應(yīng)用型本科高校程序設(shè)計類課程培養(yǎng)模式及課程體系改革

張劍鋒

摘? 要：程序設(shè)計能力是計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生必備的基本技能，學(xué)生掌握程序設(shè)計類課程的程度將直接影響其程序設(shè)計及軟件開發(fā)能力。該文從人才培養(yǎng)方案改革、程序設(shè)計類課程體系改革、實驗教學(xué)（課程設(shè)計）改革、“以賽促教”、校企合作協(xié)同育人等方面，結(jié)合項目組成員多年教學(xué)和管理經(jīng)驗，對應(yīng)用型本科高校計算機程序設(shè)計類課程在組織、實施、評價等方面的改革和創(chuàng)新思路與做法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科高校? 程序設(shè)計類課程? 教育培養(yǎng)模式? 課程體系改革

中圖分類號：G712.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）04（a）-0160-04

Training Mode and Curriculum System Reform of Programming Courses in Application Oriented Universities

ZHANG Jianfeng

（College of Computer Information of Minnan Science and Technology University， Quanzhou， Fujian Province， 362332? China）

Abstract： Programming ability is a basic skill for students majoring in computer science， the degree of students' mastery of programming courses will directly affect their ability of programming and software development. The paper discusses from several aspects， the reform of personnel training program， the reform of program design curriculum system， the reform of experimental teaching （curriculum design）， promoting teaching by competition， and school enterprise cooperation in education， combined with many years of teaching and management experience of project team members， expounds the reform and innovation ideas and practices in the organization， implementation and evaluation of computer programming courses in application-oriented universities.

Key Words： Application oriented universities; Programming courses; Education and training mode; Curriculum system reform

程序設(shè)計類課程是計算機本科相關(guān)專業(yè)教學(xué)中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是計算機類專業(yè)的核心課程。針對不同專業(yè)和年級的學(xué)生，相應(yīng)開出C、C++、Java、ASP、PHP、Python等語言類課程，以編程語言為平臺講授程序設(shè)計的思想和方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計素養(yǎng)和習(xí)慣，提高學(xué)生對計算機科學(xué)的興趣。通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、網(wǎng)站設(shè)計等課程的實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生利用程序設(shè)計語言進(jìn)行編程和代碼調(diào)試的能力，提高獨立分析、解決實際問題的水平。

然而，在程序設(shè)計類課程的教學(xué)過程中，教師和學(xué)生普遍認(rèn)為此類課程所涉及的概念和語法規(guī)則比較復(fù)雜，知識點較多，不易掌握，容易出錯，部分學(xué)生反映上課時能聽懂，自己動手編程時腦子一片空白，無從下手，出現(xiàn)聽得懂、寫不出程序的現(xiàn)象。針對以上情況，項目組從理論和實踐上探索了一些新的培養(yǎng)模式和教學(xué)方法，取得了較好的教學(xué)效果。

1? 改革的總體思路和目標(biāo)

根據(jù)應(yīng)用型民辦本科院校辦學(xué)的規(guī)律和特點，結(jié)合學(xué)校和學(xué)院學(xué)生實際，通過對傳統(tǒng)計算機程序設(shè)計類課程的教學(xué)改革，不斷創(chuàng)新其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，充分調(diào)動教師和學(xué)生教與學(xué)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的程序設(shè)計能力。在教學(xué)計劃制（修）訂、課程設(shè)置的過程中始終注重與學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r相適應(yīng)，保證課程內(nèi)容的先進(jìn)性，教學(xué)計劃一年一修訂，修訂必新，保證課程內(nèi)容的先進(jìn)性。在課程的學(xué)時安排上，以計算機相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，在確保理論知識必需和夠用的基礎(chǔ)上，切實加強程序編寫和引入實際項目案例等實踐性環(huán)節(jié)，使理論教學(xué)與上機實踐有機結(jié)合。在教學(xué)手段的創(chuàng)新上，嘗試使用翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)法、項目化教學(xué)、慕課/微課等新的教學(xué)手段，遵循以應(yīng)用為目的、以任務(wù)為驅(qū)動，有效運用各種教學(xué)方法，依據(jù)多環(huán)節(jié)、循序漸進(jìn)的原則，構(gòu)建課程實驗、課程實訓(xùn)和課程設(shè)計3個層次和階段的漸進(jìn)式的實踐教學(xué)體系。

