計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程的教學(xué)方法探索與研究

劉林峰，吳家皋，劉 業(yè)

（1.南京郵電大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.蘇州市職業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

大學(xué)輔修制度作為本科教育重要組成部分的歷史由來已久，美國、德國、英國、澳大利亞、日本、新加坡的大學(xué)都非常重視輔修制度的發(fā)展和建設(shè)。例如，美國大學(xué)（包括麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等名校）很注重學(xué)生知識(shí)的廣博性，重視跨學(xué)科的教育[1]；英國的愛丁堡大學(xué)、倫敦國王學(xué)院、伯明翰大學(xué)等高校都開設(shè)了輔修專業(yè)或課程；新加坡南洋理工大學(xué)甚至通過精簡部分主修課程，提高輔修課程的學(xué)時(shí)占比，期望促成學(xué)生跨學(xué)科交融[2]。為了解決專業(yè)設(shè)置過窄過細(xì)的問題，1985年我國部分重點(diǎn)高校就開始探索輔修制度，2005年教育部頒布的《普通高等學(xué)校學(xué)生管理規(guī)定》明確規(guī)定“學(xué)生可以根據(jù)學(xué)校有關(guān)規(guī)定，申請(qǐng)輔修其他專業(yè)或者選修其他專業(yè)課程”[3]，2012年頒布的《國家教育事業(yè)發(fā)展第二十五年規(guī)劃》提到“鼓勵(lì)學(xué)校加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)整合，進(jìn)一步完善學(xué)分制、主輔修制”，而在2018年《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》強(qiáng)調(diào)要繼續(xù)重視和探索輔修專業(yè)制度，要將輔修專業(yè)制度納入國家學(xué)籍學(xué)歷管理體系。由此可見，未來輔修制度在現(xiàn)代大學(xué)教育體系中將繼續(xù)占據(jù)著重要地位。目前，盡管國內(nèi)外高校都已逐步形成了較為成熟的輔修制度，但隨著時(shí)代發(fā)展（如信息化的加快、移動(dòng)多媒體技術(shù)的成熟）以及國家“雙一流”戰(zhàn)略建設(shè)的更高要求，當(dāng)前輔修制度中的課程設(shè)置、教學(xué)形式、教學(xué)評(píng)價(jià)以及管理等方面都已無法適應(yīng)新形勢(shì)的需要，需要進(jìn)一步改革和創(chuàng)新。

由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為各行業(yè)開展和革新的核心技術(shù)之一，部分計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程與其他很多學(xué)科都發(fā)生著不同程度的滲透與融合，在其他學(xué)科的應(yīng)用需求也較為廣泛和普遍。關(guān)注并研究計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程的教學(xué)工作具有很大的實(shí)際意義。

1 計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程現(xiàn)狀及存在問題

1.1 學(xué)生特點(diǎn)

對(duì)于輔修專業(yè)，學(xué)校一般不會(huì)對(duì)生源的基本情況作很嚴(yán)格的要求，因此輔修專業(yè)的生源通常呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。部分學(xué)生的主專業(yè)與計(jì)算機(jī)專業(yè)跨度很大，計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備也參差不齊。此外，還存在著部分學(xué)生選報(bào)輔修專業(yè)目的不明確的情況。南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)的生源數(shù)據(jù)（采用2008—2015年數(shù)據(jù)）統(tǒng)計(jì)見表1，其中信息類專業(yè)、非信息類理工專業(yè)和文科專業(yè)生源數(shù)量分別占比為21%、28%和32%。

表1 南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)生源概況 %

（1）專業(yè)背景差異大。從表1中可以看出與計(jì)算機(jī)相近的信息類專業(yè)生源所占比例并不是很高（21%），而文科等（包括其他專業(yè)）與計(jì)算機(jī)跨度非常大的生源比例卻達(dá)到了51%。

（2）學(xué)習(xí)目的多樣化。學(xué)生主要選報(bào)目的包括轉(zhuǎn)專業(yè)、解決本專業(yè)實(shí)際問題、個(gè)人興趣、拓展就業(yè)面等，這些學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)較為明確，學(xué)習(xí)熱情和主觀意愿較為強(qiáng)烈。還有部分學(xué)生（平均約占16%）是受到社會(huì)熱點(diǎn)和周邊同學(xué)影響而隨意選報(bào)，學(xué)習(xí)目的不明確，這些學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)動(dòng)力往往會(huì)不足。

