以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

李運(yùn)發(fā)

（杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，浙江杭州 310018）

0 引言

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步推動(dòng)了通信應(yīng)用、電子應(yīng)用、智能應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、傳感應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)人們學(xué)習(xí)和掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提出了更高要求。如今，越來(lái)越多應(yīng)用領(lǐng)域急需掌握程序設(shè)計(jì)的高素質(zhì)人才。在此現(xiàn)狀下，程序設(shè)計(jì)課程在大學(xué)生教育階段中扮演著舉足輕重的角色。掌握程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和基本技能已成為了當(dāng)代大學(xué)生不可或缺的技能之一。

長(zhǎng)期以來(lái)，大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)均以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，在規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)完成授課內(nèi)容。雖然任課老師在每節(jié)課的教學(xué)準(zhǔn)備階段均設(shè)置了教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)，且在教學(xué)過(guò)程中著重說(shuō)明了教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，但由于學(xué)生缺少具體的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景缺乏直觀的了解，無(wú)法明確學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目的，學(xué)習(xí)方向十分混亂，間接導(dǎo)致學(xué)生喪失了該課程的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

雖然目前教學(xué)方式隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了重大變化，線上教學(xué)平臺(tái)推動(dòng)了高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式的變革，提升了學(xué)生通過(guò)線上資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)模式打破了時(shí)間和空間的束縛，對(duì)大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)起到了極大的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但目前改革主要集中在教學(xué)方式的改變上，從教師講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)檩o導(dǎo)為主，學(xué)生聽(tīng)課為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自學(xué)為主。在需求導(dǎo)向方面的作用較少，缺乏與實(shí)際相結(jié)合的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，從辦公自動(dòng)化軟件到信息管理系統(tǒng)，從自動(dòng)傳感器的嵌入式軟件到物聯(lián)網(wǎng)軟件，從工業(yè)自動(dòng)化到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等，這些軟件的應(yīng)用模式和需求都在不斷發(fā)生變化。因此，需要進(jìn)行以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革。

1 相關(guān)研究

程序設(shè)計(jì)作為許多專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，面向的不僅僅是千千萬(wàn)萬(wàn)的大學(xué)生，還有各行各業(yè)的工作者。由于程序設(shè)計(jì)課程的重要性，許多教育工作者對(duì)其進(jìn)行了研究，提出了一系列與程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)與培養(yǎng)相關(guān)的教學(xué)理論和方法。彭鑫［1］針對(duì)實(shí)踐化教學(xué)過(guò)程中所面臨的教學(xué)問(wèn)題，在多年摸索及與企業(yè)相互交流的基礎(chǔ)上提出了一種以軟件構(gòu)造為中心的軟件工程實(shí)踐化教學(xué)方法。此方法確定了以軟件構(gòu)造為中心，依托云平臺(tái)，以迭代的方式開(kāi)展課程教學(xué)實(shí)踐。彭鑫等［2］針對(duì)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐教學(xué)中所面臨的問(wèn)題，提出了一種以軟件維護(hù)為導(dǎo)向的軟件工程實(shí)踐教學(xué)方法。此方法主要通過(guò)加強(qiáng)軟件維護(hù)的實(shí)踐訓(xùn)練提高學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的理解、修改和維護(hù)能力。李文騫［3］提出了一種基于OBE 理念的程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的教學(xué)改革模式。此模式以預(yù)期的學(xué)習(xí)成效為出發(fā)點(diǎn)反向設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。目的是讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，提高程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。

周會(huì)平等［4］針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，提出建設(shè)程序設(shè)計(jì)教學(xué)生態(tài)。通過(guò)結(jié)合各種教學(xué)資源和輔助教學(xué)工具，依靠群智學(xué)習(xí)的方法構(gòu)建自主學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化教學(xué)，并介紹了支撐教學(xué)生態(tài)的資源和平臺(tái)。鐘登華［5］基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、立德樹(shù)人新要求指明了我國(guó)工程教育的改革方向。需要重點(diǎn)把握學(xué)與教、實(shí)踐與創(chuàng)新、本土化與國(guó)際化這三個(gè)任務(wù)，以立德樹(shù)人為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)體系的教育改革。李青山等［6］針對(duì)高校人才培養(yǎng)中亟待解決的重大問(wèn)題，從軟件工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際出發(fā)，探索面向人才需求導(dǎo)向的軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，提出“三全育人”的新模式及實(shí)現(xiàn)路徑。

