計算機專業(yè)應(yīng)用型本科教學(xué)模式與考核方式的探討和實踐

黃 偉，陳建孝，鄭耿忠

(韓山師范學(xué)院計算機科學(xué)與工程系，廣東潮州 521041)

計算機專業(yè)應(yīng)用型本科教學(xué)模式與考核方式的探討和實踐

黃 偉，陳建孝，鄭耿忠

(韓山師范學(xué)院計算機科學(xué)與工程系，廣東潮州 521041)

本科階段應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方式關(guān)乎學(xué)生以后職業(yè)生涯的發(fā)展和我國企業(yè)競爭力的提升，是目前高等教育的重點研究方向。本文討論了理論教學(xué)在應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中的地位，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例探討了專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)模式和考核方法的改革方案，并對教學(xué)實踐進行了總結(jié)。

應(yīng)用型本科；教學(xué)模式；教學(xué)改革

在高等教育擴大招生之前，我國的高等教育是精英教育，培養(yǎng)研究型人才成為單一的培養(yǎng)目標(biāo)。隨著高等教育的大眾化程度越來越高，將高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)明確為研究型教育和應(yīng)用型教育勢在必行[1]。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)可以滿足各行各業(yè)對人才的需求，提高從業(yè)者的創(chuàng)新力和整體素質(zhì)能夠進一步提高中國企業(yè)的競爭力。然而目前無論是課程體系的設(shè)置還是教學(xué)方法、考核標(biāo)準(zhǔn)，都帶有濃郁的研究型人才培養(yǎng)目標(biāo)的特點[2]。研究型人才和應(yīng)用型人才無論在培養(yǎng)方式還是在教學(xué)模式上都有著本質(zhì)的區(qū)別，有必要根據(jù)應(yīng)用型人才的特點進行教學(xué)改革來提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

眾所周知，培養(yǎng)研究型學(xué)生要注重理論教學(xué)，要求學(xué)生掌握厚實的理論基礎(chǔ)以便作進一步的研究。相對而言，對應(yīng)用的需求則關(guān)注得少。忽視基本理論知識的培養(yǎng)是一種短視的行為，是以犧牲學(xué)生未來發(fā)展空間來換取短期效益的錯誤做法。而過分強調(diào)學(xué)生的理論知識又會讓學(xué)生無所適從，不能體現(xiàn)出應(yīng)用型的特點。

1 計算機專業(yè)應(yīng)用型本科教學(xué)模式與考核方式的研究方向

從就業(yè)的角度看，應(yīng)用型學(xué)生比研究型學(xué)生的就業(yè)面更加寬廣。市場對應(yīng)用型人才的需求有種類繁多、綜合性強等特點[3]。對于應(yīng)用型的學(xué)生而言，對理論知識的掌握不需要像研究型學(xué)生那么全面深入，甚至可以讓學(xué)生在掌握一定理論知識的基礎(chǔ)上，只針對某一方面的應(yīng)用作比較深入的學(xué)習(xí)[4]。應(yīng)該給學(xué)生盡可能多的自由度，鼓勵他們在一定的行業(yè)背景中找到適合自己發(fā)展的空間。

通過分析可以看出，應(yīng)用型本科生的培養(yǎng)應(yīng)做到如下幾個方面。(1)學(xué)生應(yīng)掌握一定的理論基礎(chǔ)，確保他們在以后的職業(yè)生涯上有足夠的發(fā)展空間[5]。(2)由于人才市場對應(yīng)用型人才需求的特點和學(xué)生選擇自由度的不斷提高，不必像培養(yǎng)研究型學(xué)生一樣要求應(yīng)用型學(xué)生在所有的基礎(chǔ)課上平均使力，盡可能引導(dǎo)他們根據(jù)自己的職業(yè)規(guī)劃進行有針對性的專業(yè)學(xué)習(xí)。(3)重視工程實踐的教學(xué)?？梢钥紤]對教學(xué)模式作如下的修改：對理論課程的內(nèi)容作適當(dāng)選擇，為理論學(xué)習(xí)設(shè)置最低要求，創(chuàng)造條件鼓勵學(xué)生在理論方面的學(xué)習(xí)；增強對他們動手實踐能力的培養(yǎng)，并提高考核要求。對理論學(xué)習(xí)設(shè)置最低要求是為了保證學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和確保以后職業(yè)生涯有足夠的發(fā)展空間。要引導(dǎo)學(xué)生在感興趣的領(lǐng)域投入更多的時間以提高理論基礎(chǔ)，同時在動手實踐能力上多花時間和精力，避免在所有的應(yīng)用點上平均使力。最終使得學(xué)生不僅掌握一定的理論知識，而且熟悉掌握專業(yè)某個方向的實踐和技能，成為適用社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。

