工程認證背景下計算機語言類課程模式

焦莉娟，裴春琴

工程認證背景下計算機語言類課程模式

焦莉娟，裴春琴

（忻州師范學院 計算機系，山西 忻州 034000）

為解決目前本科計算機專業(yè)語言類課程之間以及理論教學與實踐應用之間雙脫節(jié)的問題，按照工程教育專業(yè)要求，以地方高校大學生為研究對象，通過研究計算機語言類課程教學現(xiàn)狀，針對當前存在的教學理念陳舊、教學內(nèi)容脫節(jié)以及教學資源不完善等問題，在建設(shè)計算機語言類課程群的基礎(chǔ)上，結(jié)合在線教學模式提出一套全新的教學思想、面向工程的立體化教學方案以及在線教學資源的建設(shè)思路．經(jīng)過具體實施，所提出的教學模式在培養(yǎng)工程應用型人才方面起到了積極的推動作用．

計算機語言類課程群；立體化教學模式；地方高校

大學本科學生就業(yè)力的提高是高等院校本科教育的主要任務[1-2]，這里的就業(yè)力是指廣泛意義的一種應用能力．技能培養(yǎng)是近年來國際組織提出的新型教育理念之一[3-4]，同時與教育部提出的提高大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[5]的號召高度一致．計算機專業(yè)在本科階段開設(shè)的計算機語言類課程涵蓋了計算機科學與技術(shù)專業(yè)的大部分應用型課程．在此環(huán)境下，計算機語言類課程的教學理念、教學模式以及教學方法的改革被提升到了一個迫切的位置，教學內(nèi)容的重構(gòu)[6]是研究的核心．如何通過４年的系統(tǒng)訓練，使學生既能擁有工程實踐應用所需知識，又能具備應對未來挑戰(zhàn)的創(chuàng)新能力；如何將教與學、學與用有機結(jié)合以提高大學課堂效率；如何通過不同語言關(guān)鍵特性的區(qū)別與聯(lián)系進行對比式教學，以加強學生對程序設(shè)計語言的理解[7]，已成為當前高校計算機專業(yè)本科教學中亟待解決的問題．

本文以地方高校計算機科學與技術(shù)專業(yè)本科生為研究對象，從更新教學理念、改進教學方法、完善教學模式、創(chuàng)建教學資源等角度研究計算機語言類課程群的有效教學模式．

1 存在的問題

計算機語言類課程因缺乏統(tǒng)一體系的約束與推助，在課程與課程之間以及理論與實踐之間存在雙脫節(jié)問題．這一問題在工程應用能力培養(yǎng)的大環(huán)境下尤為突顯，已經(jīng)成為計算機語言類課程教學效果提升的一大瓶頸，具體表現(xiàn)在３個方面：

1.1 教學理念陳舊

在傳統(tǒng)的教師講授、學生學習的教學過程中，教師起主導作用，學生在教師設(shè)置的教學節(jié)奏及教學內(nèi)容限制下被動地接受知識．在這一教學理念下，學生失去了主動學習和自主構(gòu)建知識體系的能力，難以適應未來工程應用型環(huán)境的需求. 如何更好地發(fā)揮計算機語言類課程教學過程中教師的引導作用和學生的主體作用是一個值得深入研究探討的問題．教師恰到好處地發(fā)揮其引領(lǐng)作用，既可優(yōu)化教學效果，同時極大程度地提高了學生的學習興趣．

1.2 教學內(nèi)容相互脫節(jié)

當前計算機語言類課程在教學內(nèi)容方面存在的問題：（1）相關(guān)課程內(nèi)容講授重復或斷層問題；（2）有限課時與過多教學內(nèi)容之間矛盾的問題；（3）學生聽懂但不會應用的問題. 而教學內(nèi)容重構(gòu)是普通高校向應用型轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)[8]．因此，在針對不同對象實施不同教學方案的基礎(chǔ)上，提出一套具體針對課程群中不同課程的教學內(nèi)容的重構(gòu)方案，是研究有效課堂教學的重中之重．