為了解決高校課堂普遍不重視理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的問(wèn)題，張帥［7］提出了基于“五位一體”的應(yīng)用型大學(xué)軟件技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)方法。針對(duì)目前C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，靳小燕等［8］通過(guò)有效融合專(zhuān)業(yè)特色，對(duì)“C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與編程能力。針對(duì)新工科背景下程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程在實(shí)際教學(xué)中面臨的主要問(wèn)題，馬華［9］通過(guò)改革傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與方法，利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，構(gòu)建了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的開(kāi)放式教學(xué)體系，有效地提高了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

針對(duì)新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的新需求，董超等［10］結(jié)合測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景及社會(huì)、學(xué)校、學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)新形勢(shì)下測(cè)繪程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)進(jìn)行研究。具體措施為：調(diào)整培養(yǎng)計(jì)劃，協(xié)調(diào)課程關(guān)系；綜合系統(tǒng)統(tǒng)籌，梳理教學(xué)內(nèi)容；提升教學(xué)條件，改進(jìn)教學(xué)模式；改善評(píng)價(jià)體系，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。針對(duì)思政教育難以有機(jī)融入專(zhuān)業(yè)課程的問(wèn)題，李金忠［11］分析了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Java）課程思政的現(xiàn)狀，提出程思政育人的目標(biāo)，探討如何將思政元素有機(jī)融入課程教學(xué)中，為計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程思政教學(xué)提供參考。為提升程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實(shí)效，谷長(zhǎng)龍等［12］針對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，探討了基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的混合式教學(xué)模式。為適應(yīng)在線教學(xué)的特殊形式，徐偉等［13］首先介紹了程序設(shè)計(jì)課程在線教學(xué)，然后利用OJ 系統(tǒng)、增加代碼風(fēng)格、優(yōu)化成績(jī)統(tǒng)計(jì)等方式對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行改革和研究?；谝詫W(xué)生為中心的教育理念，結(jié)合目前的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，盧瑾等［14］以編程在線評(píng)判系統(tǒng)為依托，結(jié)合競(jìng)賽教學(xué)，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)方面對(duì)程度設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行了分析和改革，強(qiáng)調(diào)必須根據(jù)施教效果的反饋來(lái)調(diào)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)。

從上述研究可知，程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革已取得了一定的效果，對(duì)于促進(jìn)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)施、提高教學(xué)效率和效果等方面都起到了非常重要的作用。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的教學(xué)模式無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)實(shí)際應(yīng)用發(fā)展的需求，需要不斷進(jìn)行探索和改革。

2 應(yīng)用需求與大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀分析

隨著經(jīng)濟(jì)、科技和文化的高速發(fā)展，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿科技技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。這些應(yīng)用涉及到電子工程、航空航天、海洋保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)、生物治理、政府管理、商業(yè)貿(mào)易、自動(dòng)控制、信息通信、汽車(chē)駕駛、醫(yī)藥衛(wèi)生、財(cái)務(wù)管理等領(lǐng)域。隨著實(shí)際需求的不斷增加，要求高校在教學(xué)中面向不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)際需求時(shí)，提出合適的教學(xué)大綱、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容。

目前，大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程涉及匯編語(yǔ)言、C 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)、Java 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、Python 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、JavaScript 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、C#程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、Rust 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、PHP 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、Pascal 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、Fortran 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、go 語(yǔ)言、NoSQL 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)等。然而，這些語(yǔ)言在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，過(guò)多的注重程序設(shè)計(jì)理論、程序設(shè)計(jì)規(guī)則、程序設(shè)計(jì)技巧等，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用與程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)之間相互脫節(jié)，缺乏以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的教學(xué)大綱、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容，沒(méi)有考慮到學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特性、實(shí)際應(yīng)用背景和未來(lái)的職業(yè)需求。

Fig.1 The relationship Diagram between software application and program design course teaching圖1 目前軟件應(yīng)用與程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)之間關(guān)系圖

由圖1 可見(jiàn)，實(shí)際應(yīng)用與課程教學(xué)存在脫節(jié)的原因主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言難以產(chǎn)生深刻的理解。由于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)缺乏與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法使用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。②學(xué)生難以掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的精髓。學(xué)生只是被動(dòng)（或主動(dòng)）的接收程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的零碎知識(shí)，未能將其應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中，缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)和能力。③學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言難以產(chǎn)生興趣和愛(ài)好。學(xué)生在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會(huì)較少，因此缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，學(xué)習(xí)效果較差，難以產(chǎn)生濃厚的興趣和愛(ài)好。

