新工科背景下《程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》的改革與探索

摘 要 新工科教育要順應(yīng)時代要求，對計(jì)算機(jī)類專業(yè)來說，要設(shè)置適應(yīng)新工科的培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)體系及內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)理念及方法。本改革對支撐程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的《程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》，在課程目標(biāo)優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、教學(xué)過程及方法改革等方面進(jìn)行了探索。改革及實(shí)施對提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)及綜合實(shí)踐能力有較明顯的效果。

關(guān)鍵詞 新工科;程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn);實(shí)訓(xùn)課程改革

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算是智能經(jīng)濟(jì)時代的標(biāo)志性要素。新時代對傳統(tǒng)工科行業(yè)產(chǎn)生了深刻影響，新工科應(yīng)運(yùn)而生。面向新工科的教育要順應(yīng)時代要求，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。對計(jì)算機(jī)類專業(yè)來說，要設(shè)置適應(yīng)新工科要求的培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)體系及教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)理念及方法。程序設(shè)計(jì)能力是其他各項(xiàng)能力的基礎(chǔ)。本團(tuán)隊(duì)對支撐程序設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐課程《程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》進(jìn)行了改革與探索，優(yōu)化課程目標(biāo)、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)過程及方法，相應(yīng)改革及措施對提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力及綜合實(shí)踐能力有較明顯的效果。

1新工科背景下實(shí)訓(xùn)目標(biāo)的優(yōu)化

計(jì)算機(jī)類專業(yè)是新工科數(shù)量最多、影響最大的專業(yè)。技術(shù)發(fā)展、社會需求變化，對專業(yè)人才培養(yǎng)提出巨大挑戰(zhàn)。工業(yè)和商業(yè)界越來越要求培養(yǎng)學(xué)生的“21世紀(jì)技能”，培養(yǎng)學(xué)生具有個人效能、知識能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力以及社會能力等5類新工科核心能力[2]。

程序設(shè)計(jì)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生其他各項(xiàng)能力的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)能力培養(yǎng)要服務(wù)于5類核心能力?！冻绦蛟O(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》的目標(biāo)優(yōu)化為：讓學(xué)生經(jīng)歷完整的開發(fā)過程，包括：①問題分析與解決方案制定，合理性、完善性分析，具有創(chuàng)新性;②需求分析及軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵任務(wù)的完成，規(guī)范項(xiàng)目文檔的編寫;③系統(tǒng)構(gòu)建及程序員視角的軟件測試，缺陷修復(fù)和系統(tǒng)優(yōu)化，學(xué)習(xí)應(yīng)用新技術(shù)及方法;④基本的項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作，具備質(zhì)量意識。

為保證與多門專業(yè)課程的銜接，著重訓(xùn)練：①數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計(jì)、基本操作與維護(hù);②面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)及編寫，人機(jī)交互設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);④法律法規(guī)、職業(yè)規(guī)范的學(xué)習(xí)與遵守，過程與團(tuán)隊(duì)能力;

（4）復(fù)雜工程問題的分析解決，創(chuàng)新意識與學(xué)習(xí)能力。

2OBE下實(shí)訓(xùn)過程及任務(wù)的重構(gòu)

實(shí)訓(xùn)過程及任務(wù)重構(gòu)，采用OBE理念的反向設(shè)計(jì)模式;同步設(shè)計(jì)課程目標(biāo)達(dá)成評價機(jī)制，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

實(shí)訓(xùn)中，教師扮演客戶角色，負(fù)責(zé)需求提出與項(xiàng)目驗(yàn)收;學(xué)生團(tuán)隊(duì)扮演開發(fā)方，負(fù)責(zé)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測試與交付。

教師視角下的實(shí)訓(xùn)過程重構(gòu)為：提出需求、需求咨詢、階段任務(wù)驗(yàn)收、交付驗(yàn)收、結(jié)項(xiàng)。

學(xué)生視角下的實(shí)訓(xùn)過程重構(gòu)為：團(tuán)隊(duì)組建、項(xiàng)目調(diào)研、項(xiàng)目計(jì)劃、需求分析及確認(rèn)、設(shè)計(jì)方案及確認(rèn)、構(gòu)建與測試、系統(tǒng)交付、結(jié)項(xiàng)總結(jié)。

實(shí)訓(xùn)中教師必須完成：①客戶任務(wù)：原始需求提出、需求變更迭代、階段評價與反饋、項(xiàng)目驗(yàn)收及評價;②指導(dǎo)任務(wù)：項(xiàng)目管理及方法指導(dǎo)、設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)支持、結(jié)項(xiàng)總結(jié)點(diǎn)評。學(xué)生必須完成：項(xiàng)目計(jì)劃與跟蹤、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與構(gòu)建、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)建及單元測試、新技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3實(shí)訓(xùn)評價及目標(biāo)達(dá)成評價機(jī)制的建立