1.3 教學資源不完善

翻轉(zhuǎn)課堂、案例引導、任務驅(qū)動等面向工程的教學方法引入課堂后, 缺乏相應的、足夠豐富的教學資源和教學平臺供學生交流學習已成為制約新方法產(chǎn)生良好教學效果的主要因素．因此，在優(yōu)化教學方法、提升教學理念的同時，有必要建設(shè)開放性教學資源如教學網(wǎng)站、教學視頻、在線測試等以輔助教學．

2 解決方案

基于計算機語言類課程自身特點，必須站在課程群的高度系統(tǒng)地調(diào)整教學理念與教學模式，建設(shè)系統(tǒng)的教學資源．通過對計算機語言類課程群的體系結(jié)構(gòu)進行研究分析，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點從教學思路、教學內(nèi)容、教學方案、教學資源以及評價體系等方面進行研究改進，提出一套具體、有效的實施方案．

2.1 課程群結(jié)構(gòu)分析

當前本科計算機專業(yè)語言類課程群體系結(jié)構(gòu)主要分為3個階段：

2.1.1 第1階段 在大學一年級期間，是以C語言程序設(shè)計課程為主的基本知識學習階段，這一階段通過入門性教學使學生掌握基本的結(jié)構(gòu)化編程方法和編程思想，具備初步編程能力和算法設(shè)計能力，能獨立完成小程序的設(shè)計與開發(fā)．

2.1.2 第2階段 大學本科二年級到三年級期間，主要課程包括C++程序設(shè)計、VB程序設(shè)計、Java程序設(shè)計等，屬于應用能力培養(yǎng)階段．這一階段在前期學習的基礎(chǔ)上應著力培養(yǎng)學生的系統(tǒng)開發(fā)能力和知識的綜合應用能力．

2.1.3 第3階段 大三、大四階段，是以網(wǎng)絡(luò)編程、.NET開發(fā)、Android項目開發(fā)等課程為主的實踐提升階段．學生在這一階段將經(jīng)歷課程實訓、畢業(yè)設(shè)計等學習環(huán)節(jié)．通過相關(guān)課程的學習與實踐實訓相結(jié)合，使學生具有初步的工程設(shè)計和開發(fā)的意識與能力．

貫穿于3個階段的相關(guān)課程還有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計、數(shù)據(jù)庫理論與應用、軟件工程等，這些支撐課程的學習及應用與語言類課程教學密不可分，因此也應劃分到語言類課程群體系中．課程體系結(jié)構(gòu)見圖1．

2.2 實施方法

2.2.1 調(diào)整教學思路，優(yōu)化教學內(nèi)容 教學體系中3個階段的課程（見圖１），既有各自的特點，又存在相互之間的關(guān)聯(lián)．需要從教學對象、教學目標以及實踐項目規(guī)模等方面進行探討．本文提出了“因課施教”和“因人施教”的立體化教學思路（見圖2）．針對不同階段的課程以及不同年級的學生，采取不同的教學方式和訓練內(nèi)容．

圖1　計算機語言類課程體系結(jié)構(gòu)

圖2 層進式立體化教學模式

大一階段的學生剛接觸專業(yè)知識，計算思維尚未成熟，教學中應主要采取案例驅(qū)動教學方法，通過案例引導學生學習編程語言語法，使學生在具體小程序中體會計算思維內(nèi)涵．這一階段應特別注重培養(yǎng)學生的語言學習興趣，為以后學習打下堅實基礎(chǔ)．實踐環(huán)節(jié)以課程實驗等針對性強的小程序為主．

大二到大三階段學生開始學習Java 、C++等面向?qū)ο箝_發(fā)語言，此時已具備基本語法知識和初步的計算思維．因此，在教學中應注重引導式教學，而無需事無巨細地一一講解，應注重加大實踐總量和每個實驗題目的規(guī)模．可結(jié)合數(shù)據(jù)庫知識開發(fā)小型管理系統(tǒng)，同時引導學生逐漸形成學習小組，展開互助式學習模式，并及時關(guān)注反饋信息，及時糾正學生在學習過程中的一些偏差．