2 以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，探討應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)模式和考核方式

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是通過研究計算機程序設(shè)計中非數(shù)值計算數(shù)據(jù)的關(guān)系、存儲和操作等問題來培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和創(chuàng)造能力，使學(xué)生能夠設(shè)計出結(jié)構(gòu)清晰、高效率、魯棒性強的算法來解決實際問題。因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程具有很強的理論和實踐背景。在我校，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機科學(xué)與技術(shù)(師范)、計算機科學(xué)與技術(shù)(信息安全)、計算機科學(xué)與技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng))、軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)、信息管理與信息系統(tǒng)(金融方向)、信息與計算科學(xué)等6個專業(yè)(方向)的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是電氣教育技術(shù)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)等專業(yè)的專業(yè)任意選修課。尤其對于計算機科學(xué)與技術(shù)和軟件工程等一級學(xué)科的課程設(shè)置而言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程更是一門核心的綜合性專業(yè)課，在專業(yè)課程設(shè)置中有著不可替代的地位。美國ACM/IEEECC-2005教程將算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類課程列為核心課程之首。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的重要性和特殊地位，相關(guān)的教學(xué)改革一直不斷，總的來說大致有以下3個方面：(1)教學(xué)方法的改革；(2)教材體系的改革；(3)網(wǎng)絡(luò)共享資源的建設(shè)。

基于以上對應(yīng)用型本科學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的討論，我們設(shè)計了如下的教學(xué)模式。(1)對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的理論知識進行細化，降低學(xué)生對理論的要求，但注重基本概念和基礎(chǔ)算法在實際工作中的應(yīng)用。(2)將專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)分為課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)兩部分。在課外的學(xué)習(xí)中，教師可以利用足夠豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，使他們盡可能掌握概念性及一般性知識。另外，我們開展了基礎(chǔ)知識點的題庫建設(shè)，并通過測試平臺對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果進行測評。(3)在課堂教學(xué)結(jié)束后，要求學(xué)生在在線測試平臺完成教師制定的練習(xí)和測試，鞏固學(xué)習(xí)效果，這對教師來說也是了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況、調(diào)整教學(xué)進度和難度、完善教學(xué)資源和題庫的重要依據(jù)。教學(xué)模型如圖1所示。

圖1 應(yīng)用型本科的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式

值得注意的是，過去我國大學(xué)本科生的培養(yǎng)模式一直是以研究型為主，教材中存在著大量比較艱深的理論知識。我們從應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，對理論知識的內(nèi)容和要求作了相應(yīng)的降低和調(diào)整。教學(xué)過程中為專業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)置了最低要求。應(yīng)該指出，由于不同的應(yīng)用型人才對專業(yè)基礎(chǔ)課的要求不同，我們設(shè)定的要求可能不能滿足學(xué)生某種職業(yè)規(guī)劃的要求。對于將自己的興趣、愛好或者職業(yè)規(guī)劃設(shè)定為多媒體制作的學(xué)生來說，可以降低數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)要求；但對于選擇程序設(shè)計、游戲設(shè)計等方向的學(xué)生而言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程卻是重要的專業(yè)課程。為了滿足部分學(xué)生對某些專業(yè)基礎(chǔ)課的較高要求，在降低理論要求的同時，我們將一些專業(yè)競賽或者專業(yè)活動小組建設(shè)納入到課程教學(xué)體系中來，鼓勵在算法及算法分析設(shè)計等方面感興趣或者在職業(yè)規(guī)劃中有需要的學(xué)生通過競賽前的專門訓(xùn)練提高相應(yīng)的能力。例如，針對應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)模式，可將ACM的競賽納入到教學(xué)體系中來。ACM/ICPC(Association of Computing Machinery International Collegiate Programming Contest)由美國計算機協(xié)會(ACM)主辦，是世界上公認(rèn)的規(guī)模最大、水平最高的大學(xué)生程序競賽，其目的在使大學(xué)生運用計算機程序設(shè)計理論來充分展示學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和團隊合作精神，也培養(yǎng)學(xué)生在壓力下進行創(chuàng)新思維和理性實踐的能力。同時也為那些將算法分析和設(shè)計與自己的職業(yè)規(guī)劃一致的學(xué)生提供學(xué)習(xí)、交流的平臺，提高他們的專業(yè)素養(yǎng)。