（3）知識(shí)儲(chǔ)備迥異。部分學(xué)生的主專業(yè)課程涉及計(jì)算機(jī)課程如程序設(shè)計(jì)等，或在中學(xué)期間參加過各類信息競賽，因此具有較好的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，對(duì)于計(jì)算機(jī)思維方式也比較容易理解和接受。部分學(xué)生從未接觸過計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)，在遭遇學(xué)習(xí)困難后容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣快速下降。

（4）學(xué)生個(gè)性突出、自我意識(shí)強(qiáng)。當(dāng)前在校本科生多為2000年左右出生，隨著網(wǎng)絡(luò)與信息傳播的普及化和快速化，學(xué)生已不滿足于刻板的知識(shí)技能灌輸和傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)節(jié)奏，他們渴望接受新鮮事物和學(xué)習(xí)感興趣的問題，而陳舊的教學(xué)素材會(huì)降低學(xué)習(xí)興趣。

此外，輔修課程的教學(xué)開展可能會(huì)與學(xué)生主專業(yè)課程或其他教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)產(chǎn)生時(shí)間沖突，導(dǎo)致學(xué)生課堂參與率偏低，有時(shí)需要通過自修完成課程學(xué)習(xí)，并且教師給予輔修專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)監(jiān)督和答疑指導(dǎo)較少。以上這些問題都給輔修課程教學(xué)的有效開展帶來了極大的挑戰(zhàn)。

1.2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔修課程教學(xué)存在的問題

目前，我國多數(shù)高校的輔修課程教學(xué)在實(shí)施管理上缺乏獨(dú)立性，往往根據(jù)學(xué)時(shí)要求對(duì)相應(yīng)主專業(yè)課程進(jìn)行課時(shí)縮減和知識(shí)點(diǎn)縮減，對(duì)于課程內(nèi)容、教學(xué)形式、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核標(biāo)準(zhǔn)[4]等方面很少作專門的設(shè)計(jì)，也沒有針對(duì)輔修專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，尤其是專業(yè)跨度大、選報(bào)目標(biāo)不明確的學(xué)生會(huì)缺乏持續(xù)的學(xué)習(xí)興趣。這些都導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)效果難以保證，很可能達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，從而影響輔修專業(yè)教學(xué)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也難以發(fā)揮在人才培養(yǎng)方面所期望的作用。當(dāng)前的主要問題可以歸納為以下4個(gè)方面。

（1）教學(xué)內(nèi)容組織不合理。由于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程，比如高級(jí)語言設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識(shí)內(nèi)容較為抽象，對(duì)于專業(yè)跨度較大的學(xué)生難度較大，若只是簡單地按照主專業(yè)要求和輔修專業(yè)學(xué)時(shí)對(duì)原教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行刪減，難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)上循序漸進(jìn)的效果，學(xué)生難以消化吸收被動(dòng)接受的知識(shí)，后續(xù)的自主學(xué)習(xí)意愿會(huì)很低。

（2）教學(xué)形式無法滿足學(xué)習(xí)要求。不同生源在專業(yè)和班級(jí)上有著很大差異，因此教學(xué)時(shí)間難以統(tǒng)一，不可避免地造成部分學(xué)生無法參與所有教學(xué)過程，學(xué)習(xí)效率較低。因此，采用一些新型教學(xué)形式，比如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)或移動(dòng)教學(xué)，來輔助課堂教學(xué)是很有必要的。

（3）實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置較為枯燥，難以吸引學(xué)生的興趣。當(dāng)前實(shí)踐環(huán)節(jié)多采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[5]或案例分析教學(xué)法[6]。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的實(shí)施過程中缺少教師的主導(dǎo)參與，學(xué)生的參與興趣不高，而案例分析式教學(xué)中一般缺乏學(xué)生之間的交流和協(xié)作，不利于學(xué)生協(xié)作能力的培養(yǎng)和探索興趣的維持。