大三后半學期到大四階段進入能力提升期．此階段已學過的語言類課程包含了網(wǎng)絡(luò)web編程、Android項目開發(fā)等，教師應結(jié)合軟件工程思想，引導學生開發(fā)一些與實際緊密結(jié)合的工程項目．若這一階段有條件能與企業(yè)或?qū)嵱柣亟Y(jié)合效果更好．

2.2.2 改進教學方案 基于教師引領(lǐng)之下的教學中學生是主體，在編程語言的學習中會用、用好是目標．針對這一問題，提出了“縱橫三三式”教學模式．橫向是在分析每一門課程特點基礎(chǔ)上，提出了三步式的學習模式；縱向是將大學４年的學習劃分成3個時間單位，每個單位采取不同模式展開教學．具體模式見圖3.

圖3 縱橫三三式教學模式

橫向方面，就一門課程的學習過程，采取了“認知-熟悉-提升”為目標的三步式教學模式．以C語言教學為例，學習數(shù)組部分知識時，第一步先通過簡單小程序讓學生認識數(shù)組，初步感受數(shù)組的適用之處；有了初步的應用環(huán)境認識后，教師再進一步分析數(shù)組的結(jié)構(gòu)特點、定義使用時的語法細節(jié)，此時學生便有一種恍然大悟的感覺；最后一步實踐環(huán)節(jié)，通過較復雜的題目加深對所學知識的理解．這一教學模式不僅適用于第一階段的教學，在后期能力提升學習階段同樣適用．以Java程序設(shè)計教學為例，這一階段教學過程中，面向?qū)ο缶幊痰乃枷牒头椒ㄊ且粋€全新內(nèi)容，教師應該首先通過幾個較為簡單且說明性強的案例引導學生了解什么是面向?qū)ο缶幊蹋趯W生有了初步認知的基礎(chǔ)上，再進一步增加難度反復應用，使面向?qū)ο缶幊痰乃季S方式逐步為學生所熟悉．

縱向方面，提出以提升大學生工程實踐能力為導向的階段性的一整套教學方案：第1階段所學的C語言為強語法語言，且在新生入學的第一學期開設(shè)，因此主要以傳統(tǒng)課堂的講授方式為主，通過案例引出語法，講解分析語法結(jié)構(gòu)．同時，結(jié)合課堂上做一些針對性強的練習掌握C語言的基本使用，課后可布置小程序加強鞏固．進入第2階段，學生已經(jīng)有了初步的編程能力和編程意識，學習語言相對更快，可通過微課與面授相結(jié)合、翻轉(zhuǎn)課堂[9-10]與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的混合模式組織教學．學生課前通過微課視頻了解與知識點相關(guān)的案例，教師可提前將一些引導性的話題拋給學生進行討論．進入課堂后，教師通過答疑方式講解分析知識點，并根據(jù)學生掌握情況進行拓展提升．進入第3階段的學生已基本具備自學能力，此時完全可以采取翻轉(zhuǎn)課堂模式教學．課前布置任務讓學生通過MOOC等資源學習，課堂組織學生針對所學情況討論、自省．也可結(jié)合一些較大的項目，采取按知識分割任務的方法邊學邊做，最后提交完整項目作業(yè)．這一階段的MOOC視頻教學資源建設(shè)是關(guān)鍵．這一階段若能通過與企業(yè)或?qū)嵱柣睾献髋囵B(yǎng)，參與開發(fā)具體實用項目團隊效果更好，既能培養(yǎng)學生的實際工程應用能力，與前期理論學習相呼應，又能在真實環(huán)境中了解工程項目開發(fā)的詳細流程，同時能培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力，更好地解決了學校與就業(yè)無縫結(jié)合的問題．

