新工科背景下移動應(yīng)用開發(fā)類課程實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

倪紅軍，李 霞，周巧扣，葉 苗

（南京師范大學(xué)泰州學(xué)院 信息工程學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

0 引言

2017 年2 月18 日在教育部組織高等院校召開的研討會上提出工程人才培養(yǎng)的新工科教育理念后，以新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)為背景，主動布局面向未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的一批新興工科專業(yè)、積極推動現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新、加快培養(yǎng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)急需人才，在全國高校引起普遍關(guān)注和重視。近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展非常迅速，全世界的IT 公司都在將業(yè)務(wù)重心向移動互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也成為業(yè)內(nèi)最大的利潤增長點(diǎn)，移動互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求也呈現(xiàn)爆發(fā)性增長的態(tài)勢[1-3]。

在新工科建設(shè)背景下，很多高校已經(jīng)將移動應(yīng)用開發(fā)人才培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)特色，但在實(shí)際教學(xué)中，由于對實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的認(rèn)識不足，“重理論、輕實(shí)踐”的課時分配難以提升學(xué)生的基本實(shí)踐技能，“重基礎(chǔ)、輕綜合”的實(shí)踐內(nèi)容安排難以提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，“重課內(nèi)，輕課外”的傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性[4-5]。因此，探索適應(yīng)移動應(yīng)用開發(fā)人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 構(gòu)建思路

移動應(yīng)用開發(fā)類課程實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)與高素質(zhì)應(yīng)用型軟件開發(fā)人才的培養(yǎng)目標(biāo)相一致。要以行業(yè)企業(yè)的崗位需求為主導(dǎo)，以應(yīng)用技術(shù)的知識點(diǎn)重構(gòu)為主線，以案例項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程為載體，通過“教、學(xué)、做”的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)從案例模仿到應(yīng)用創(chuàng)新的遞進(jìn)式項(xiàng)目化軟件開發(fā)能力提升，讓學(xué)生快速成為一名合格的移動應(yīng)用開發(fā)工程師[6-7]。

2 體系結(jié)構(gòu)

移動應(yīng)用開發(fā)類課程主要以編程語言、算法分析、軟件開發(fā)等課程為主，這些課程要求學(xué)生在掌握必要的理論知識基礎(chǔ)上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)，而實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是達(dá)到這個目標(biāo)的根本手段[8-9]。面對目前教學(xué)中存在的“重理論、輕實(shí)踐”“重基礎(chǔ)、輕綜合”“重課內(nèi)，輕課外”等問題，南京師范大學(xué)泰州學(xué)院對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)原來的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化整合，構(gòu)建“三類、三層、三步”的實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，即在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上按照移動應(yīng)用開發(fā)人才應(yīng)具有的專業(yè)能力分成3 個類別的實(shí)踐課程，在實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)上按照能力提升的規(guī)律設(shè)計(jì)成3個層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在實(shí)踐教學(xué)組織上按照3 個步驟實(shí)施。

2.1 “三類”實(shí)踐課程

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是圍繞實(shí)踐課程體系結(jié)構(gòu)展開的。實(shí)踐課程體系結(jié)構(gòu)是否合理、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容安排是否合適是決定人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。新工科背景下，傳統(tǒng)面向知識點(diǎn)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足要求，必須面向能力培養(yǎng)目標(biāo)開展實(shí)踐教學(xué)。經(jīng)過調(diào)研和實(shí)踐，移動應(yīng)用開發(fā)工程師必須具有代碼編寫能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力[10-11]?；诖耍瑯?gòu)建“三類”實(shí)踐課程（如圖1 所示），即以訓(xùn)練學(xué)生編碼能力為基礎(chǔ)的基本能力實(shí)踐課程、以提升學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)能力為重點(diǎn)的工程能力實(shí)踐課程和以培養(yǎng)移動應(yīng)用開發(fā)工程師為目標(biāo)的創(chuàng)新應(yīng)用能力實(shí)踐課程。

