徐洪智　蔡國(guó)民

(吉首大學(xué)　軟件服務(wù)外包學(xué)院，湖南張家界　427000)

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軟件工程專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)研究與實(shí)踐

徐洪智蔡國(guó)民

(吉首大學(xué)軟件服務(wù)外包學(xué)院，湖南張家界427000)

摘要：程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專業(yè)系列課程的重要組成部分,建設(shè)該課程群有利于提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力,進(jìn)而提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。分析了學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程中的一些問(wèn)題，提出了程序設(shè)計(jì)課程群的主要知識(shí)和能力體系要求，通過(guò)精講課程主要內(nèi)容、大規(guī)模開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、改革考核與評(píng)價(jià)方式等方法進(jìn)行課程群教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：軟件工程；程序設(shè)計(jì)；課程群；建設(shè)；實(shí)踐

軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是面向我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)急需的工程應(yīng)用型人才。軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求學(xué)生具備較強(qiáng)的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與維護(hù)能力[1]。為培養(yǎng)學(xué)生軟件系統(tǒng)方面的相關(guān)能力，許多高校的軟件工程專業(yè)都設(shè)置了系列課程模塊，如程序設(shè)計(jì)課程模塊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程模塊、計(jì)算機(jī)體系和操作系統(tǒng)課程模塊、軟件工程課程模塊等，這些模塊往往是一些單獨(dú)課程的組合，有很多學(xué)生學(xué)了這門課程，又忘記了那門課程，到畢業(yè)時(shí)專業(yè)能力達(dá)不到社會(huì)所要求的層次。程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專業(yè)系列課程的重要組成部分,其承載的技能培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)培養(yǎng)的子目標(biāo)[2]，處于非常重要的地位。課程群建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的一部分[3]，有利于打通課程知識(shí)脈絡(luò)，避免課程內(nèi)容重復(fù)或前后脫節(jié)，使前后連貫，內(nèi)容融合，進(jìn)而獲得整體優(yōu)勢(shì)[4]。程序設(shè)計(jì)課程群主要培養(yǎng)計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力和系統(tǒng)分析開(kāi)發(fā)能力[5]。學(xué)生通過(guò)程序設(shè)計(jì)課程群的學(xué)習(xí)，可掌握1～2門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，更進(jìn)一步理解程序設(shè)計(jì)方法，熟練掌握常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，可獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中小型軟件系統(tǒng)。所以對(duì)程序設(shè)計(jì)課程群進(jìn)行研究并積極實(shí)踐對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1問(wèn)題分析

目前，大多數(shù)高校信息類相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了程序設(shè)計(jì)系列課程，一般為C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、java程序設(shè)計(jì)等。許多高校都將C程序設(shè)計(jì)作為第一門程序設(shè)計(jì)課程[6]，一般安排在第一學(xué)期或者第二學(xué)期，學(xué)完C語(yǔ)言之后，再學(xué)其他程序設(shè)計(jì)課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。由于C語(yǔ)言本身比較靈活且語(yǔ)法內(nèi)容比較多，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)并不太好掌握。一些教師在授課過(guò)程中，沒(méi)有站在軟件設(shè)計(jì)的高度思考教學(xué)內(nèi)容，往往過(guò)多地強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言成分的語(yǔ)法和語(yǔ)義，而忽視了計(jì)算思維能力[7]的培養(yǎng)，使學(xué)生從開(kāi)始就扎進(jìn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的細(xì)枝末節(jié)中去，忽略了軟件工程思想的滲透，到最后學(xué)生掌握了一些語(yǔ)法，卻不能寫出較為優(yōu)美的程序或沒(méi)有形成較好的程序設(shè)計(jì)思維和風(fēng)格。

算法是程序的靈魂，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法在課程群中具有基礎(chǔ)和核心地位[8]。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生普遍反映數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程抽象難學(xué)，在學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題比較多，很難寫出能正確運(yùn)行的程序，學(xué)習(xí)過(guò)程中成就感不強(qiáng)，學(xué)完之后還是不知道如何應(yīng)用，很難達(dá)到預(yù)期的效果。

