件或它們對應(yīng)的二維碼，讓學(xué)生在它的基礎(chǔ)上完成實驗任務(wù)。對于書中的例題，老師或教材需提供二維碼，學(xué)生掃描二維碼就可以獲得程序代碼，就能用手機APP或網(wǎng)頁版的編譯器來即時驗證程序了。

5.傳統(tǒng)的期末考試的卷面形式弊端突出：批改試卷費時費力且容易出錯，尤其是編程題，一旦學(xué)生的書寫不規(guī)范，很難合理地判分；一旦出現(xiàn)了不同于標準答案的程序，也不方便驗證其正確性。改革對策：利用問卷星和網(wǎng)頁版的C語言編譯器在機房里進行考試。VIP用戶的問卷星可以實現(xiàn)題目順序是隨機的、選項順序是隨機的，有防止學(xué)生作弊的措施，其安全性和誠信度高。在沒有安裝Visual C++或Dev C++軟件的電腦上考試時，可以用網(wǎng)頁版的C語言編譯器進行編程。推薦使用：http://www.dooccn.com/和https://c.runoob.com/compile/12。

6.課堂互動是確保課堂教學(xué)質(zhì)量的重要措施。在“滿堂灌”的課堂中，學(xué)生玩手機，嚴重影響教學(xué)質(zhì)量。改革對策：利用“雨課堂”實現(xiàn)課堂即時互動，老師發(fā)布“單選題”、“多選題”、“判斷題”、“彈幕題（適合簡答題）”后，學(xué)生用手機在限定的時間內(nèi)提交答案，可以在課堂上可以即時看到答題的統(tǒng)計結(jié)果。