金課標準下程序設計課程改革探究

王樂球

（中山大學軟件工程學院，廣東廣州 510006）

0 引言

教育部聯(lián)合多部門出臺“六卓越一拔尖”2.0 計劃，實施“雙萬計劃”建設一流課程，推動課程體系優(yōu)化和課程建設規(guī)劃，以課程建設為核心推進教學改革，系統(tǒng)重構課程教學內容，切實提高教育教學水平和課程教學質量［1-2］。筆者所在中山大學認真貫徹教育部工作部署，在總結拔尖卓越教育計劃1.0 實施成效和經驗基礎上，圍繞中山大學“德才兼?zhèn)?、領袖氣質、家國情懷”人才培養(yǎng)目標，加快探索中大特色的卓越拔尖人才培養(yǎng)模式，啟動卓越工程師、卓越醫(yī)師等卓越人才培養(yǎng)規(guī)劃設計2.0，狠抓教學改革落地和教學保障環(huán)節(jié)，以一流專業(yè)、實踐教學條件建設、精品課程建設為抓手，不斷提高教育教學內涵，培育高水平教學成果，為提高中山大學人才培養(yǎng)質量、落實立德樹人根本目標營造良好氛圍。

程序設計課程是信息技術類必修課程，面向信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)（以下簡稱信管專業(yè)）大二學生，其先修課程是計算機應用基礎，后續(xù)課程是Web 開發(fā)技術、移動應用開發(fā)。如何建設程序設計金課，開展以金課為抓手的程序設計課程深度改革，是信息技術類高校教師面臨的緊迫問題。

1 相關工作

國內外高校都很重視課程建設。在課程建設理念方面，以歐美為代表的西方推崇后現(xiàn)代教育理論，力推建設創(chuàng)造性和差異性的課程體系框架［3］；國內相關學者也進行了廣泛的研究：潘懋元等［4］提出在價值和功用二元對立模式下，研究型大學傾向理性主義課程理念，技術技能型院校傾向于功利主義課程理念，應用型本科院校傾向于結構主義課程理念；劉獻君［5］在專著中倡導以學生為中心的本科教學變革。在課程體系建設方面，以哈佛為代表的西方一流大學重視本科教育，一直不懈努力建設通識課程體系并取得顯著成效。在《哈佛大學核心課程報告書》［6］（Harvard Report on the Core Curriculum）中，首創(chuàng)通識核心課程七大領域，此后不斷修訂完善，在最新出臺的方案中修訂為“4+3+1”課程模式；以北京高校為代表的中國高校重視系統(tǒng)性課程體系重構，并將創(chuàng)新課程融入課程體系中，形成通識教育課、專業(yè)課和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課有機整合的三位一體課程體系［7］。在課程建設策略和問題研究方面，徐強［8］提出我國本科院校課程建設策略和存在的主要問題；陳琳等［9］指出國家級、省級、校級精品課程存在建設目標功利、建設內涵認識不高、建設周期短、應用推廣乏力等問題。在課程實施與評價研究方面，以英國華威大學為代表的西方高校提出多種評估方式共同組成課程評價體系［10］；賀武華等［11］指出要創(chuàng)新課程排列和課程組合，在課程排列中探索“板塊—模塊—課程群”排列，在課程組合機制中完善實施與評價機制。

教育部國家級精品課程評審標準、精品在線課程評審標準對國家級課程建設標準進行規(guī)范。教育部擬打造五大金課，提出建設金課五大保障［12］；謝幼如等［13］指出，金課建設要凸顯“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的融合創(chuàng)新理念，從課程目標、課程內容、技術應用、課程模式和課程評價等方面提出金課建設方法，構建高校教師金課勝任力框架。

綜上分析，課程建設理論與實踐研究，可為程序設計金課建設提供指導和借鑒。

2 金課建設標準

2.1 金課價值導向

高校核心競爭力標志是學生品質和學術成果，為實現(xiàn)核心競爭力，課程建設和專業(yè)建設是根本。為促進高校專業(yè)建設，實現(xiàn)“中國特色、世界一流”的高校建設目標，基礎工程就是金課建設。