圖1 移動應(yīng)用開發(fā)類實(shí)踐課程

（1）基本能力實(shí)踐課程。這類實(shí)踐課程主要用以訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維能力和解決具體問題的代碼編寫能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多數(shù)是對教材例題的簡單重復(fù)，幾乎沒有綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，且知識陳舊；在實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生完全在老師的監(jiān)督下完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)效率低下。在組織這類實(shí)踐課程內(nèi)容時，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)知、應(yīng)會的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，引入既與基本能力課程相關(guān)，又為后續(xù)課程學(xué)習(xí)提供支撐的新技術(shù)，設(shè)計(jì)出符合基本能力提升的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，網(wǎng)頁設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)原來主要以HTML 語言的知識點(diǎn)體系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而現(xiàn)在可引入既適合PC 端，又適合移動端網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的HTML5 技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（2）工程能力實(shí)踐課程。這類實(shí)踐課程主要用以提升學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域中的某一技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、開發(fā)的能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是按照教材知識點(diǎn)為主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相互獨(dú)立，與工程實(shí)際、企業(yè)需求也明顯脫鉤，難以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)效果不好。在組織這類實(shí)踐課程內(nèi)容時，應(yīng)以案例項(xiàng)目為載體，采取任務(wù)驅(qū)動的理念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，針對Web 程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)（ASP.Net）的基本控件使用，可以設(shè)計(jì)一個“注冊頁面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的案例項(xiàng)目，該案例項(xiàng)目涉及Label 控件、TextBox 控件、Button 控件、Image 控件等多個知識點(diǎn)的使用方法和技巧。

（3）創(chuàng)新應(yīng)用能力實(shí)踐課程。這類實(shí)踐課程一方面讓學(xué)生對前導(dǎo)課程中的相關(guān)知識有深刻的認(rèn)識、體會和把握，另一方面把業(yè)界最新的移動應(yīng)用開發(fā)技術(shù)引入課程中，讓學(xué)生緊跟社會需求，不斷更新知識體系，訓(xùn)練和提高學(xué)生對復(fù)雜問題的綜合分析能力，樹立務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，鍛煉科學(xué)思維，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為專題化知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與課程教學(xué)同步實(shí)施，創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目在每學(xué)期結(jié)束前集中一周開展。例如，Web前端開發(fā)技術(shù)（微信小程序）的課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見表1。

表1 Web 前端開發(fā)技術(shù)（微信小程序）的課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.2 “三層”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

建設(shè)將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生通過“驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新”的實(shí)踐過程加深對理論知識的理解，提高學(xué)生的動手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。為了滿足不同的培養(yǎng)目標(biāo)，要求課程教師團(tuán)隊(duì)對所有移動應(yīng)用開發(fā)類實(shí)踐課程的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，按“去舊引新”的原則設(shè)計(jì)基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和創(chuàng)新應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[12-13]。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以實(shí)驗(yàn)案例的形式呈現(xiàn)，并且每一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要開發(fā)多個不同層次的實(shí)驗(yàn)案例，建成每個課程的實(shí)驗(yàn)案例庫，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣及對知識的把握程度選擇適合自己的實(shí)驗(yàn)案例開展實(shí)驗(yàn)。

（1）基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)步驟，強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)操作技能，促進(jìn)對專業(yè)理論知識的掌握。設(shè)計(jì)這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時，直接給定實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時只需根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行正確性驗(yàn)證。例如，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的數(shù)據(jù)類型實(shí)驗(yàn)，只要直接給出一段簡單的程序代碼和運(yùn)行結(jié)果，讓學(xué)生根據(jù)代碼調(diào)試運(yùn)行；數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的增、刪、改、查操作實(shí)驗(yàn)，可以直接給出數(shù)據(jù)庫和操作命令，讓學(xué)生直接輸入操作命令并觀察數(shù)據(jù)庫的操作結(jié)果。

