程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)探索與實(shí)踐

翁 偉 吳克壽 吳 蕓 林仙麗

摘要:本文在分析計(jì)算機(jī)本科專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,從培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的角度,研究該類課程的建設(shè)原則,提出了程序設(shè)計(jì)課程群的課程體系、實(shí)踐體系建設(shè)方案和措施,并取得了很好的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞:程序設(shè)計(jì);課程;課程群

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1概述

課程群是幾門內(nèi)容密切相關(guān),前后承接連貫一致的課程集合,一般屬于同一學(xué)科甚至同一專業(yè)。深入研究專業(yè)課程體系,探索課程基本內(nèi)容以及課程之間的銜接關(guān)系,配備合理師資結(jié)構(gòu)進(jìn)行課程群建設(shè),易于打通課程知識(shí)脈絡(luò),避免課程內(nèi)容重復(fù)或者前后脫節(jié),使得前后連貫,內(nèi)容融合,進(jìn)而獲得整體優(yōu)勢(shì)。課程群之間的課程相互配合,既能不斷加深拓展內(nèi)在關(guān)系,又能起到舉一反三,相互促進(jìn)的作用。我國(guó)高校進(jìn)行課程群的研究實(shí)踐已有十余年的歷史,對(duì)于課程群的內(nèi)涵、建設(shè)和評(píng)審均有很多探討,取得了一系列的成果,一定程度上解決了單門課程建設(shè)帶來(lái)的問(wèn)題。近一年來(lái),廈門理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系緊抓應(yīng)用型、創(chuàng)新型辦學(xué)方向,在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)工程兩個(gè)專業(yè)中進(jìn)行了課程群的建設(shè),取得了很好的效果。本文就程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)的探索與實(shí)踐進(jìn)行探討和總結(jié)。

程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容豐富,語(yǔ)法繁多,技術(shù)復(fù)雜,不反復(fù)實(shí)踐是很難掌握的。另外,VC++、VS2008等程序開(kāi)發(fā)工具,不投入大量時(shí)間去摸索,也不可能熟練運(yùn)用于軟件開(kāi)發(fā)。在教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn),隨著課程的深入,很多同學(xué)慢慢放棄了學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)。這幾年IT行業(yè)特別是軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)企業(yè)深感招人難,不是學(xué)生數(shù)量不夠多,而是他們認(rèn)為畢業(yè)生不好用。事實(shí)上,這是普遍碰到的難題,師生如何“教”與“學(xué)”才能破解這個(gè)難題?從教學(xué)內(nèi)容上看,教學(xué)中存在內(nèi)容龐雜不成體系、課程之間脫節(jié)的問(wèn)題,導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候逐漸失去信心和興趣。因此相關(guān)課程必須進(jìn)行組合與統(tǒng)籌安排,理清知識(shí)的層次,在教學(xué)中做到知識(shí)點(diǎn)前后連貫,循序漸進(jìn),內(nèi)容豐富而不雜亂。在逐步提高學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)提高學(xué)生理解力,觸類旁通,進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

本文將從應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的角度出發(fā),首先介紹程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)的基本原則,然后介紹程序設(shè)計(jì)課程體系以及課程群的建設(shè)措施,實(shí)際教學(xué)過(guò)程取得的成績(jī)證明該課程群建設(shè)是成功的。

2程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)的基本原則

課程群建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的一部分,應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案應(yīng)瞄準(zhǔn)專業(yè)定位,與行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展相適用,才能明確知識(shí)點(diǎn)、課程和課程群的具體內(nèi)容。同時(shí),課程群建設(shè)應(yīng)當(dāng)注重課程的知識(shí)重組,知識(shí)融合,是對(duì)單獨(dú)課程的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱等教學(xué)內(nèi)容的重新設(shè)計(jì)。