2.2.3 豐富教學資源 教學資源主要解決課時不夠的問題，除了C語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)等課程為周4課時外，語言類課程群的其余課程基本都是周2課時．因此，教師會安排部分內(nèi)容讓學生課后自己完成．完備的教學資源是支撐教學效果的有力保障，所需教學資源清單為：

（1）教學網(wǎng)站．教學網(wǎng)站可以實現(xiàn)上傳作業(yè)、下載資源、交流討論、在線答疑等功能．教師提前將學習所需資源包括課件、教學視頻、題庫等內(nèi)容公布在平臺的學習資源模塊，供學生使用；作業(yè)模塊，教師可以實現(xiàn)布置作業(yè)、設(shè)置提交終止時間、批閱評分等功能，學生可以實現(xiàn)上傳作答結(jié)果、修改作業(yè)答案、查閱批改結(jié)果等功能；交流討論模塊以論壇的形式實現(xiàn)學生之間以及師生之間隨時在線交流，同時交流和互相答疑的內(nèi)容也可以作為教師了解掌握學生學習效果的依據(jù)之一．不同年級的學生還可在這一模塊共同交流探討，形成循環(huán)互助的學習氛圍．

（2）題庫．題庫主要形式是針對每個知識點的小程序．學生可通過知識點瀏覽和選擇題目作答，也可以自動生成單元測試題，測試范圍和內(nèi)容可由學生自行設(shè)置，也可由教師統(tǒng)一指定，以便幫助學生在學習過程中進行自我檢測和評價．

（3）教材．針對本課題的教學改革思路編寫一套適用的系列教材．教材案例的設(shè)計是程序設(shè)計類教材編寫的靈魂，在緊密結(jié)合知識點的基礎(chǔ)上應注重案例設(shè)計的規(guī)模及難度的遞進性．另外，不同階段課程要有不同的內(nèi)容組織模式，知識型和應用型的內(nèi)容要分別處理．知識型內(nèi)容的組織應注重內(nèi)容邏輯結(jié)構(gòu)的合理性和案例選取的針對性，這部分的案例不宜太大，要以服務知識學習為目標來設(shè)計；應用型內(nèi)容則以案例為主貫穿前后，適當可選用綜合性項目，可使所學的零散知識聚沙成塔．

（4）MOOC教學視頻．錄制部分主要教學單元的教學視頻傳至教學網(wǎng)站，以便學生對一些重要知識隨時回看，也可以通過教學視頻輔助完成翻轉(zhuǎn)課堂的教學任務，提高課堂效率．另外，還可以為學生推薦好的公眾平臺MOOC視頻鏈接，拓寬學生知識面．

（5）微課教學視頻．將知識點進行切分，針對每個知識點錄制短小精練的小視頻供學生學習．相比于MOOC教學視頻，微課視頻可使學習隨時進行，且更具有針對性．

2.2.4 構(gòu)建循環(huán)式教學評價體系 良好的評價體系是促進教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)．本文提出的循環(huán)式評價體系是指結(jié)合線上線下的評價與交流，形成按照時間為結(jié)點的網(wǎng)狀循環(huán)評價機制和以老帶新的學習氛圍．

以過程性評價為主的循環(huán)式教學評價體系主要包括課堂情況評價、實驗作業(yè)完成情況評價、互助答疑等．第3階段課程還可將實習實訓、暑期實踐以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等相關(guān)情況納入成績評價體系，也可與企業(yè)溝通，適當采取課程置換等措施．

在第1階段以及第2階段部分課程的學習過程中，課堂環(huán)節(jié)是評價體系的主體，這些課程可借助一些移動端平臺，通過搶答、講評等形式激發(fā)學生聽課積極性，及時地檢驗學生的學習效果．實驗完成過程中可隨時通過提問或答辯的形式隨機抽查，以檢驗學生設(shè)計方案的有效性、獨立完成性以及完成進度等情況．互助答疑是通過教學網(wǎng)站論壇的形式，將主要知識的重難點設(shè)計成論壇主題，鼓勵學生積極留言交流．留言被采納的次數(shù)可以作為學生成績加分的依據(jù)，以此鼓勵學生積極交流學習．也可讓高年級學生為低年級學生提供一些學習經(jīng)驗，提升學生的成就感；低年級學生也可向高年級學生提問、學習．由此形成年級間的循環(huán)式評價討論．既可激發(fā)學生學習興趣，加強交流，又可幫助教師隨時了解學生的學習動態(tài)和需求，不斷調(diào)整教學內(nèi)容．