2? 程序設(shè)計類課程改革的主要舉措

2.1 程序設(shè)計類課程群建設(shè)

程序設(shè)計類課程種類繁多、內(nèi)容復(fù)雜，為避免課程間存在重復(fù)內(nèi)容或內(nèi)容孤立現(xiàn)象，在專業(yè)教學(xué)計劃制訂時注意加強程序設(shè)計類課程群的建設(shè)。實踐表明，課程群建設(shè)有助于學(xué)生系統(tǒng)全面地學(xué)習(xí)軟件設(shè)計所需要理論知識和專業(yè)技能。在2017級、2018級人才培養(yǎng)方案和專業(yè)教學(xué)計劃的制訂上，各專業(yè)負(fù)責(zé)人嚴(yán)格遵循課程關(guān)聯(lián)性、整合性、科學(xué)性原則，確保開出的課程在連續(xù)幾個學(xué)期里具有一脈相承和承前啟后的關(guān)系，充分體現(xiàn)知識體系的融合、分解和實踐的過程。

以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，通過兩年的教學(xué)實踐，確定了該專業(yè)課程群的課程由C語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Java語言、算法設(shè)計與分析、PHP（ASP）程序設(shè)計、嵌入式程序設(shè)計、Android應(yīng)用程序開發(fā)、Python編程基礎(chǔ)共8門課程組成。從新生第一學(xué)期起每學(xué)期都有編程類的課程，做到程序設(shè)計課程和訓(xùn)練不斷線，課程之間銜接緊密、過渡平穩(wěn)，去除冗余內(nèi)容，逐漸增加難度和具體的項目案例，形成科學(xué)完整的程序設(shè)計理論和實踐教學(xué)體系。

2.2 改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法

傳統(tǒng)的程序設(shè)計類課程教學(xué)模式和方法一般采用“知識結(jié)構(gòu)驅(qū)動”的教學(xué)法，教師參照教材循序漸進(jìn)地按知識點講授，盡管書本中針對某個特定問題也設(shè)置了代碼案例，但這些案例往往是沒有聯(lián)系的，是孤立的。這導(dǎo)致課堂教學(xué)過于注重細(xì)節(jié)，大量時間花在摳語言的細(xì)節(jié)上，學(xué)生難以把握重點，所學(xué)習(xí)的知識點是零碎不系統(tǒng)的，學(xué)完一門語言類課程后學(xué)生只是掌握了一些語法規(guī)則和程序流程，卻不知道如何利用其進(jìn)行一個具體項目的開發(fā)。

針對以上情況，項目組教師采用“案例或項目驅(qū)動”教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。通過實施一個完整的項目進(jìn)行教學(xué)，教師通過示范項目引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，運用知識遷移、分組協(xié)作、集中討論等方式完成知識構(gòu)建，按照“項目—模塊—任務(wù)—問題—知識點”的思路實施教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力的教學(xué)目標(biāo)。

實踐表明，學(xué)生通過在學(xué)習(xí)過程中參與一個完整項目的分析、設(shè)計和實現(xiàn)的全過程，能將課堂學(xué)習(xí)的理論和實踐有機地結(jié)合起來;學(xué)生在教學(xué)過程中不是被動的接受者，而是積極的參與者。這種開放性的教育思想和模式，克服了以往教學(xué)模式的弊端，有利于學(xué)生快速積累軟件項目開發(fā)的經(jīng)驗。

2.3 改革程序設(shè)計類課程的實驗教學(xué)方法

實驗教學(xué)是程序設(shè)計類課程教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是課堂教學(xué)的延伸與補充。實驗課的目的不僅是為了驗證教材內(nèi)容或所寫程序正確與否，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的編程思想、邏輯思維能力、創(chuàng)新及獨立工作的能力，引導(dǎo)學(xué)生利用程序設(shè)計語言編程解決實際問題。