針對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),程序設(shè)計(jì)課程群應(yīng)當(dāng)以“程序設(shè)計(jì)”為核心,注重實(shí)踐與方法,走“實(shí)踐——抽象——設(shè)計(jì)”的路子,尊重客觀的學(xué)習(xí)規(guī)律,注重學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),在不斷實(shí)踐的過(guò)程中體會(huì)程序設(shè)計(jì)的方法,加深對(duì)程序設(shè)計(jì)理論的理解。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上,首先應(yīng)當(dāng)以驗(yàn)證、模仿的內(nèi)容為主,通過(guò)不斷的實(shí)踐,體會(huì)程序設(shè)計(jì)的方法,獲得學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。具備了一定的經(jīng)驗(yàn)和方法后,重點(diǎn)放在對(duì)問(wèn)題的抽象和設(shè)計(jì)上,要求能夠針對(duì)具體的問(wèn)題,抽象出程序設(shè)計(jì)的相關(guān)要素,設(shè)計(jì)出解決的方法,回歸實(shí)踐,采用主流的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)平臺(tái)去驗(yàn)證。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,將“自己的設(shè)計(jì)”和“成熟的技術(shù)”相結(jié)合,使得學(xué)習(xí)者不斷加深對(duì)程序設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。熟練掌握程序設(shè)計(jì)的“抽象”和“設(shè)計(jì)”后,程序設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)就順理成章了。

不難看出,程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程的重點(diǎn)部分就是“抽象”和“設(shè)計(jì)”。以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)為重點(diǎn),不斷學(xué)習(xí)用面向?qū)ο蟮乃枷雭?lái)抽象待解決的問(wèn)題,將其轉(zhuǎn)換成“類”的概念,設(shè)計(jì)對(duì)象的屬性和行為,以及對(duì)象之間的聯(lián)系。采用成熟的技術(shù)實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容,是程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)有很多,逐一介紹不但效果不好,顯然也是不現(xiàn)實(shí)的。采用“觸類旁通”的教學(xué)思路,側(cè)重熟練掌握一種工具和技術(shù),而對(duì)其他技術(shù)點(diǎn)到為止,不失為一種好的教學(xué)辦法。

常用的程序設(shè)計(jì)教學(xué)語(yǔ)言有很多,層次也不一樣,在課程群建設(shè)中應(yīng)該做到內(nèi)容連貫統(tǒng)一,避免簡(jiǎn)單重復(fù),講究課程之間內(nèi)容的融合、加深,也要兼顧實(shí)現(xiàn)技術(shù)由淺顯入深,相互參照。因此在課程的選擇上不宜過(guò)多,以4～5門為宜。理論和實(shí)踐(包括教師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo))課時(shí)比例是另一個(gè)重要的問(wèn)題,在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)1∶2左右比較恰當(dāng)。對(duì)于不同課程之間內(nèi)容相同或相似部分的處理方式最能體現(xiàn)課程群建設(shè)的優(yōu)勢(shì)。有些相同的概念都要介紹,并且要做到相互促進(jìn),使得概念更加明確,而有些類似的概念就需要?jiǎng)h繁就簡(jiǎn)。

從教學(xué)目標(biāo)來(lái)說(shuō),程序設(shè)計(jì)課程群教學(xué)是讓學(xué)生熟練掌握一門編程語(yǔ)言,熟悉相關(guān)開(kāi)發(fā)方法和工具,深刻理解面向?qū)ο笏枷?熟悉面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)。

3程序設(shè)計(jì)課程群的課程體系

程序設(shè)計(jì)系列課程旨在培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的“抽象”和“設(shè)計(jì)”能力,積累豐富的編程經(jīng)驗(yàn),熟悉相關(guān)編程語(yǔ)言、工具和平臺(tái),做到基本功扎實(shí),實(shí)踐能力強(qiáng),觸類旁通,善于綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)積極主動(dòng)解決問(wèn)題。在課程設(shè)計(jì)上,尊重學(xué)習(xí)規(guī)律,由實(shí)踐入手,環(huán)環(huán)相扣,具體設(shè)置如表1所示。

目前,多數(shù)高校都把C語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)的入門語(yǔ)言,但是對(duì)于后續(xù)課程的開(kāi)設(shè)卻有不同的見(jiàn)解。如果著重面向?qū)ο罄碚摻榻B,普遍開(kāi)設(shè)了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)這門課程,這當(dāng)中可選擇的語(yǔ)言有C++、Java或C#等,雖然思想相同,但技術(shù)細(xì)節(jié)相差比較大。另外,也可以開(kāi)設(shè)VB、Delphi和ASP等語(yǔ)言,因其形象直觀,便于理解。從貫徹“抽象”和“設(shè)計(jì)”這個(gè)特征出發(fā),我們選擇C++語(yǔ)言。C++語(yǔ)言與C語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有天然的聯(lián)系,符合學(xué)習(xí)由淺入深、逐步推進(jìn)、舉一反三的特點(diǎn)。例如,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中順序表、鏈表等重要的概念,在學(xué)習(xí)C++模板的時(shí)候講述了其實(shí)現(xiàn)技術(shù),這對(duì)學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)起到了“溫故而知新”的作用。再如C語(yǔ)言中的字符串概念,在C++中出現(xiàn)了字符串類,實(shí)現(xiàn)的功能更為完備,實(shí)現(xiàn)方式更加讓人易于接受,更有利于學(xué)生加深理解的是,學(xué)生自己可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)字符串類。另外,對(duì)于重復(fù)的知識(shí)點(diǎn),一般介紹功能較為完備的課程,比如一般C語(yǔ)言我們不介紹文件操作,而是讓學(xué)生自學(xué),到了C++中,再介紹C++中的文件操作,這樣就刪除了重復(fù)的內(nèi)容。