由于在前期的學(xué)習(xí)中，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沒(méi)有打牢，對(duì)常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法沒(méi)有真正掌握，模塊化程序設(shè)計(jì)思維沒(méi)有有效建立，良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格沒(méi)有形成，導(dǎo)致后續(xù)的高級(jí)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)很難深入，最終導(dǎo)致軟件分析與設(shè)計(jì)能力得不到有效的提升。

2程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)

我校軟件工程專業(yè)采取校企合作辦學(xué)模式，由吉首大學(xué)和中軟國(guó)際共同建設(shè)，企業(yè)參與人才培養(yǎng)的全過(guò)程，在具體實(shí)施過(guò)程中，學(xué)校側(cè)重于理論教學(xué)部分，企業(yè)側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)部分[9]。程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專業(yè)課程體系的重要組成部分，企業(yè)參與討論與建設(shè)，確定該課程群以軟件設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為主線，以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析幾門課程為基礎(chǔ)組建課程群，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)在第一、二學(xué)期，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析分別開(kāi)設(shè)在第三、四、五學(xué)期，第六學(xué)期可開(kāi)設(shè)Java Web程序設(shè)計(jì)或Asp.Net Web程序設(shè)計(jì)，使課程群在能力構(gòu)建和開(kāi)設(shè)形式方面形成一個(gè)不間斷的體系。主要知識(shí)和能力體系構(gòu)建過(guò)程如表1所示。

表1　程序設(shè)計(jì)課程群知識(shí)和能力體系構(gòu)建

3程序設(shè)計(jì)課程群實(shí)施

3.1精講課程主要內(nèi)容，提高程序設(shè)計(jì)能力

課程組教師首先需要站在軟件分析與設(shè)計(jì)的角度研究各門課程在課程群中的地位和作用，把課程群中的系列課程作為一個(gè)有機(jī)的整體，研究各門課程的主要教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)課程重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑惑點(diǎn)進(jìn)行精講，做到理論與實(shí)踐課并重，有效提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)水平。

在課程群系列課程中，由于第一門課程是后續(xù)系列課程的基礎(chǔ)，所以學(xué)生必須掌握它。在C語(yǔ)言的教學(xué)中，要滲透軟件分析與設(shè)計(jì)的思想，把握程序的主要框架，不糾纏于一些細(xì)枝末節(jié)的語(yǔ)法。函數(shù)是C語(yǔ)言教學(xué)中的重點(diǎn)，需要重點(diǎn)突破，從模塊設(shè)計(jì)的角度來(lái)考慮函數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)于一個(gè)具體的函數(shù)，則要掌握函數(shù)的返回類型、參數(shù)類型以及參數(shù)個(gè)數(shù)。如用函數(shù)處理一個(gè)數(shù)組時(shí)，需要傳遞數(shù)組的首地址和數(shù)組的規(guī)模，首地址用指針表示，數(shù)組的規(guī)模則有兩種表示方法，一是數(shù)組的長(zhǎng)度，二是數(shù)組的起始下標(biāo)和結(jié)束下標(biāo)，這兩種方式可能會(huì)分別應(yīng)用到不同的地方，如果教師一直不提示第二種方法，則將來(lái)學(xué)生在寫數(shù)組做參數(shù)的遞歸程序時(shí)可能會(huì)遇到困難。從多年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，如果學(xué)生真正掌握了函數(shù)設(shè)計(jì)方法，再加上必要的算法知識(shí)，一般情況下，程序設(shè)計(jì)就會(huì)變得得心應(yīng)手而且十分有趣；對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，采取以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(內(nèi)存)為主線的方法，將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和相關(guān)算法方面，在算法實(shí)現(xiàn)時(shí)滲透模塊化的思想，需注意頭文件和實(shí)現(xiàn)文件的定義，因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容具有很強(qiáng)的連貫性且程序的初始化工作較多，如鏈表的具體應(yīng)用則先要建立鏈表、樹(shù)的遍歷和節(jié)點(diǎn)的查找等則先要建立樹(shù)、圖的遍歷和最短路徑及關(guān)鍵路徑等則先要建立圖，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有意識(shí)地把一些基礎(chǔ)工作放入頭文件，則會(huì)極大地提高實(shí)驗(yàn)的效率；在面向?qū)ο蠹夹g(shù)教學(xué)中，以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法為核心，以語(yǔ)言中的面向?qū)ο髾C(jī)制為主要內(nèi)容，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候引入《Thinking in C++》、《Effective C++》、《Thinking in Java》等優(yōu)秀書籍中的一些思想和經(jīng)驗(yàn)，要注重面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中大的程序框架的合理性以及具體處理算法的正確性；在講授算法設(shè)計(jì)與分析的時(shí)候，應(yīng)集中精力將主要算法講透，直到學(xué)生學(xué)懂為止，在實(shí)現(xiàn)算法時(shí)，應(yīng)充分運(yùn)用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的思想，將算法封裝在類中；在web程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，采用案例驅(qū)動(dòng)的方式，精講軟件項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的主要方法和主要問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生工程化設(shè)計(jì)思想。精講的目的是讓學(xué)生多練，精講之后要布置任務(wù)并為學(xué)生提供練習(xí)環(huán)境和相關(guān)指導(dǎo)，必須充分發(fā)揮教師主導(dǎo)和學(xué)生主體作用，教師要認(rèn)真檢查學(xué)生的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和練習(xí)情況，及時(shí)糾正問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用軟件工程的思想設(shè)計(jì)程序，培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計(jì)思維和程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，激發(fā)學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法，最終提高程序設(shè)計(jì)能力。

