信息與計算科學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐能力培養(yǎng)研究

肖強(qiáng)華，寧 丹

(南華大學(xué)a.數(shù)理學(xué)院，b.計算機(jī)學(xué)院，湖南 衡陽421001)

信息與計算科學(xué)專業(yè)不是純粹的數(shù)學(xué)專業(yè)也不是純粹的計算機(jī)專業(yè)，是數(shù)學(xué)和計算機(jī)的一個交叉學(xué)科，要修的主干課程既包括數(shù)學(xué)類主干課程也包括計算機(jī)類主干課程。該專業(yè)是屬于數(shù)學(xué)類的，應(yīng)用性不強(qiáng)，注重于理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)。雖然有很強(qiáng)的考研優(yōu)勢，但是由于各種原因并不是所有學(xué)生都能繼續(xù)深造，所以，針對就業(yè)方面的弱勢，必須提高學(xué)生的就業(yè)能力。根據(jù)該專業(yè)的特點(diǎn)，最直接的辦法是加強(qiáng)學(xué)生的計算機(jī)實踐能力。

1 專業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題

信息與計算科學(xué)專業(yè)是一個理科專業(yè)，培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生既擁有雄厚的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，又能使用計算機(jī)進(jìn)行信息處理、二次開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)等。學(xué)生學(xué)習(xí)的主干課程分為兩類:數(shù)學(xué)類和計算機(jī)類。計算機(jī)類的主干課程有:面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用等。在整個專業(yè)的培養(yǎng)過程中，存在的主要問題在三個方面:(1)課程開設(shè)方面。課程之間的連貫性不強(qiáng)、開課順序不合理、課時偏少、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、重點(diǎn)不突出等。(2)培養(yǎng)方案方面。因為是理科專業(yè)，計算機(jī)課程的教學(xué)要求和考試要求比工科低，重點(diǎn)放在理論教學(xué)上，實訓(xùn)要求也低，所以教學(xué)效果不佳。(3)師資方面。大部分教師是數(shù)學(xué)類教師，計算機(jī)教師都是高校畢業(yè)的研究生，雖然有扎實的理論知識，但實踐經(jīng)驗缺乏。

2 加強(qiáng)學(xué)生計算機(jī)實踐能力培養(yǎng)策略

2.1 調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案

一是專業(yè)主干課程的選擇和開設(shè)。計算機(jī)課程的開設(shè)，受學(xué)分和專業(yè)所屬范疇的影響，本專業(yè)的計算機(jī)課程必須要精練。怎么選擇、開設(shè)計算機(jī)的一些基礎(chǔ)的主干課程，學(xué)生在進(jìn)行一系列學(xué)習(xí)之后能否干實事?例如，能熟練地使用某一門語言進(jìn)行應(yīng)用軟件的研發(fā)。分析當(dāng)前IT 業(yè)主流需要的情況下，我們選擇了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計Java 和C+ +，當(dāng)然還有很多高效的語言.net、perl、pathon 等。開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的目的是能夠處理數(shù)據(jù)(能被計算機(jī)識別的所有信息)，所以我們必須知道數(shù)據(jù)的存取和管理，開設(shè)數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程是必不可少的，在眾多的主流的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中(如Access、SQL server、Oracle、DB2、MySQL)，我們選擇Sql Server。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析課程是必須要學(xué)的。要想使學(xué)生能應(yīng)用工程化方法和技術(shù)從事軟件開發(fā)和項目管理，必須學(xué)習(xí)軟件工程。當(dāng)然還得學(xué)習(xí)其它的一些知識例如:操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用、編譯原理和組成原理等，但這些只能作為選修課或供學(xué)生們自學(xué)補(bǔ)充。二是教學(xué)大綱、教案、講稿的調(diào)整。調(diào)整教學(xué)大綱、教案、講稿的最終目的是加強(qiáng)教學(xué)效果。例如，為了加強(qiáng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計C+ +課程的教學(xué)效果，將該課程的學(xué)分由原來的3 學(xué)分調(diào)整到4 學(xué)分，并以加強(qiáng)該課程的實訓(xùn)時間和實訓(xùn)方式來達(dá)到提高實訓(xùn)效果的目的(例如和IT 培訓(xùn)公司合作、下一個學(xué)期繼續(xù)開設(shè)C+ +的高級課程)。三是教學(xué)方法的改革。該類課程的特點(diǎn)是知識點(diǎn)多，知識點(diǎn)之間的連貫性不強(qiáng)，具有很強(qiáng)的理論性、實踐性與應(yīng)用性［1］。傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教材上的實例不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣就大大地降低了教學(xué)效果。本文提出以案例教學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合項目教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，以達(dá)到提高學(xué)生實踐能力的目的［2－3］。