金課建設的價值導向如下：

（1）以育人為目標。金課與高校普通課程目標一致，就是貫徹落實立德樹人根本任務。但金課建設應更重視課程思政，發(fā)揮課程的育人功能，增強主講教師的育人責任感，強調從課程目標、內容、組織、評價等多方面全過程融入育人價值，形成育人合力。

（2）以課程內容重構和課程模式創(chuàng)新為重點。金課應依據(jù)業(yè)界和學科前沿最新技術更新知識體系，進行課程內容調整與重構；課程教學方法應融入信息技術，建設豐富的課程資源，改革原有的教學程序，優(yōu)化課程教學模式，打破傳統(tǒng)課堂教育的束縛與限制。

（3）以符合社會需求的能力培養(yǎng)為導向。根據(jù)區(qū)域經濟對復合型創(chuàng)新性人才需求，金課建設應綜合考慮經濟社會對高技術高技能工程人才知識、能力和素養(yǎng)的多元要求，強調以職業(yè)能力為導向，勇于突破傳統(tǒng)學科知識局限，訓練學生的關鍵能力，培養(yǎng)符合社會需求的工程技術人才。

2.2 金課建設標準

金課建設要求體現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度（以下簡稱“兩性一度”）。高階性要求有機融合知識、能力、素質，畢業(yè)生要具備解決復雜問題的綜合能力和高級思維；創(chuàng)新性體現(xiàn)在三方面：①課程教學內容具有前沿性和時代性；②課程教學方法具備先進性和互動性；③學生學習過程具有探究性和個性化。課程要有難度，教師需要提高備課質量，學生需要有課前課后的學習與思考。

為了引領金課建設方向，合理增加課程難度，適度拓展課程深度，保障金課建設質量，根據(jù)教育部高校課程建設與發(fā)展標準，綜合參考2018 年國家精品在線開放課程評審標準和2018 年國家虛擬仿真實驗教學項目評審標準，從教學目標、教學內容與教學策略、教學組織與教學實施、信息技術融入、特色與創(chuàng)新5 個方面明晰金課建設標準［3］，如表1 所示。

表1 金課建設標準

3 程序設計金課建設

程序設計課程按照“二性一度”標準建設金課：①高階性。對標Java 軟件開發(fā)工程師崗位標準，課程教學融合Java 軟件開發(fā)工程師崗位知識、技能和素質訓練，培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維；②創(chuàng)新性。對原有程序設計基礎（C++）課程和面向對象程序設計（Java）兩門課程內容進行創(chuàng)新性重構，重點培養(yǎng)學生的Java 開發(fā)能力，輔之以大型軟件項目工程能力，完成學習后能以Java語言開發(fā)出具有一定實用價值的桌面信息系統(tǒng)，課程采用Java 平臺最新版本，業(yè)界應用最廣泛的工具包，課程具有前沿性；③挑戰(zhàn)度。綜合應用“情景教學法”“探究性學習”“小組學習”等，根據(jù)職業(yè)能力和素質要求引入企業(yè)外包項目，使學生在項目實踐中獲得成就感、價值感，提高學習積極性，提升職業(yè)能力。

3.1 課程布局優(yōu)化

以前中山大學信管專業(yè)課程有程序設計基礎（72 學時）、面向對象程序設計（72 學時）兩門課程，前者采用C++語言，后者采用Java 語言，學生需掌握兩門面向對象程序設計語言，受學時限制，重要知識點如多線程、數(shù)據(jù)庫編程、面向抽象編程和面向接口編程的編程思想等講解很難深入，學生難以掌握。

現(xiàn)在將程序設計基礎和面向對象程序設計兩門課程融合為程序設計一門課程，采用一種程序設計語言；因為Java 是業(yè)界最流行的軟件開發(fā)語言之一，憑借平臺獨立性、可移植性和安全性方面優(yōu)勢，Java 成為各大型企業(yè)開發(fā)信息系統(tǒng)的首選技術，所以筆者學校選擇Java 語言作為課程支撐語言。為更好地培養(yǎng)業(yè)界需要的工程師，課程需要增強綜合性、復雜性和實踐性，將程序設計課程學時調整為162 學時，分兩學期開設，第三學期課時為90 學時，第四學期課時為72 學時，將Java 語言和面向對象設計思想學深學透；為培養(yǎng)學生綜合實踐能力，在第四學期安排項目設計任務。課程教學團隊采用主講教師+助教模式，主講教師資質為雙師型教師，要有主持開發(fā)大型企業(yè)信息系統(tǒng)經歷與實踐能力，助教為項目經驗豐富的中山大學優(yōu)秀碩士生。