設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)成導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)評價和目標(biāo)達(dá)成評價機(jī)制，驅(qū)動對傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革。

實(shí)訓(xùn)評價即實(shí)訓(xùn)成績評價?？茖W(xué)合理的評價方案，能激發(fā)學(xué)生的積極性，還能為目標(biāo)達(dá)成評價提供高可信度的定量評價數(shù)據(jù)。方案要重視過程評價，兼顧終結(jié)性評價。過程評價考量點(diǎn)為學(xué)生實(shí)訓(xùn)的任務(wù)項(xiàng);終結(jié)性評價即為項(xiàng)目驗(yàn)收評價。實(shí)訓(xùn)成績由過程評價成績和終結(jié)評價成績組成，過程成績占比不低于終結(jié)評價成績。過程評價應(yīng)及時向?qū)W生反饋，允許團(tuán)隊(duì)進(jìn)行任務(wù)優(yōu)化。教師需在實(shí)訓(xùn)前提供細(xì)致的評價說明及評分標(biāo)準(zhǔn)。

目標(biāo)達(dá)成評價包括基于實(shí)訓(xùn)成績的定量評價和基于學(xué)生問卷和小組互評的定性評價。為保證客觀性，定量評價占比要高于定性評價。學(xué)生問卷為針對實(shí)訓(xùn)目標(biāo)達(dá)成的學(xué)生自我評價;小組互評為針對目標(biāo)達(dá)成的團(tuán)隊(duì)互評。目標(biāo)達(dá)成評價結(jié)果由教師統(tǒng)計(jì)計(jì)算，并針對達(dá)成不理想的目標(biāo)項(xiàng)實(shí)施教學(xué)改進(jìn)及后續(xù)跟蹤評價。

4實(shí)訓(xùn)實(shí)施注意事項(xiàng)及建議

為保證實(shí)訓(xùn)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，要注意：

（1）保證學(xué)生主體地位、教師主導(dǎo)作用。實(shí)訓(xùn)是學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，綜合運(yùn)用知識能力，解決一定復(fù)雜性和專業(yè)性的工程問題的過程。實(shí)訓(xùn)任務(wù)設(shè)計(jì)、過程設(shè)置、評價標(biāo)準(zhǔn)要做到學(xué)生中心。指導(dǎo)教師要明確職責(zé)，具有管理協(xié)調(diào)能力，較強(qiáng)的專業(yè)能力和責(zé)任心。實(shí)訓(xùn)前精心組隊(duì)，保證專業(yè)能力和管理能力。條件允許可聘請新經(jīng)濟(jì)企業(yè)工程師，提供專業(yè)保障和職業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

（2）致力于工程實(shí)踐能力的提升，服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。實(shí)訓(xùn)頂層設(shè)計(jì)要著眼于專業(yè)人才培養(yǎng)，多課程融合，培養(yǎng)綜合能力，服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。實(shí)訓(xùn)任務(wù)要緊扣實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，實(shí)訓(xùn)評價要突顯重點(diǎn)能力目標(biāo)。實(shí)訓(xùn)過程要有階段性驗(yàn)收與反饋，肯定成績、發(fā)現(xiàn)問題、給出建議，為工程實(shí)踐能力提升提供顯性著力點(diǎn)。

（3）重視工程習(xí)慣及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，著眼未來社會的發(fā)展需求。實(shí)訓(xùn)中，通過需求變更及任務(wù)迭代，有意識的培養(yǎng)學(xué)生精益求精和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工程態(tài)度與習(xí)慣。設(shè)置開放性任務(wù)，鼓勵創(chuàng)新。對可行性高的創(chuàng)新點(diǎn)，可指導(dǎo)申報(bào)相關(guān)競賽。另外，制定嚴(yán)格的制品提交規(guī)范，實(shí)訓(xùn)管理規(guī)范，從技術(shù)、管理角度助力綜合素質(zhì)的養(yǎng)成。

5結(jié)束語

《程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》是計(jì)算機(jī)類專業(yè)重要的實(shí)踐課程，不僅承載專業(yè)基礎(chǔ)能力--程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，更要接軌未來新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要。在改革中，以工程實(shí)踐能力提升為出發(fā)點(diǎn)，對實(shí)訓(xùn)目標(biāo)、過程、任務(wù)及方法等進(jìn)行了探索與實(shí)踐，取得了值得借鑒的效果。后續(xù)將關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)和學(xué)科綜合應(yīng)用的研究，探索適應(yīng)新時代變革的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)類專業(yè)工程人才的有效培養(yǎng)途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）： 1-6.

[2] 周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學(xué)模式探索[J].重慶高教研究，2017，5（3）：22-35.

作者簡介

張冬梅（1980-），女，山東淄博人;畢業(yè)院校：東北大學(xué)，專業(yè)：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，學(xué)歷：研究生，現(xiàn)就職單位：山東理工大學(xué)，研究方向：軟件工程、軟件測試。