摘要：本文在介紹課程設(shè)計及其教材建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，簡要分析了計算機實驗教材的出版現(xiàn)狀，探討了課程設(shè)計教材建設(shè)的要點，并介紹了浙江大學計算機專業(yè)課程設(shè)計系列教材的建設(shè)情況。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計；計算機實驗教材；教材建設(shè)

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913(2007)14-0083-03

1引言

高等學校的實踐教學一般包括課程實驗、綜合性設(shè)計、課外科技活動、社會實踐、畢業(yè)設(shè)計等。課程實踐(含課程實驗和綜合性設(shè)計)是大學教育中最重要也是最基礎(chǔ)的實踐環(huán)節(jié)，直接影響后繼課程的學習以及后繼實踐的開展質(zhì)量。課程設(shè)計是屬于第一個層次的綜合性設(shè)計實踐教學。

根據(jù)國家教育部教學指導委員會[1]以及浙江省計算機教學指導委員會 [2]的調(diào)查，目前“計算機科學與技術(shù)”專業(yè)的開設(shè)數(shù)居全國專業(yè)點數(shù)之首，其中有很大部分為最近十年內(nèi)開設(shè)的。這一方面反映了高等教育對國家信息化建設(shè)浪潮的積極響應(yīng)，另一方面也反映了許多學校專業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗不足。一些專業(yè)師資隊伍薄弱，一些學生在校期間沒有得到足夠的、比較綜合或系統(tǒng)的訓練。根據(jù)浙江省計算機教學指導委員會的調(diào)查，浙江省高校計算機專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的學分差距較大，一般在16~30學分之間；一般學校安排的課程設(shè)計為5門左右，多的學校有7門，少的只有2門。因此，目前各高校對課程設(shè)計環(huán)節(jié)的理解與實施的力度存在差距，其效果也有很大的差別；一些學校課程設(shè)計的工作量與深度不夠。

課程設(shè)計是提高學生實踐能力與綜合素質(zhì)的重要與可行的手段。課程設(shè)計的內(nèi)容建設(shè)與實施對教師的業(yè)務(wù)水平有較高的要求；一些師資隊伍和學生基礎(chǔ)相對薄弱的高校，實施高質(zhì)量的課程設(shè)計確實存在較大的難度。因此，加強課程設(shè)計內(nèi)容的研究與相應(yīng)教材建設(shè)是十分必要的。教材是教學經(jīng)驗和成果的凝固。通過總結(jié)課程設(shè)計實施經(jīng)驗比較豐富的教師的成果，形成教材，必將有助于推動高質(zhì)量課程設(shè)計在各高校中的開展，為提高計算機專業(yè)人才培養(yǎng)整體質(zhì)量作出貢獻。

2計算機實驗教材出版狀況

鑒于學生實踐能力的培養(yǎng)引起了越來越廣泛的重視，國內(nèi)各大出版社紛紛開始重視實驗教材的建設(shè)。目前實驗教材基本上分以下兩類：(1)課程基本實驗教材，以課程基本實驗為主，包含一部分設(shè)計實驗，這是目前實驗教材的主體；(2)課程設(shè)計實驗教材，以綜合性、設(shè)計型實驗為主。

近年來，雖然出版的實驗教材數(shù)量有所上升，但整體比重還是比較低。例如，作者對國內(nèi)某大出版社公布的計算機類教材清單進行了統(tǒng)計分析：在570本左右的教材中，實驗教材共73本，占總數(shù)的12.8%；而這些實驗教材基本上以大學計算機基礎(chǔ)和程序設(shè)計類課程(包括數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計)的實驗教材為主，其中大學計算機基礎(chǔ)課程實驗教材占實驗教材總數(shù)的34%，程序設(shè)計類課程實驗教材占實驗教材總數(shù)的44%，其他所有課程的實驗教材只占22%。從各類別教材中實驗教材的比例上看，在大學計算機基礎(chǔ)課程教材中實驗教材占30%，在程序設(shè)計類教材中實驗教材占31%，而其他類課程實驗教材的比例僅占4.2%?？梢姡壳耙殉霭娴膶嶒灲滩闹饕性诖髮W計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計這類計算機基礎(chǔ)課程上，專業(yè)課程實驗教材非常少，而綜合性設(shè)計(課程設(shè)計)的實驗教材更是非常缺乏。

從我們已經(jīng)了解到的已出版的一些課程設(shè)計系列教材的情況看：

(1) 不同出版社計算機專業(yè)課程設(shè)計系列教材的側(cè)重點和風格不同，各有特色。但整體上來說，這些系列教材基本上都比較注重市場應(yīng)用性廣的技術(shù)，專業(yè)覆蓋面和系統(tǒng)性都還不夠。已出版的課程設(shè)計教材主要也集中在程序設(shè)計、實用技術(shù)等方面。