2.2 結(jié)合項目，案例教學(xué)

2.2.1 項目選擇

項目的選擇非常重要，因為它直接影響教學(xué)效果。首先，要考慮項目的規(guī)模、難易程度和適用范圍。項目太大，不可能全部講解;太小，會顯得課程內(nèi)容不充實;太難，學(xué)生學(xué)得吃力并容易打擊學(xué)生的自信心，使其失去學(xué)習(xí)的興趣;太簡單，不能挖掘?qū)W生的潛力。一般來說，單獨(dú)一門課程一個項目，連續(xù)性很強(qiáng)的課程共享一個項目。其次，要循序漸進(jìn)。教師在講授項目的時候必須以軟件工程理論知識為基礎(chǔ)，應(yīng)用工程化的思想和方法進(jìn)行教學(xué)。再次，要考慮項目講授的內(nèi)容。項目從需求分析開始，經(jīng)過系統(tǒng)概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、編碼實現(xiàn)、測試到最后部署。并不是項目的所有工作都能在課堂上講授，也并不是所有的項目內(nèi)容都需要在課堂上講授，所以需要反復(fù)斟酌項目講授內(nèi)容。最后，項目的來源。項目最好是來自于教師已完成的成功的橫向項目，授課教師必須參與整個項目的研發(fā)，熟練地掌握相關(guān)的知識，甚至能單獨(dú)完成整個項目，這樣才有足夠的能力指導(dǎo)學(xué)生。如果沒有合適的橫向項目，也可以和我們的實習(xí)基地單位合作，選取他們的成功案例，但必須得到實習(xí)基地單位的支持，拿到整個項目的文檔和源代碼，在開課之前組織授課老師一起學(xué)習(xí)、討論，做到對項目了如指掌。

2.2.2 項目分解

該類課程的特點(diǎn)是知識點(diǎn)多、知識點(diǎn)分散和連貫性不強(qiáng)，具有很強(qiáng)的理論性、實踐性與應(yīng)用性。教材上的實例和教師臨時編寫的實例僅僅是驗證單個知識點(diǎn)，例題之間沒有連貫性和系統(tǒng)性，這就割裂了軟件工程學(xué)科的整體性。項目是完整的，而授課時間分散于整個教學(xué)周期，這就需要將項目按照教學(xué)計劃和知識點(diǎn)進(jìn)行分解。項目的分解要以課程教學(xué)大綱和教學(xué)計劃為基準(zhǔn)，按知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分解。

根據(jù)案例的用途可以分為兩類［4］:課堂理論教學(xué)用案例、課程實訓(xùn)用案例。課堂理論教學(xué)用案例必須與課程教學(xué)大綱、教案和教學(xué)日歷保持一致，按知識點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)從項目中選取合適的代碼段、程序文件或者子模塊作為案例，案例和知識點(diǎn)的關(guān)系是多對多的關(guān)系，選取案例的時候要根據(jù)案例的難易程度和教學(xué)進(jìn)度的關(guān)系循序漸進(jìn)。實訓(xùn)用案例模塊化分解，首先是分組，每3 ～5 個學(xué)生完成一個項目，然后根據(jù)集中實訓(xùn)的時間和次數(shù)確定每次實訓(xùn)需要完成的項目內(nèi)容。

2.2.3 案例教學(xué)