首先，對程序設(shè)計類課程的學(xué)時數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，將總課時80學(xué)時的課程從每周的“4+1”調(diào)整為“3+2”，將總課時64學(xué)時的課程從每周的“3+1”調(diào)整為“2+2”，變以往兩周一次實驗課為每周一次實驗課。這樣的學(xué)時結(jié)構(gòu)調(diào)整在保證總學(xué)時不變的情況下，減少了理論課課時，增加了實驗課課時，遵循應(yīng)用型本科高校“既重理論，更重實踐”的辦學(xué)理念，注重實踐操作技能的培養(yǎng)。

其次，將實驗課內(nèi)容分為基本內(nèi)容、提高部分、綜合實踐3個層次：基本內(nèi)容要求學(xué)生掌握程序設(shè)計語言基本的語法規(guī)則、命令及程序結(jié)構(gòu);提高部分在基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加深度、廣度和難度，要求學(xué)生設(shè)計開發(fā)文本編輯器、圖像瀏覽器、學(xué)生信息管理系統(tǒng)等接近實際應(yīng)用的小程序，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用程序設(shè)計語言的能力;綜合實踐部分吸收部分學(xué)生以成員形式參與教師的科研活動或課題中，提高學(xué)生項目開發(fā)能力和團隊協(xié)作精神。

在實驗課教學(xué)方法上，強調(diào)“以學(xué)生為中心”，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是教學(xué)的組織者和設(shè)計者。在具體教學(xué)中，團隊教師遵循啟發(fā)式教學(xué)原則，課前先將該次實驗的重點、難點及基本算法、編程思路等進(jìn)行必要的講解演示，再讓學(xué)生動手編寫程序。教師對學(xué)生的動態(tài)操作過程予以指導(dǎo)，對學(xué)生的問題不直接公布答案，而是從基本概念、編程思路和調(diào)試技巧等方面進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生主動思考。對實驗過程中共性的問題組織學(xué)生集體討論，讓學(xué)生充分發(fā)表自己的思路和見解，鼓勵學(xué)生積極思考探索并完成程序的設(shè)計和開發(fā)。

2.4 引入“課程設(shè)計”“綜合實訓(xùn)”實踐環(huán)節(jié)課程

程序設(shè)計類課程的課程設(shè)計、綜合實訓(xùn)等實踐環(huán)節(jié)是計算機類本科人才培養(yǎng)的必要環(huán)節(jié)，是學(xué)生在完成一門程序設(shè)計類課程學(xué)習(xí)后提升和綜合檢驗其程序設(shè)計和軟件開發(fā)能力的重要手段。為此，在各專業(yè)每學(xué)期相應(yīng)程序設(shè)計類課程結(jié)束后及學(xué)期結(jié)束放假前，為該門課程安排1～2周（7～12天）的課程設(shè)計或綜合實訓(xùn)實踐環(huán)節(jié)課程。以信息工程專業(yè)為例，分別在第二學(xué)期安排《高級語言程序課程設(shè)計》（1周）、第三學(xué)期安排《Java程序課程設(shè)計》（1周）、第四學(xué)期安排《嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計》（1周）、第五學(xué)期安排《動態(tài)網(wǎng)站課程設(shè)計（ASP、PHP）》（1周）、第六學(xué)期安排《移動軟件開發(fā)課程設(shè)計（Android）》（1周）。