3 結(jié)語

本文通過研究當前計算機語言類課程教學現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)教學過程中存在的突出問題，從而提出相應解決方案．具體結(jié)合計算機科學技術(shù)專業(yè)的課程特點，將相關(guān)聯(lián)的一些課程納入一個統(tǒng)一的體系，構(gòu)建了計算機語言類課程群，并根據(jù)課程群整體特點及學生實際情況提出“縱橫三三式”教學模式，同時構(gòu)建了相應的教學資源以及循環(huán)式評價體系，為所提的教學模式的實施提供了完備的軟硬件條件．

前期僅在本校計算機科學技術(shù)專業(yè)的２個班進行了試點實施．下一步將在此基礎(chǔ)上不斷改進，完善細節(jié)，同時擴大受益面，最終達到培養(yǎng)具有創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力的計算機專業(yè)高級應用型人才的目標．

[1] 趙繼．以“雙創(chuàng)”教育理念引領(lǐng)本科教育改革[J]．中國大學教學，2016（8）：7-11．

[2] 肖飛，張海清，李代偉，等．工業(yè)4.0環(huán)境下軟件工程專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)能力量化評價方法及實證研究[J]．計算機教 育，2021（11）：176-180．

[3] 萬爛軍，彭召意，文志強，等．面向工程教育的計算機類課程實踐教學改革[J]．計算機教育，2021（10）：113-116， 121．

[4] 馬常霞．工程教育專業(yè)認證背景下計算機專業(yè)英語課堂教學改革[J]．大學教育，2020（3）：111-114．

[5] 傅啟明，陸悠．本科院校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)方法探究[J]．大學教育，2021（9）：163-165．

[6] 張大良．普通本科高校向應用型轉(zhuǎn)變聚焦四大重點[J]．中國高等教育，2016（8）：1．

[7] 江南，何炎祥．計算機專業(yè)編程語言類課程教學的思考[J]．計算機教育，2016（4）：156-159．

[8] 張貞．基于“以學生發(fā)展為中心”的在線課程教學模式研究[J]．教育教學論壇，2020（27）：254-256．

[9] 馬秀麟．翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐及教育價值[J]．教育學報，2020，16（1）：101．

[10] 趙聲萍，潘勇，丁曉曄．基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學多元信息展示系統(tǒng)設(shè)計[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2021，44（22）： 86-90．

Computer language courses group model in the background of engineering certification

JIAO Lijuan，PEI Chunqin

（Department of Computer Science，Xinzhou Teachers University，Xinzhou 034000，China）

At present, there are two problems in the teaching of undergraduate computer language courses，one is discontinuity of teaching content of the courses and the other is disconnection of theoretical teaching and practical application. In order to solve the above problems, puts forward a set of new teaching ideas，engineering oriented teaching scheme and the construction of online teaching resources based on the construction of computer language curriculum groupand the requirements of engineering education. The proposed teaching mode for local college studies the current teaching situation such as outdated teaching ideas, incoherent teaching contents and imperfect teaching resources of computer language courses. After concrete implementation, the proposed teaching mode has played a positive role in cultivating engineering applied talents.

computer language courses group；three-dimensional teaching mode；local colleges and universities

1007-9831（2022）04-0083-05

TP312∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.04.017

2021-11-27

忻州師范學院教學改革研究項目（JGYB202127）

焦莉娟（1978-），女，山西忻州人，教授，碩士，從事數(shù)字圖像處理、現(xiàn)代教育技術(shù)應用研究．E-mail：64710993@qq.com