(2) 不少教材的實驗案例偏重課程知識與相關(guān)技術(shù)的鞏固、掌握以及應(yīng)用，而對系統(tǒng)分析與設(shè)計能力以及工程化方法方面的訓練份量還不夠。

因此，建設(shè)專業(yè)覆蓋面廣、體現(xiàn)綜合性設(shè)計和工程化方法的課程設(shè)計實驗教材是非常有必要的。

3計算機課程設(shè)計教材建設(shè)要點

課程設(shè)計是計算機及相關(guān)專業(yè)的主要實踐性教學環(huán)節(jié)之一。好的課程設(shè)計應(yīng)該圍繞著一門或幾門主要專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，以培養(yǎng)學生系統(tǒng)設(shè)計與分析能力為目標，通過團隊式合作、研究式分析、工程化設(shè)計完成較大型的系統(tǒng)或軟件的設(shè)計題目。課程設(shè)計不應(yīng)僅僅圍繞著鞏固、提高和融合所學的專業(yè)課程知識，更重要的是應(yīng)該注重培養(yǎng)學生多方面的能力，如綜合設(shè)計能力、動手能力、文獻檢索能力、團隊合作、工程化能力、研究性學習能力、創(chuàng)新能力等。

因此，課程設(shè)計教材的建設(shè)應(yīng)該緊緊圍繞著以上目標進行，突出以下特點：

(1) 系統(tǒng)性。課程設(shè)計適用于計算機專業(yè)絕大多數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程；學生系統(tǒng)分析與設(shè)計能力、工程實踐能力的培養(yǎng)是長期、系統(tǒng)的過程。為了加強學生實踐能力，課程設(shè)計教材最好能形成系統(tǒng)性，涉及專業(yè)主要課程，以給學生不同角度、不同層次、持續(xù)的實踐訓練。

(2) 典型性。課程設(shè)計中的案例應(yīng)該圍繞相關(guān)課程的主要知識與技術(shù)，具有典型的代表意義，這樣有利于學生更深入地鞏固與掌握相關(guān)課程的主要知識。

(3) 工程性。目前，計算機軟硬系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)基本上都需要應(yīng)用工程化方法、進行團隊式合作。因此，課程設(shè)計作為實踐能力訓練的重要階段，也應(yīng)該體現(xiàn)和突出工程化方法和團隊合作意識。

(4) 探索性。課程設(shè)計不同于一般課程實驗的主要表現(xiàn)點之一是：希望學生能圍繞課程設(shè)計目標，通過查找與分析有關(guān)參考資料，進行探究式的學習，激發(fā)創(chuàng)造的意識和能力。所以，在案例分析與練習方面，不應(yīng)該只是“手把手”地教，更應(yīng)該留有進一步發(fā)揮與想象的余地。

(5) 可仿性。課程設(shè)計一般通過案例分析引導學生進行進一步的課題設(shè)計，因此這些案例本身應(yīng)該具有可再現(xiàn)性，即學生通過教材的案例分析可以自己設(shè)計實現(xiàn)相應(yīng)案例；另外，學生也可以在案例基礎(chǔ)上進一步擴展和創(chuàng)新。

(6) 層次性。近幾年來，越來越多、不同層次的學校在計算機專業(yè)中開始實施課程設(shè)計。由于不同學校學生層次的差異比較大，建議在課程設(shè)計的題目上有一定的訓練梯度，盡量能使不同水平的學生都能從中受益，既有詳盡的指導，也有適當?shù)奶崾尽?/p>

4浙江大學計算機專業(yè)課程設(shè)計實驗教材

浙江大學計算機學院在專業(yè)課程中實施課程設(shè)計已有10多年的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗和資料。目前，學院80%以上的專業(yè)骨干課程要求學生必須完成相應(yīng)的綜合實驗，其中大多數(shù)是以團隊合作方式完成。

為全面總結(jié)專業(yè)課程設(shè)計的建設(shè)經(jīng)驗，推廣建設(shè)成果，該學院特別組織相關(guān)課程的骨干任課教師編寫了一部以課程設(shè)計內(nèi)容為主的“高等院校計算機專業(yè)課程綜合實驗系列規(guī)劃教材”，并將于2007年下半年由浙江大學出版社陸續(xù)出版。