學(xué)生以個人或項目小組為單位，完成一個一定規(guī)模大小的實際項目案例，案例可以是指導(dǎo)教師指定或經(jīng)指導(dǎo)教師審定的自選案例，學(xué)生在統(tǒng)一時間到機房完成項目開發(fā)，指導(dǎo)教師到場指導(dǎo)。課程設(shè)計主要從任務(wù)完成情況、實踐動手能力、課程設(shè)計報告、項目答辯質(zhì)量等幾方面進(jìn)行考核。經(jīng)過對各年級專業(yè)幾個學(xué)期以來課程設(shè)計實踐的實施效果看，教師普遍反映學(xué)生的參與度和積極性較高，學(xué)生在項目開發(fā)中不斷經(jīng)歷遇到問題、分析問題、解決問題并最終完成項目時由衷感受到成就感。學(xué)生普遍反映通過一個實際項目的開發(fā)，使自己提前感受到了在軟件公司中團隊開發(fā)的氛圍，書中原本枯燥的理論知識在實踐中變得鮮活和觸手可及，對程序設(shè)計從此前的陌生、畏難逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭煜ず拖矚g。

2.5 “以賽促教，以賽促學(xué)”，鼓勵學(xué)生參加各類程序設(shè)計競賽

在全面提升學(xué)生程序設(shè)計素養(yǎng)和實踐能力創(chuàng)新方面，推廣“以賽促學(xué)，以賽促教”模式，積極鼓勵學(xué)生參加各級各類程序設(shè)計競賽，能充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。學(xué)院和項目組依托“大學(xué)生軟件人才培訓(xùn)基地”、專業(yè)學(xué)會等組織吸納基礎(chǔ)較好且熱愛程序設(shè)計的學(xué)生，教師定期對學(xué)生進(jìn)行授課、組織項目案例研討，針對各級各類程序設(shè)計競賽進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)、集訓(xùn)和組織參賽。

學(xué)院在各專業(yè)的程序設(shè)計類課程教學(xué)中充分結(jié)合ACM 競賽，把ACM 競賽的Online Judge平臺引入教學(xué)，從競賽式案例教學(xué)、競賽式實驗、競賽式分組練習(xí)、競賽式考試和競賽式教學(xué)團隊組建5個方面著手，開展程序設(shè)計類課程教學(xué)模式的一系列改革，包括引入ACM-ICPC競賽案例，提高教學(xué)效率;開展競賽式實驗，提高學(xué)生實踐能力;提倡競賽式分組練習(xí)，提高團隊合作意識以及學(xué)習(xí)能力;實施競賽式考核方式和評價機制，強化應(yīng)用技能;組建競賽式教學(xué)團隊，保證教學(xué)質(zhì)量。2019年，項目組組織部分經(jīng)選拔的學(xué)生開展為期一個月的暑期ACM集訓(xùn)，通過輔導(dǎo)學(xué)生做題、真題練習(xí)講解、組織周賽和綜合賽等形式提高學(xué)生代碼編寫能力，提高學(xué)生利用計算機語言解決實際問題的能力，提高學(xué)生團隊協(xié)作能力。

學(xué)院鼓勵項目組成員積極組織和指導(dǎo)學(xué)生參加各級各類程序設(shè)計大賽，2018—2020年連續(xù)三年組織學(xué)生參加了第九至十一屆“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽，共獲得省賽一等獎3項，二等獎9項，三等獎10項;2019年組織學(xué)生參加“和信創(chuàng)天杯”第十屆福建省大學(xué)生程序設(shè)計競賽，參賽隊伍獲得銅獎。通過比賽的歷練，不僅提高了學(xué)生的專業(yè)技能，也提升了任課教師和競賽指導(dǎo)教師的教學(xué)能力和水平，這一改革舉措得到了廣大學(xué)生的普遍認(rèn)可。

2.6 深化產(chǎn)教融合，加強校企合作、協(xié)同育人

2017年12月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》，校企雙方要認(rèn)真落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于教育綜合改革的決策部署，深化職業(yè)教育、高等教育等改革，發(fā)揮企業(yè)重要主體作用，促進(jìn)人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)結(jié)構(gòu)要素全方位融合，培養(yǎng)大批高素質(zhì)創(chuàng)新人才和技術(shù)技能人才。