在考核方面，單一的理論考核方式削弱了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實踐性，而增加上機操作的考核能夠有效提高學(xué)生對動手能力的重視。學(xué)生的考核方式由傳統(tǒng)的紙質(zhì)考試、上機操作和平時表現(xiàn)組成?？紤]到不同專業(yè)對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的要求不盡相同，學(xué)生的總評分?jǐn)?shù)計算公式為：總評分?jǐn)?shù)=理論考核成績×α+上機操作成績×β+平時成績×γ，其中α，β，γ為權(quán)重因子，且α+β+γ=1。理論考核方式為閉卷考試，總分仍為100分，在計算總評分?jǐn)?shù)的時候進行折算，但理論考核不再包含有關(guān)編程的具體問題。上機操作考核時間為120分鐘，要求學(xué)生獨立完成若干題目，考核在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開卷考試，允許攜帶非電子版本資料和書籍。具體的考核環(huán)境嚴(yán)格按照ACM進行，只是不再分成小組，由學(xué)生獨立完成。上機操作考核共設(shè)8份不同試題，學(xué)生隨機抽取試題并按照一定順序間隔坐好，保證學(xué)生前后左右試題不同。

我校對2013級軟件工程專業(yè)、2012級信息管理系統(tǒng)專業(yè)和2012級計算機科學(xué)與技術(shù)(師范)專業(yè)等進行了教學(xué)實踐。在題庫建設(shè)方面，目前已經(jīng)對教學(xué)內(nèi)容按照知識點進行了分類，并組織學(xué)生根據(jù)知識點進行了主觀題目的錄入。題庫包括選擇題、判斷題和填空題共約1500道題目，所有題目已經(jīng)讓修過這門課的學(xué)生根據(jù)難度分別標(biāo)記為預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)類型，并且開通了基于題庫的在線測試，要求學(xué)生完成必要的測試，作為平時成績的重要參考。考核中權(quán)重的設(shè)置主要從不同專業(yè)對理論和實踐的要求進行考慮。軟件工程專業(yè)對學(xué)生動手能力的要求最高，信息管理與信息系統(tǒng)次之，而師范專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是中等教育的師資，因此要求他們掌握比較扎實的理論功底以滿足以后的教學(xué)需要即可。具體的權(quán)重系數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 不同專業(yè)考核中權(quán)重系數(shù)分布表

3 研究成果

經(jīng)過一年的教學(xué)實踐，收到良好的教學(xué)效果。由于理論內(nèi)容有所刪減，針對基本概念及基礎(chǔ)算法應(yīng)用的學(xué)習(xí)實踐相應(yīng)增加，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的理論障礙減少，其學(xué)習(xí)興趣得到了相應(yīng)的提高。同時我們鼓勵學(xué)生參加ACM訓(xùn)練隊的訓(xùn)練，使那些職業(yè)規(guī)劃與算法分析與設(shè)計相符合或者對程序設(shè)計、算法分析感興趣，或者學(xué)有余力的學(xué)生能夠得到更為深入的學(xué)習(xí)。由于增加了上機操作的考核，學(xué)生在實驗教學(xué)方面的學(xué)習(xí)興趣和投入的時間和精力都有所提高。其中，軟件工程專業(yè)的學(xué)生在上機操作考核方面表現(xiàn)得更好一些，對自己的職業(yè)規(guī)劃更為明確，認(rèn)識到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的重要性；計算機科學(xué)與技術(shù)(師范)專業(yè)學(xué)生的理論成績最好，但他們在上機操作方面明顯不如軟件工程專業(yè)的學(xué)生；信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)、上機操作的成績介于另外兩個專業(yè)之間；另外，參加ACM訓(xùn)練的學(xué)生在理論知識學(xué)習(xí)和上機操作方面都表現(xiàn)得更優(yōu)秀。

在以后的教學(xué)中，我們應(yīng)在堅持理論學(xué)習(xí)底線的基礎(chǔ)上，探討更為靈活的教學(xué)和考核方式，鼓勵學(xué)生參加ACM訓(xùn)練隊的訓(xùn)練，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實際動手能力；繼續(xù)完善上機操作考核，使考試方式、權(quán)重比例、考試時間都趨于合理化。

[1]徐理勤,顧建明.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式及其運行條件探討[J].高教探索,2007(2).

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[3]劉相明,王心剛.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需求導(dǎo)向理論分析與實踐探索[J].中國科科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2012(32).

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2015-01-20

黃 偉(1978-)，男，廣東潮州人，韓山師范學(xué)院計算機科學(xué)與工程系高級實驗師，博士，從事模式識別、機器學(xué)習(xí)與數(shù)字圖像處理研究。

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2095-7602(2015)04-0101-03