有了理論思想做指導(dǎo)，實施起來就有了主線，但實施進(jìn)程依然是非常重要的，可分為三個階段:第一階段，修改教學(xué)大綱、教案、講稿。系(教研室)每學(xué)年必須組織集中式討論，總結(jié)上學(xué)年的教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)前社會的主題需求，針對教學(xué)中存在的缺陷和不足給出調(diào)整方案，并修改教學(xué)大綱、教案和講稿。例如:主流編程語言每年都可能發(fā)生變化，同一個編程語言也在不斷的完善，IT 企業(yè)對人才技能的要求每年也不盡相同［5］。第二階段，選取項目、案例。首先，對具體項目進(jìn)行認(rèn)真閱讀，并且要有個人的深度研究與分析，用軟件工程的思想和方法作為理論指導(dǎo)。其次，需要盡快進(jìn)入項目情境，了解、掌握項目中的主流技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，了解項目的根本目的是什么、解決了什么樣的實際問題、能帶來多少社會效益，分析思考項目開發(fā)者的行為及對策的合理性與不合理性并給出理由［6］。第三階段，總結(jié)教學(xué)效果、逐步建立項目案例庫。歸納總結(jié)是教學(xué)的基本工作，根據(jù)課堂教學(xué)情況、實訓(xùn)情況和考試情況歸納總結(jié)教學(xué)效果，隨著時間的積累逐步建立項目案例庫。

2.3 案例庫建設(shè)

隨著時間的積累，使用的項目會越來越多，即使是同一個項目也需要不斷的完善。分解項目得到的案例由于教學(xué)大綱、分解方法及教學(xué)效果的好壞也需要不斷的完善，為了更好地教學(xué)，提升學(xué)生的實踐能力，在科研經(jīng)費(fèi)允許的情況下積極建立項目案例庫。

項目案例庫以課程(表)、項目(表)和案例(表)作為三個主體對象。課程表以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，包含各個章節(jié)的知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)等基本信息，能描述知識點(diǎn)和案例之間的關(guān)系、知識點(diǎn)與項目之間的關(guān)系、知識點(diǎn)之間的關(guān)系以及教學(xué)效果等。項目表描述項目與案例之間的關(guān)系、項目與課程之間的關(guān)系以及項目的基本信息。案例表描述案例和知識點(diǎn)之間的關(guān)系、案例和項目的關(guān)系以及項目的基本信息。項目案例庫的建設(shè)有利于教師能回顧教學(xué)過程，在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上不斷地解決問題，最終達(dá)到提高學(xué)生實踐能力的目的。

3 結(jié) 語

本文根據(jù)南華大學(xué)數(shù)理學(xué)院信息與計算科學(xué)專業(yè)的具體情況，以提高該專業(yè)學(xué)生實踐動手能力為手段，提出以案例教學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合項目教學(xué)，使得學(xué)生能應(yīng)用工程化方法和技術(shù)從事軟件開發(fā)和項目管理，最終達(dá)到提高該專業(yè)學(xué)生就業(yè)能力的目的。但是，培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、項目、案例以及教學(xué)方法等任何一個環(huán)節(jié)都直接影響教學(xué)效果，且該方法在以前的教學(xué)過程中并沒有涉足，所以，如何在課程教學(xué)中發(fā)揮更大功效，還有待進(jìn)一步的探索和實踐。

［1］李秉璋.“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程實踐教學(xué)改革探索［J］.計算機(jī)教育，2009(18):12 －13.

［2］宋 麗，吳玉華，蔡麗艷.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的探索［J］.電腦知識與技術(shù)，2009(21):6002 －6003.

［3］徐奕奕，劉 琦.“案例先導(dǎo)”模式下程序設(shè)計實驗課小組活動探索［J］.高教論壇，2007(4):85 －87.

［4］張曉明，王俊社，郭立煒，等.項目化實訓(xùn)對本科生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的探索與實踐［J］.河北科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2010(2):1671 －1653.

［5］王 新，王 娟.軟件工程案例教學(xué)法探討［J］.計算機(jī)與信息技術(shù)，2006(6):114 －116.

［6］張潤蓮.案例教學(xué)法及其應(yīng)用［J］.桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2004(4):102 －105.