計算機學(xué)科知識更新迭代速度快，新技術(shù)、新語言、新方法層出不窮，高校教師如果長期囿于校園和課堂教學(xué)環(huán)境，難以避免出現(xiàn)知識老化、教學(xué)手段陳舊，教學(xué)內(nèi)容和效果無法滿足用人單位需求等問題，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后難以在短時間內(nèi)適應(yīng)軟件企業(yè)項目開發(fā)的技術(shù)要求。學(xué)院和項目組成員為突破以上困局，縮小畢業(yè)生就業(yè)技能與企業(yè)實際需求之間的鴻溝，促進(jìn)畢業(yè)生就業(yè)，積極響應(yīng)國家深化產(chǎn)教融合，加強校企合作、協(xié)同育人的要求和號召，努力尋求和采用校企合作、聯(lián)合培養(yǎng)的教學(xué)模式。通過加強課程建設(shè)、組建“雙師型”教學(xué)隊伍、建設(shè)優(yōu)質(zhì)實訓(xùn)基地，企業(yè)教師進(jìn)課堂、輸送學(xué)生赴企業(yè)等途徑，將校企合作融入程序設(shè)計類課程的教學(xué)，實現(xiàn)學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生的“三贏”。

2017年3月，計算機信息學(xué)院與廈門中軟國際聯(lián)合申報的“教育部國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃聯(lián)合基金項目”舉行了基地揭牌和項目啟動儀式。2017—2018年，學(xué)院先后組建成立兩屆“國創(chuàng)班”，開展集“教、訓(xùn)、測、評、職、創(chuàng)”六位一體的程序設(shè)計和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練。通過企業(yè)派出一線技術(shù)人員赴校授課及學(xué)生赴企業(yè)集中實訓(xùn)的方式，針對一門語言或一個技術(shù)方向進(jìn)入深入的、企業(yè)項目式的強化訓(xùn)練。在“國創(chuàng)班”的整個實施過程中，企業(yè)對學(xué)生的日常管理甚至嚴(yán)于學(xué)校的要求，包括人才培養(yǎng)方案、實訓(xùn)周報、階段性項目演示成果和成績、項目路演展示等在內(nèi)的過程資料的收集整理詳實完整，并定期由專人向?qū)W院國創(chuàng)項目負(fù)責(zé)人匯報學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

經(jīng)項目組成員赴企業(yè)實地走訪調(diào)查、與參與學(xué)生舉行座談及對參加“國創(chuàng)班”后的畢業(yè)生入職第一份工作的入職體驗和薪資的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在軟件企業(yè)中經(jīng)過一段時間有針對性、置身于真實開發(fā)環(huán)境的實踐技能培訓(xùn)后，普遍展現(xiàn)出良好的編程規(guī)范和技巧，較熟練的軟件框架搭建技術(shù)和一定的項目開發(fā)經(jīng)驗。這一改革舉措切實使學(xué)生在真實的工作環(huán)境中完成了“學(xué)”與“用”的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了學(xué)校學(xué)習(xí)向崗位工作的轉(zhuǎn)換，提高了學(xué)生就業(yè)能力。

3? 結(jié)語

《應(yīng)用型本科高校計算機程序設(shè)計類課程教育培養(yǎng)模式及課程體系改革研究》項目自立項以來，項目組成員合理分工、協(xié)同配合，多方位、多角度入手，努力嘗試和創(chuàng)新模式與方法，盡管期間也遇到部分教師因循守舊不積極配合教改，部分學(xué)生由于動手能力較弱或自身對程序設(shè)計課程興趣不高、參與度低等問題，但項目組始終堅定課程改革創(chuàng)新的初心和使命，努力克服和降低外部壓力，力爭完成項目既定目標(biāo)。

項目實踐證明，課程教育培養(yǎng)模式、課程體系和教學(xué)方法都不是一成不變的，更沒有條條框框的約束。只要教師“以生為本、以教為根”，遵循教育規(guī)律，站在學(xué)生的角度認(rèn)真鉆研思索，就一定能找到提高程序設(shè)計類課程教學(xué)效果的，為廣大學(xué)生樂于接受，能充分調(diào)動師生教與學(xué)積極性，發(fā)揮師生潛能的良好的課程教育培養(yǎng)模式和教學(xué)手段方法。

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