該系列教材的作者們不僅具有豐富的教學經(jīng)驗而且還具有豐富的科研經(jīng)驗，是浙江大學計算機科學與技術(shù)學院和軟件學院的教學核心力量。這只隊伍目前已經(jīng)獲得了兩門國家精品課程(C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)及實驗、操作系統(tǒng))以及四門省部級精品課程，出版了幾十部教材。系列教材涵蓋了絕大部分專業(yè)必修課程和部分選修課程，是一部比較完整的專業(yè)課程設(shè)計系列教材，也是國內(nèi)首部由研究型大學計算機學科獨立組織編寫的專業(yè)課程設(shè)計系列教材。

系列教材由《C程序設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》、《軟件工程課程設(shè)計》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》、《數(shù)值分析課程設(shè)計》、《編譯原理課程設(shè)計》、《邏輯與計算機設(shè)計基礎(chǔ)實驗教程與課程設(shè)計》、《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》、《數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計》、《Java程序設(shè)計課程設(shè)計》、《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程設(shè)計》、《計算機組成課程設(shè)計》、《計算機體系結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》、《計算機圖形學課程設(shè)計》等13門課程的綜合實驗教材所組成。

下面舉例介紹其中幾本教材的主要內(nèi)容及特點。

《C程序設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》：在分析C語言高級編程技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對“通訊錄”、“計算器”、“俄羅斯方塊”等3個完整案例的解析，指導讀者按照軟件工程的生命周期開發(fā)過程，從問題分析、設(shè)計、編碼到測試，循序漸進地完成大型程序的開發(fā)。教材還提供了9個大型程序訓練的題目及簡要分析，供讀者練習。本教材還針對教學需要，提供了可參考的實施過程說明、開發(fā)文檔模版、考核方法和評價標準，特別強調(diào)學生團隊合作精神的培養(yǎng)。

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》：針對堆棧、樹、圖、排序、哈希查找、算法設(shè)計等方面的內(nèi)容提供了8個課程設(shè)計案例，分別從基本知識回顧、設(shè)計題目、設(shè)計分析、設(shè)計實現(xiàn)、測試方法、評分要點等幾個方面進行分析。教材還提供了8個課程設(shè)計習題，并對實現(xiàn)要點進行了簡要的分析。

《計算機組成課程設(shè)計》：要求實驗者用硬件描述語言(VHDL)設(shè)計單元電路、功能部件和指令條數(shù)有限而功能較齊全的單時與多時鐘CPU。在計算機功能單元仿真模擬正確后，實驗者能把設(shè)計的結(jié)果寫入到Spartan-3 Starter Kit Board開發(fā)板的FPGA可編程芯片上，并能直接實驗自己的設(shè)計(芯片)是否達到預(yù)期目標。實驗設(shè)計由淺入深，內(nèi)容豐富。

《數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計》：以圖書管理系統(tǒng)的開發(fā)為例，從需求分析開始，到數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用開發(fā)等過程。其中應(yīng)用開發(fā)的環(huán)境和工具包括MySQL數(shù)據(jù)庫和ODBC接口技術(shù)，以及SQL Server和JDBC等。本書側(cè)重于介紹“怎么做”和做的過程，而非原理性和全面性的闡述。

《軟件工程課程設(shè)計》：主要圍繞軟件工程的基本知識點，通過詳細分析一套典型的實際案例——銀行系統(tǒng)的開發(fā)，指導學生應(yīng)用軟件工程生命周期的理論以及使用相應(yīng)工具完成實際項目的開發(fā)。同時提供了一系列練習項目，供者進一步練習。

《編譯原理課程設(shè)計》：主要圍繞設(shè)計、實現(xiàn)一個簡單的程序設(shè)計語言SPL(Simple Pascal Language)及其編譯器；涵蓋了編譯原理的詞法分析、語法分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化和目標代碼生成等各階段的內(nèi)容。通過對該語言編譯器的分析，使學生們對編譯原理有一個形象、直觀和透徹的認識和感受，以便更深入了解和掌握編譯原理的內(nèi)容和實現(xiàn)方法，進而提高分析問題與解決問題的能力。

總之，該系列教材在編寫時力求體現(xiàn)系統(tǒng)性、典型性、工程性、探索性、可仿性、層次性等特點。教材構(gòu)思新穎、案例豐富，許多案例取材于作者多年教學、科研以及企業(yè)工程經(jīng)驗的積累。大部分教材還配備了隨書光盤，將一些案例放入其中，以方便讀者練習。

參考文獻

[1] 教育部高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)[J]. 高等教育出版社，2006，(9).

[2] 浙江省計算機教學指導委員會. 浙江省高等學校計算機類專業(yè)發(fā)展研究報告[J]. 浙江高等教育，2006，9，(3).

作者聯(lián)系方法：

黃娟琴：hjq0410@163.com

何欽銘：hqm@cs.zju.edu.cn