（4）對(duì)學(xué)生的考核與評(píng)價(jià)模式亟待改進(jìn)。目前多為試卷考核方式，側(cè)重于對(duì)理論知識(shí)的記憶和理解，并不利于計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

首先，計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)的各門課程通常分3個(gè)學(xué)期開展，時(shí)間跨度較大，而課程內(nèi)容既涉及理論又涉及實(shí)踐，內(nèi)容上較為抽象、枯燥[7]，學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確的學(xué)生難以在這個(gè)過程中堅(jiān)持下去，尤其面對(duì)難度較大的課程（比如算法設(shè)計(jì)）時(shí)很容易中途放棄。其次，輔修課程中教師監(jiān)管力度較小，而且部分教學(xué)工作需要利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或移動(dòng)教育平臺(tái)，要求學(xué)生自覺地完成復(fù)習(xí)鞏固工作。從教育心理學(xué)的角度來說，學(xué)習(xí)興趣是一個(gè)人傾向于認(rèn)識(shí)、研究、獲得某種知識(shí)的心理特征，是推動(dòng)求知的內(nèi)在力量。在計(jì)算機(jī)輔修課程教學(xué)工作中，激發(fā)學(xué)生的興趣，才會(huì)使他們保持學(xué)習(xí)熱情，從而提高學(xué)習(xí)效果和實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2 面向興趣導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程教學(xué)方法

面向興趣導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程教學(xué)包括教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)形式設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力訓(xùn)練、考核評(píng)價(jià)方法制訂4個(gè)步驟，見圖1。特別需要注意的是，在圖1中紅色模塊表示對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生重要影響的模塊，主要涉及教學(xué)素材選取和實(shí)踐教學(xué)組織等方面。

圖1 面向興趣導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程教學(xué)方法的主要步驟

1）教學(xué)內(nèi)容組織。

首先，對(duì)于某一門計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程（以高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)[8]為例），教師應(yīng)該首先分析學(xué)生生源情況，結(jié)合課時(shí)數(shù)、生源專業(yè)、學(xué)習(xí)目的、計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)等因素對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和篩選。由于計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)的主要目標(biāo)是接受計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的系統(tǒng)化訓(xùn)練，希望學(xué)生具有一定的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)能力，因此側(cè)重于計(jì)算機(jī)基本實(shí)踐開發(fā)能力的培養(yǎng)。

在高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容組織中，應(yīng)保留基本的語法規(guī)則、編譯器調(diào)試技能、常用編程技巧、經(jīng)典算法思想等教學(xué)內(nèi)容，而篩除一些較為復(fù)雜、使用場合較少的知識(shí)內(nèi)容。此外，需要對(duì)知識(shí)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)例進(jìn)行改造，特別對(duì)于表述背景較為抽象的實(shí)例，盡量改用貼近生活、貼近生源專業(yè)的實(shí)例，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2）教學(xué)形式設(shè)計(jì)。

針對(duì)前述的輔修課程特點(diǎn)，需要為學(xué)生提供多種教學(xué)形式和教學(xué)資源，包括慕課視頻、課程課件、在線作業(yè)和答疑及練習(xí)題庫等。在教學(xué)進(jìn)程中，教師根據(jù)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)意圖來創(chuàng)建個(gè)性化的電子教學(xué)資源庫，篩選出多類型的視頻、課件、習(xí)題和論壇等學(xué)習(xí)資源，提供個(gè)性化教學(xué)資源庫給不同類型的學(xué)生使用，滿足不同專業(yè)背景的學(xué)生需求。

南京郵電大學(xué)目前開設(shè)了高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、Python語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用等慕課課程，為計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源。此外，還建設(shè)了程序設(shè)計(jì)類課程作業(yè)和答疑平臺(tái)（https：//c.njupt.edu.cn/），該平臺(tái)為師生服務(wù)多年并已日臻完善。