（2）綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)條件，綜合運(yùn)用課程的相關(guān)知識，按照真實(shí)工作崗位要求和企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)自行設(shè)計(jì)解決方案，培養(yǎng)學(xué)生與崗位需求相適應(yīng)的專業(yè)技能。設(shè)計(jì)這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時，直接選取一些典型的綜合性應(yīng)用案例，并給出明確的實(shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生了解和體會到課程知識的實(shí)用性。例如，面向?qū)ο蟪绦颍↗ava）設(shè)計(jì)學(xué)生宿舍管理系統(tǒng)、賓館客戶管理系統(tǒng)、售票系統(tǒng)等綜合性實(shí)驗(yàn)案例，具體實(shí)施這些實(shí)驗(yàn)案例時需要把類、接口、抽象類、輸入輸出流、基本組件等知識點(diǎn)貫穿起來。通過這類實(shí)驗(yàn)案例的學(xué)習(xí)和使用，既可以讓學(xué)生掌握某個知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用場景，又能夠鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。

（3）創(chuàng)新應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)主要依托學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目開展，實(shí)驗(yàn)案例主要來源于往屆學(xué)生參加的各類競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目或老師的科研項(xiàng)目。通過這些項(xiàng)目的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生興趣，以興趣提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.3 “三步”實(shí)施步驟

軟件開發(fā)類課程實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式是在“一個實(shí)驗(yàn)室、一位指導(dǎo)教師、一群學(xué)生”的實(shí)驗(yàn)條件下，由指導(dǎo)教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)、講解實(shí)驗(yàn)要求，所有學(xué)生按照“寫代碼、輸代碼、改代碼、交代碼”的過程完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。由于學(xué)生個體的差異性，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式往往導(dǎo)致基礎(chǔ)好的學(xué)生很快就能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，其余時間無所事事；而基礎(chǔ)差的學(xué)生困難重重，甚至很難完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生漸漸地對這樣的課程失去興趣，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果大打折扣，學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力也得不到提高[14-15]。基于移動應(yīng)用開發(fā)類課程實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，只要有計(jì)算機(jī)就可以開展實(shí)驗(yàn)，可以將這些課程的實(shí)驗(yàn)延伸到課外，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，即通過課前的模仿、課中的應(yīng)用和課后的創(chuàng)新這3 個步驟提升學(xué)生深層理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的能力、應(yīng)用知識解決問題的能力和自我反思應(yīng)用創(chuàng)新的能力。

（1）課前的模仿。課前由教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺、QQ 群、微信群等下達(dá)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)（演示案例視頻、參考資料、應(yīng)知應(yīng)會知識點(diǎn)等），讓學(xué)生課前跟著實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)邊學(xué)邊做演示案例。

（2）課中的應(yīng)用。課中由教師布置與演示案例配套的實(shí)驗(yàn)案例，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成，并通過提問、演示等方式檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（3）課后的創(chuàng)新。課后不再需要提交實(shí)驗(yàn)報告，而是由教師要求學(xué)生對演示案例和實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行優(yōu)化、創(chuàng)新，在規(guī)定的時間內(nèi)提交創(chuàng)新項(xiàng)目成果，并將創(chuàng)新項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)課程成績的重要組成部分。

3 結(jié)語

通過精心規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和科學(xué)組織實(shí)施實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)，“三類實(shí)踐課程、三層實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、三步實(shí)施步驟”的移動應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐課程體系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，提升了他們自主探究學(xué)習(xí)的能力，從而保證學(xué)生與社會實(shí)際需求的契合度，進(jìn)一步提高移動應(yīng)用人才培養(yǎng)質(zhì)量。

從南京師范大學(xué)泰州學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的探索實(shí)踐情況來看，效果顯著，學(xué)生參加專業(yè)實(shí)踐競賽、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目等活動更加積極，取得獎項(xiàng)、成果的比例也有了較大的提升，已畢業(yè)學(xué)生廣受用人單位好評。下一步我校將進(jìn)一步加強(qiáng)課程資源建設(shè)，完善過程化考核標(biāo)準(zhǔn)，建立實(shí)踐能力培養(yǎng)的長效機(jī)制，保障應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。