3.2 課程內容調整和序化

3.2.1 課程內容選取

中山大學信管專業(yè)程序設計課程在內容取舍上綜合考慮IT 行業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求、Sun Java 認證OCJP 考證需要、Java 開發(fā)工程師崗位能力需要，同時兼顧學生將來的可持續(xù)發(fā)展需要，課程內容選取依據(jù)如圖1 所示。

圖1 課程內容選取依據(jù)

3.2.2 課程內容序化

重點考慮信息系統(tǒng)開發(fā)順序，兼顧學習基本規(guī)律，整合和序化教學內容。信息系統(tǒng)開發(fā)工作流程：安裝開發(fā)平臺、搭建系統(tǒng)框架、概要設計、詳細設計、系統(tǒng)測試和系統(tǒng)部署，詳細設計包括：制作主界面、制作登錄模塊、制作數(shù)據(jù)錄入模塊、制作數(shù)據(jù)維護模塊、制作數(shù)據(jù)查詢模塊、制作統(tǒng)計報表模塊、制作幫助模塊等。課程內容主要按照企業(yè)真實信息項目建設順序，按照工作流程分解成若干真實工作任務，以真實工作任務及其完成過程為依據(jù)整合、序化教學內容；教學內容序化同時兼顧學習基本規(guī)律，從易到難，從簡單到復雜，從單一到綜合。因此，適當安排難度稍大的工作任務到第四學期，并在第四學期初布置課程設計任務。

3.3 實驗教學資源優(yōu)化

以前Java 程序設計實驗教學存在知識點孤立、知識融會貫通難以實現(xiàn)等問題?，F(xiàn)在教學團隊更新Java 實踐平臺，設計圖書管理信息系統(tǒng)，更新相關微課程資源。

（1）實踐平臺更新。Java 語言版本選擇業(yè)界最新、應用廣泛的版本——Java SE 11.0；工具包選擇業(yè)界廣泛應用的工具包，如圖形界面原來采用Swing GUI，現(xiàn)換成Swt/Jface。Swt/Jface 是開發(fā)Eclipse 的一系列框架，是IBM 在AWT 和Swing 上經過優(yōu)化開發(fā)出的新GUI。

（2）綜合實踐教學案例設計。對大型企業(yè)典型的信息系統(tǒng)“人力資源管理信息系統(tǒng)”進行拆分、整理、歸類，總結開發(fā)信息系統(tǒng)需要具備的知識和能力，使用Java 平臺重構一個學生易于理解的綜合項目案例“圖書管理信息系統(tǒng)”，將該系統(tǒng)開發(fā)過程和工作任務貫穿整個教學過程。在學生具備一定基礎知識后，教師以圖書管理信息系統(tǒng)項目為主線，系統(tǒng)講述面向對象、集合、多線程、I/O 流、圖形用戶界面、數(shù)據(jù)庫編程、網(wǎng)絡編程等知識與技能，并融合設計模式、MVC 等優(yōu)秀編程思想，幫助構建知識體系結構。通過科學整合，將工作任務轉化為學習任務，從而實現(xiàn)工作過程與學習過程一體化，按照綜合項目工作任務的相關性，將知識與技能、理論與實踐、職業(yè)素養(yǎng)訓練和情感態(tài)度融入到綜合項目開發(fā)實現(xiàn)過程中。該綜合案例可幫助學生理解理論知識的實際應用場景，進一步激發(fā)學習積極性和主動性，提高綜合職業(yè)能力。表2 是“圖書管理信息系統(tǒng)”綜合項目案例涉及的知識和工作任務對應表。