3 以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

大學(xué)程序設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)必須圍繞國(guó)家發(fā)展的應(yīng)用需求，堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，全面貫徹以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的教學(xué)指導(dǎo)方針，培養(yǎng)符合國(guó)家、社會(huì)需要的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)人才，充分認(rèn)識(shí)到軟件自主開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和開(kāi)發(fā)能力?；痉椒ㄈ鐖D2 所示。

Fig.2 The teaching reform method diagram of programming course oriented application demand圖2 以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革方法

3.1 基于學(xué)生專(zhuān)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求分析

大學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言既是自身發(fā)展的需要，還是社會(huì)發(fā)展的必然要求。因此，需要分析不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的應(yīng)用特性，調(diào)查學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用需求，將實(shí)際應(yīng)用需求貫穿于大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中將有利于提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)水平與能力，具體方法如下：

（1）從學(xué)生專(zhuān)業(yè)的角度出發(fā)，深入了解學(xué)生的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，分析專(zhuān)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用需求，探討現(xiàn)有技術(shù)變革下的未來(lái)需求。具體為：分析實(shí)際的生活需求、工作需求、生存需求、學(xué)習(xí)需求、研發(fā)需求等方面；另一方面也要分析個(gè)人需求、家庭需求、單位需求、社會(huì)需求、國(guó)家需求等方面。將學(xué)生的專(zhuān)業(yè)需求與個(gè)人需求、社會(huì)需求和國(guó)家需求相互統(tǒng)一，制定出不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的應(yīng)用需求大綱。

（2）根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的應(yīng)用需求大綱，結(jié)合不同專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用特性，分析程序設(shè)計(jì)課程知識(shí)的應(yīng)用背景，探索如何將程序設(shè)計(jì)課程的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際需求當(dāng)中，建立程序設(shè)計(jì)課程知識(shí)與應(yīng)用需求相統(tǒng)一、相融合的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題。

3.2 以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程設(shè)計(jì)

目前大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程大部分是按照以下三種情況進(jìn)行組織：通識(shí)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)核心課和創(chuàng)新實(shí)踐課。通識(shí)基礎(chǔ)課是將大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程在非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科中設(shè)為必修課，主要向?qū)W生傳授程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法理論。這種設(shè)置從某種程度上體現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的重要性。專(zhuān)業(yè)核心課則將部分大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科中設(shè)置為必修課，一方面向?qū)W生傳授程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、方法和理論，另一方面向?qū)W生傳授程序設(shè)計(jì)的技巧與分析方法。創(chuàng)新實(shí)踐課則將部分大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科中設(shè)置為選修課，主要向?qū)W生傳授程序設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思想和方法，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一些較為復(fù)雜的問(wèn)題。這種組織方式具有一定的科學(xué)性，但也面臨著一系列的問(wèn)題。主要表現(xiàn)為：在通識(shí)基礎(chǔ)課中，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科眾多，不同學(xué)科的專(zhuān)業(yè)互不相同，實(shí)際應(yīng)用需求、未來(lái)從事職業(yè)、有待解決的問(wèn)題均不一致。在專(zhuān)業(yè)核心課中，程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容過(guò)多關(guān)注程序設(shè)計(jì)理論、規(guī)則、技巧等，缺乏有效地引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。在創(chuàng)新實(shí)踐課中，雖為學(xué)生提供了鍛煉的機(jī)會(huì)，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，當(dāng)前高校的程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的應(yīng)用思想和應(yīng)用理念與該學(xué)科的發(fā)展相互脫離，未能真正讓學(xué)生學(xué)以致用。

針對(duì)目前大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程所面臨的問(wèn)題，設(shè)計(jì)以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程，具體方法如下：

（1）制定與應(yīng)用需求相結(jié)合的教學(xué)大綱和內(nèi)容。為了全面貫徹程序設(shè)計(jì)課程教為所用、學(xué)以致用的目標(biāo)，對(duì)大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行全面分析，積極打造校企合作新方式，將傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)理念方法與新時(shí)代的需求緊密結(jié)合，緊跟科技創(chuàng)新新步伐，構(gòu)建軟件應(yīng)用與課程教學(xué)相通的橋梁。同時(shí)，聚焦國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，努力培養(yǎng)社會(huì)、國(guó)家所急需的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的工程實(shí)用型人才和科技開(kāi)發(fā)型人才。