3）實(shí)踐能力訓(xùn)練。

首先，教師應(yīng)選取具有一定趣味性的內(nèi)容作為實(shí)踐類教學(xué)的素材，選取過程需要考慮學(xué)生專業(yè)、知識(shí)基礎(chǔ)、探索性和知識(shí)點(diǎn)涵蓋面等若干方面。隨后，由教師對(duì)課題背景和相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行介紹和引導(dǎo)。在課題實(shí)施中，由于學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)差異較大，建議以分組形式開展，每個(gè)小組內(nèi)搭配基礎(chǔ)較好和基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，并要求每個(gè)小組制訂合理的進(jìn)度安排、個(gè)人分工、最終目標(biāo)。這種分組形式不僅便于學(xué)生之間的交流，也能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索興趣。

課題的成果驗(yàn)收包括代碼成果和報(bào)告文檔，代碼成果要求程序結(jié)果正確、模塊邏輯合理，報(bào)告文檔要求內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)、格式規(guī)范，能夠反映出學(xué)生對(duì)課題內(nèi)容的理解和思考。最后，教師需要對(duì)課題成果做出技術(shù)層面的評(píng)價(jià)和反饋意見，以供學(xué)生進(jìn)一步的理解和提高。

4）考核評(píng)價(jià)方法制訂。

由于學(xué)生個(gè)體的客觀差異，考核評(píng)價(jià)指標(biāo)必須呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，本方法抽取出具有共性的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)，見表2。一級(jí)指標(biāo)分為生源類別、課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度、應(yīng)用能力、理論掌握，每個(gè)一級(jí)指標(biāo)又可分為4項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。各項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)采用了五級(jí)制的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：A為優(yōu)秀，B為良好，C為中等，D為及格，E為不及格。其 中，A≥90，89≥B≥80，79≥C≥70，69≥D≥60，E≥59。需要注意的是，在生源類別的二級(jí)指標(biāo)中考慮了諸多學(xué)生的客觀情況，因?yàn)樵撛u(píng)價(jià)方法側(cè)重于觀察具有不同專業(yè)背景和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生的不同成長性。

表2 高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重

其中，Sij(k)表示該學(xué)生在權(quán)重為Wij指標(biāo)上的評(píng)分。該模型中包括一類指標(biāo)權(quán)重和二類指標(biāo)權(quán)重，對(duì)于一類指標(biāo)權(quán)重，建議將W2、W3和W4設(shè)置大于W1和W5，例如W2=W4=0.25，W3=0.2，W1=W5=0.15。對(duì)于二級(jí)指標(biāo)的設(shè)置方法，假設(shè)共有K個(gè)學(xué)生，為了消除學(xué)生的不同專業(yè)背景差異，更為客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生成績，要求偏差率在某個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)：

式（2）中，［ξ ζ］表示偏差率區(qū)間，例如ζ=0.6，ξ=0.35。二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重設(shè)置需要滿足（2）的要求。

3 結(jié)語

很多學(xué)生迫切期待學(xué)習(xí)與本專業(yè)相關(guān)的多種計(jì)算機(jī)技能，因此計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)通常成為各高校最受歡迎輔修專業(yè)之一。以南京郵電大學(xué)為例，自2007年設(shè)置輔修制度以來（最早包括工商管理、英語、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、廣告學(xué)和數(shù)字媒體技術(shù)5個(gè)專業(yè)），每個(gè)輔修專業(yè)一般設(shè)置8～10門的核心課程（共約20學(xué)分），其中每年選報(bào)計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)的學(xué)生數(shù)占總數(shù)比例均超過40%，是學(xué)校選報(bào)輔修人數(shù)最多的專業(yè)。然而，當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程存在著教學(xué)內(nèi)容組織不合理、教學(xué)形式無法滿足學(xué)生要求、實(shí)踐環(huán)節(jié)較為枯燥、考核評(píng)價(jià)方法落后等諸多問題，極大地影響了教學(xué)效果。面向?qū)W生興趣的計(jì)算機(jī)輔修專業(yè)課程教學(xué)方法，提倡在教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)選取具有一定針對(duì)性和趣味性的教學(xué)素材，訂制多種形式的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源庫，采取一種消除學(xué)生專業(yè)背景差異的考核評(píng)價(jià)方法，提高了學(xué)生在教學(xué)過程的參與度和積極性，從而達(dá)到了提高教學(xué)效果的目的。