為了進(jìn)一步體現(xiàn)應(yīng)用性的辦學(xué)定位,結(jié)合當(dāng)今行業(yè)的現(xiàn)狀,我們認(rèn)為有必要讓學(xué)生在學(xué)校就接觸和熟悉B/S結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì),所以開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的“Web程序設(shè)計(jì)”課程。當(dāng)然,在培養(yǎng)計(jì)劃中,“高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”作為專業(yè)必修課,而“軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)”和“Web程序設(shè)計(jì)”可以作為專業(yè)限選課或?qū)I(yè)任選課,注重講述流行的編程技術(shù)、框架及其開(kāi)發(fā)平臺(tái)。畢竟,大型程序的開(kāi)發(fā)需要軟件工程方法,不借助好的開(kāi)發(fā)平臺(tái),不僅難于設(shè)計(jì),更難于實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)期輕視應(yīng)用技術(shù)類課程的教學(xué),也是學(xué)生畢業(yè)后難以快速融入開(kāi)發(fā)工作的原因。

4程序設(shè)計(jì)課程群實(shí)踐體系

程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)踐性較強(qiáng),為了強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力,通過(guò)實(shí)踐體會(huì)理論知識(shí),在教學(xué)安排中,理論課和實(shí)踐課的內(nèi)容和課時(shí)要合理設(shè)計(jì)。實(shí)踐課一般分為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì),具體課時(shí)安排如表2所示。

課程群減少了實(shí)驗(yàn)安排的隨意性和重復(fù)性。從內(nèi)容上來(lái)看,“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”的實(shí)驗(yàn)課注重界面效果;“高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”注重基本的語(yǔ)法知識(shí)和常用的算法;“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”注重結(jié)構(gòu)和算法,以及不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”注重設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)注重各類具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下:

(1) 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì):運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式、順序程序設(shè)計(jì)、選擇程序設(shè)計(jì)、循環(huán)程序設(shè)計(jì)、數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體和鏈表、文件。

(2) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):順序表操作、鏈表的操作、棧和隊(duì)列、二叉樹(shù)、圖結(jié)構(gòu)、查找和排序。

(3) 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì):熟悉IDE編程、流程控制語(yǔ)句、函數(shù)的應(yīng)用、類與對(duì)象的實(shí)踐、數(shù)組與指針、模板、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配、繼承與派生、文件處理、異常處理。

(4) Web程序設(shè)計(jì):Dreamweaver網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)工具的使用、開(kāi)發(fā)JSP(語(yǔ)法基礎(chǔ)、內(nèi)建對(duì)象)、Java Servlets 、JavaBeans、Java數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)、JSP綜合應(yīng)用實(shí)例等。

(5) 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái):Structs、Hibernate、Spring、Ajax、JSP、EJB、XML、WebServices等。

在內(nèi)容安排上,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課緊跟理論課程,而課程設(shè)計(jì)則一般學(xué)期中公布題目,期末完成,設(shè)計(jì)需要綜合課程的內(nèi)容,并且有一定的難度,需要學(xué)生能動(dòng)地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),一般需要查閱課外知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。為了做到課程之間的銜接,課程設(shè)計(jì)的題目需經(jīng)過(guò)課程群內(nèi)任課教師的討論通過(guò)。各門課程的課程設(shè)計(jì)各有所偏重,目前的安排情況如下:

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì):管理系統(tǒng)的功能分解,函數(shù)的設(shè)計(jì)以及指針結(jié)構(gòu)體等的運(yùn)用,典型算法的實(shí)現(xiàn),注重語(yǔ)法和基本點(diǎn)算法。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):具體問(wèn)題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與具體語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),注重各種結(jié)構(gòu)的聯(lián)系和區(qū)別以及靈活運(yùn)用。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì):具體問(wèn)題抽象為類與對(duì)象的設(shè)計(jì),繼承、重載、多態(tài)等概念的運(yùn)用,MFC平臺(tái)的自學(xué)與運(yùn)用,注重“類與對(duì)象”的抽象和設(shè)計(jì)。

軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái):界面設(shè)計(jì),B/S程序設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)等,注重各種技術(shù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用。

5程序設(shè)計(jì)課程群的建設(shè)措施

課程群建設(shè)是個(gè)逐步探索,不斷推進(jìn)的過(guò)程,需要一系列的保障措施。下面主要討論組織建設(shè)、教師培訓(xùn)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)和教研教改等方面。

組織建設(shè)方面,由課程主講教師形成課程組,做到學(xué)歷、職稱和年齡的合理搭配,經(jīng)驗(yàn)豐富的教師與青年教師形成幫扶關(guān)系。課程組設(shè)組長(zhǎng)一名,負(fù)責(zé)整個(gè)課程群的建設(shè)和規(guī)劃,以及日常會(huì)議的組織。系部出臺(tái)相關(guān)指導(dǎo)性政策,并給與相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)支持。

在教師培訓(xùn)方面,“內(nèi)培”與“外引”相結(jié)合,所謂內(nèi)培,就是相互聽(tīng)課,取長(zhǎng)補(bǔ)短,有計(jì)劃地舉行教研會(huì)議,就某個(gè)主題討論,相互促進(jìn);鼓勵(lì)主講教師參與校外培訓(xùn),包括去公司實(shí)習(xí)等。同時(shí),注重引進(jìn)本學(xué)科內(nèi)有實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的高層次人才,補(bǔ)充教師隊(duì)伍。

在教材建設(shè)方面,對(duì)每門課程制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃,不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)真修訂教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱,合理設(shè)計(jì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目和課程設(shè)計(jì)題目。對(duì)于有一定積累的課程,可以走先編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),再出教材的路子。

在教學(xué)內(nèi)容方面,程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)應(yīng)當(dāng)與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展結(jié)合起來(lái),技術(shù)是不斷革新變換的,因此程序設(shè)計(jì)課程群的課程和具體教學(xué)內(nèi)容也需要不斷地調(diào)整。當(dāng)然,基本的概念、思想和理論有不變性,所以也應(yīng)當(dāng)注意變化的“度”。一味的追求變化,可能會(huì)丟失本質(zhì)的內(nèi)容,降低學(xué)生的理解能力和創(chuàng)新能力。我們的做法是有計(jì)劃地組織教師參與相關(guān)的教研會(huì)議和課程培訓(xùn),深入相關(guān)單位、部門和公司了解行業(yè)運(yùn)用和對(duì)我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的期待,結(jié)合自身的定位調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。另外,與兄弟院校多交流也是一個(gè)積極的辦法。

在教研教改方面,鼓勵(lì)課程群內(nèi)的教師積極申請(qǐng)相關(guān)的課程,包括精品課程、教研教改課題以及教學(xué)輔助設(shè)施建設(shè)(如教學(xué)網(wǎng)站、題庫(kù)的建設(shè))。

6結(jié)語(yǔ)

實(shí)施課程群建設(shè)一年來(lái),我院形成了相對(duì)穩(wěn)定的教師隊(duì)伍,教學(xué)內(nèi)容更加合理緊湊,教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、教案等教學(xué)文檔比較齊全。另外,總結(jié)了以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和成果,我們的教師主編了相關(guān)的教材。長(zhǎng)期堅(jiān)持的教研教改活動(dòng)也取得了效果,部分年輕教師的教學(xué)水平有所提高,在學(xué)校的教學(xué)比賽中獲獎(jiǎng)。學(xué)生學(xué)習(xí)目的更加明確,積極性高了,成績(jī)比以往普遍好轉(zhuǎn)。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及到程序設(shè)計(jì)部分的課題質(zhì)量也較以往有所提高,并且能熱情參與各類學(xué)科競(jìng)賽。一系列的成果激勵(lì)我們?cè)诮窈蟮慕ㄔO(shè)中,要進(jìn)一步研究教學(xué)內(nèi)容,凝煉辦學(xué)特色,爭(zhēng)取更多的教學(xué)成果,在教材建設(shè)、精品課程建設(shè)等方面取得更大的成績(jī)。

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