（2）設(shè)計(jì)與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式。隨著教學(xué)大綱和內(nèi)容的迭代更新以及市場(chǎng)需求的變化，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該同步調(diào)整教學(xué)方法，一方面需要著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，另一方面要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。創(chuàng)新與實(shí)踐是大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)，只有讓學(xué)生真正動(dòng)手實(shí)踐，才能充分吸收課程的基本知識(shí)，消化理解老師的授課內(nèi)容，形成自己的理解，從而為理論創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程應(yīng)緊密結(jié)合社會(huì)和國(guó)家的發(fā)展需要，及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)方式。即使入門(mén)級(jí)的程序設(shè)計(jì)課程，也要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求對(duì)教學(xué)方法做出相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)于當(dāng)下流行的、前沿的程序設(shè)計(jì)技術(shù)，可通過(guò)對(duì)相關(guān)實(shí)踐教學(xué)的介紹，使學(xué)生了解前沿程序設(shè)計(jì)技術(shù)，從而可以初步選擇自己未來(lái)的研究領(lǐng)域。因此，提升學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中的參與度是當(dāng)前大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程在教學(xué)過(guò)程中需要解決的重要問(wèn)題之一，可通過(guò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式來(lái)解決。教師在教授相應(yīng)課程時(shí)，應(yīng)結(jié)合慕課模式、翻轉(zhuǎn)課題模式和上機(jī)實(shí)踐模式，引出一些熱門(mén)的應(yīng)用問(wèn)題，讓學(xué)生分組探討和實(shí)踐，提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維能力。更重要的，通過(guò)與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式，將傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)化為教師演講與學(xué)生實(shí)戰(zhàn)練習(xí)相互結(jié)合的方式，使學(xué)生在強(qiáng)化知識(shí)的同時(shí)提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（3）構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)估方法和評(píng)測(cè)模式。目前，許多高校在程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的效果評(píng)估與評(píng)測(cè)中，依然采用傳統(tǒng)的筆試方法，從學(xué)生的答題效果來(lái)評(píng)測(cè)學(xué)生掌握知識(shí)的情況和教師的授課質(zhì)量。這種方式對(duì)于一些偏理論性或記憶性的基礎(chǔ)課程而言更適合，但對(duì)于應(yīng)用性、操作性都很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程則并不適合。以C、C++、Java、Python 等基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言為例，采用傳統(tǒng)的考核方法雖然可以涵蓋語(yǔ)言基礎(chǔ)、程序流程控制、數(shù)組等內(nèi)容，但未包含實(shí)際操作的程序設(shè)計(jì)步驟和基本的調(diào)試運(yùn)行方法。因此，難以適用于以應(yīng)用為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)課程的評(píng)估與評(píng)測(cè)。為此，需要構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)估方法和評(píng)測(cè)模式。

基本方法包括：①構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的評(píng)估過(guò)程中，教師是教學(xué)活動(dòng)的引路者和指引者，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的思索者和踐行者，應(yīng)用需求是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的橋梁，是整個(gè)教育模式向前的動(dòng)力。構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)價(jià)指標(biāo)在整個(gè)教學(xué)效果評(píng)估活動(dòng)中起著關(guān)鍵作用，它能衡量學(xué)生如何將程序化的應(yīng)用抽象化和具體化，又如何在有效的時(shí)間內(nèi)將抽象化和具體化的應(yīng)用程序化。②構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)價(jià)步驟。在以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的評(píng)估過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式設(shè)計(jì)評(píng)估步驟是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的前提。評(píng)估步驟不僅要考慮應(yīng)用需求的引入、程序設(shè)計(jì)思想的運(yùn)用、應(yīng)用問(wèn)題的解決等，還需綜合考慮應(yīng)用需求的難點(diǎn)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)、教師態(tài)度、學(xué)生水平、學(xué)生實(shí)踐環(huán)境等。為此，需要采用理論聯(lián)系實(shí)際、循序漸進(jìn)、不斷改進(jìn)評(píng)價(jià)步驟。

4 案例和實(shí)施效果分析

根據(jù)上述研究和探討的結(jié)論，以Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程教學(xué)結(jié)合快遞公司對(duì)物流配貨管理的信息化應(yīng)用需求為案例進(jìn)行展示和說(shuō)明。

根據(jù)快遞公司對(duì)物流配貨管理的信息化應(yīng)用需求，首先構(gòu)建Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的課程教學(xué)。教學(xué)大綱涉及的內(nèi)容包括課程目標(biāo)、課程內(nèi)容和基本要求、實(shí)際動(dòng)手環(huán)節(jié)及其要求等。具體為，基于快遞公司對(duì)物流配貨管理的信息化應(yīng)用需求，構(gòu)建Java 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生通過(guò)系統(tǒng)功能的劃分、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程，切實(shí)理解程序設(shè)計(jì)的基本概念和解決問(wèn)題的基本思路，培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想，使學(xué)生具備功能劃分、功能設(shè)計(jì)、程序閱讀、程序設(shè)計(jì)的基本能力，并且能夠順利完成Java 語(yǔ)言程序的編寫(xiě)和調(diào)試工作，解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種實(shí)際問(wèn)題。