表2 綜合項目案例中知識和項目工作任務

3.4 教學方法改進

引入、轉化和重構課程實踐綜合案例后，在課程實施階段，主講教師需要思考如何改進教學方法，提升教學質量，彰顯育人目標。要避免“填鴨式”“灌輸式”教學，教學方法主要采用“情景教學法”“任務驅動法”“直觀演示法”“練習法”“小組學習法”，提倡探究性學習；加強師生、生生間多向交流、學習和互動，分工協(xié)作完成學習任務；培養(yǎng)學生的協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，進而培養(yǎng)學生綜合職業(yè)素質。

（1）任務驅動法。任務驅動教學法實施過程：工作任務提出、工作任務分析、介紹相關知識和技能、教師完成任務、學生模仿、教師小結、教師布置實踐任務、學生完成任務、學生展示成果、學生撰寫報告、任務實施總結。為了讓學生集中注意力，教師每次知識點講解時間控制在10 分鐘之內，學生動手實操時助教輔助實踐。學生實操過程中，教師、助教和學生共同探討和分析問題，幫助學生理解知識，提高實操能力。任務驅動法有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。

（2）小組學習法。將學生分成若干項目組，以模擬項目為例在小組內合作學習、研討問題，小組成員交流學習成果，相互啟發(fā)、相互幫助，共同解決疑難問題，形成初步的小組共識。根據(jù)學習強度、項目難度和班級學生人數(shù)，學習小組一般為4～5 人。分組策略有兩種：①學生自由組合。這種策略會演化為平時關系良好的同學選在一個組，導致強強組合、弱弱組合問題；②教師指派分組。把不同學習基礎的學生分在一組，會導致“拉郎配”、學生積極性不高的問題［14-15］。經過調研，綜合考慮小組間平衡、分組易操作性，采用優(yōu)化的第二種分組策略，即抽簽分組策略，由教師計算好小組數(shù)，在第一次課堂前組織學生抽簽確定分組。

3.5 實踐教學強化

實踐教學設計有課堂實踐、課后實踐、課程設計3 個環(huán)節(jié)。將課程基本技能要求（Java 基本編程、Java 高級編程、Java 綜合項目主要任務模塊等）作為課堂實踐內容；將驗證性實驗和Java 拓展技能要求（設計模式、Java Web 編程等）作為課后自主實踐部分；將Java 綜合性項目實踐作為課程設計內容，組織學生開展完整的Java 項目分析、設計、開發(fā)和部署實踐，鍛煉學生綜合應用能力。在此期間，教師需要對學生提出的問題及時輔導，學生根據(jù)內在需求去探究和學習，充分發(fā)揮學生自身的積極性、主動性、創(chuàng)造性。

3.6 課程考核評價優(yōu)化

重視過程化考核評價。程序設計課程考核改變原來單純以期末筆試成績?yōu)橹鞯姆绞?，采用多角度、全方位的過程考核方式。課程成績由平時階段性成績、期中成績、期末考核、項目成績和平時表現(xiàn)幾部分組成，由一次評價改為階段性過程匯總的綜合評價。

多主體評價。評價主體由主講教師變?yōu)橛芍髦v教師、助教、企業(yè)代表和學生代表共同參與評價；企業(yè)代表對參與企業(yè)橫向項目的學生進行評價，該評價體現(xiàn)在課程設計的激勵成績；學生代表對課程設計項目答辯、平時實踐任務成果展示進行評價。引入多元評價體系，增加考核的客觀性與全面性［15］。

4 結語

金課成為高等教育熱點。從教學生態(tài)維度看，金課能促進專業(yè)建設、促進師生共同進步；從主講教師維度看，金課是教師精心設計、精心備課、精心教學的課程；從學生維度看，學習金課有收獲、有成長；從同行教師維度看，金課有特色有創(chuàng)新，體現(xiàn)產教融合、校企合作成果；從教育教學理論維度看，金課因材施教，教學資源豐富、教學成效顯著。

通過程序設計金課建設與實施，不僅鍛煉了教師隊伍，而且顯著提高了教學質量。今后要不斷探索和總結經驗，找準適合區(qū)域特色的信息管理專業(yè)人才培養(yǎng)模式，為區(qū)域經濟培養(yǎng)更多符合社會需要的工程技術人才。