接著，根據(jù)制定的教學(xué)大綱和內(nèi)容，設(shè)計(jì)與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，基于快遞公司對(duì)物流配貨管理的實(shí)際過(guò)程，分析物流配貨信息化管理的需求。通過(guò)分析，有利于學(xué)生及時(shí)掌握物流配貨的車(chē)源信息、客戶(hù)訂單和客戶(hù)信息。基于此，教師依次制定每節(jié)課的授課內(nèi)容，包括Java 語(yǔ)言中數(shù)據(jù)類(lèi)型的分類(lèi)、變量的定義、表達(dá)式的描述、運(yùn)算符的種類(lèi)劃分等。通過(guò)具體的應(yīng)用信息，使學(xué)生能夠直觀、生動(dòng)地了解數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、表達(dá)式、運(yùn)算符的應(yīng)用場(chǎng)景，了解數(shù)據(jù)類(lèi)型的分類(lèi)、變量的定義、表達(dá)式的描述、運(yùn)算符的種類(lèi)劃分等在程序設(shè)計(jì)中的作用和功能。其次，在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)功能前，教師可指導(dǎo)學(xué)生配置程序的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使學(xué)生能夠掌握J(rèn)ava 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)所需的開(kāi)發(fā)環(huán)境。包括操作系統(tǒng)的配置、JDK 版本的選擇、開(kāi)發(fā)工具的部署、服務(wù)器的構(gòu)建、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建等。此過(guò)程能夠加深學(xué)生對(duì)Java 語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的了解和掌握。最后，對(duì)物流配貨信息化管理進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，使學(xué)生能夠真正理解和掌握J(rèn)ava 語(yǔ)言數(shù)據(jù)的輸入和輸出、控制語(yǔ)句的實(shí)現(xiàn)、數(shù)組的聲明等。

最后，構(gòu)建以學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力為主的評(píng)估方法和評(píng)測(cè)模式。根據(jù)物流配貨管理系統(tǒng)的功能劃分，評(píng)測(cè)學(xué)生在不同功能模塊中的實(shí)現(xiàn)方法、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和完成狀況，給出系統(tǒng)功能的達(dá)成度指標(biāo)和評(píng)價(jià)模式。

將此案例應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，并將其與傳統(tǒng)教學(xué)方法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法就學(xué)生對(duì)Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的平均了解度、平均喜愛(ài)度和解決實(shí)際應(yīng)用的平均達(dá)成度三個(gè)方面進(jìn)行比較，結(jié)果如圖3 所示。

Fig.3 The statistical chart of the effects of three different teaching methods圖3 三種不同教學(xué)方法的效果統(tǒng)計(jì)

由圖3 可見(jiàn)，學(xué)生對(duì)Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的平均了解度、平均喜愛(ài)度和解決實(shí)際應(yīng)用的平均達(dá)成度都比傳統(tǒng)教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)要高，表明該教學(xué)方法能夠使學(xué)生了解Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程在實(shí)際中的應(yīng)用需求，深受學(xué)生喜愛(ài)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛力和動(dòng)力。

5 結(jié)語(yǔ)

大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程是高等學(xué)校向?qū)W生傳授計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)思想的基本課程，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才、科研型人才和創(chuàng)新型人才的必要課程。對(duì)于廣大教育工作者而言，如何有效地大量培養(yǎng)適合社會(huì)和國(guó)家應(yīng)用需求的人才是急需解決的問(wèn)題之一。當(dāng)前大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)思想、教學(xué)方式難以滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)需求，因此，需要進(jìn)行以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革，提出切實(shí)可行、易于實(shí)施的方案。但大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程涉及的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言種類(lèi)繁多、應(yīng)用需求十分廣泛，由于篇幅有限，不適合針對(duì)具體的應(yīng)用需求給出詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)方案。因此，本文針對(duì)整個(gè)大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程，通過(guò)結(jié)合社會(huì)需求，提出以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的大學(xué)程序設(shè)計(jì)課程教改的基本思想和方法，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行適當(dāng)取舍，引入利于學(xué)科發(fā)展、解決實(shí)際問(wèn)題的措施與教學(xué)手段。