3.2大規(guī)模開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)能力

為培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)與分析能力，學(xué)院在晚上和周末開(kāi)放了實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室搭建了ACM在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)(ACM Online Judge System)，并接入了校園網(wǎng)，結(jié)合C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等課程部署了大量習(xí)題。學(xué)院利用課余時(shí)間，有計(jì)劃組織學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編程訓(xùn)練，并為每次訓(xùn)練配備了指導(dǎo)教師。平時(shí)，學(xué)生也可以在寢室登錄平臺(tái)進(jìn)行訓(xùn)練。教師在講授C程序設(shè)計(jì)等課程的時(shí)候，要求學(xué)生利用課余時(shí)間在ACM平臺(tái)上完成至少上百道題的訓(xùn)練，并將完成情況計(jì)入課程的平時(shí)成績(jī)。通過(guò)大規(guī)模開(kāi)展在線程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力有了明顯的提高。

3.3開(kāi)展課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)工程化設(shè)計(jì)思想

在課程群中除開(kāi)設(shè)理論課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之外，還針對(duì)整門課程開(kāi)設(shè)了綜合性課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)課程設(shè)計(jì)、java web課程設(shè)計(jì)，單個(gè)課程設(shè)計(jì)周期為1-4周。學(xué)院課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要由企業(yè)教師指導(dǎo)完成，該類項(xiàng)目采用分組形式，在組內(nèi)模擬軟件企業(yè)運(yùn)行模式設(shè)置相關(guān)崗位角色，學(xué)生在仿真企業(yè)環(huán)境中，利用仿真的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，進(jìn)行輪崗和角色體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程應(yīng)用能力、軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與測(cè)試能力、職業(yè)素質(zhì)等，從而使學(xué)生熟悉軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程和規(guī)范，養(yǎng)成良好的軟件開(kāi)發(fā)習(xí)慣。課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生演示并講解自己的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)情況，由學(xué)院教師和企業(yè)教師組成評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)分。

3.4改革考核與評(píng)價(jià)方式，理論與實(shí)踐、平時(shí)與期末相結(jié)合

理論與實(shí)踐相結(jié)合。程序設(shè)計(jì)課程群內(nèi)的課程都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其目的是運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，決定了課程的期末考核要綜合考慮理論和實(shí)踐兩部分內(nèi)容。理論部分主要考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解和對(duì)基本知識(shí)的掌握情況，實(shí)踐部分側(cè)重考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，這兩部分成績(jī)都在期末完成，占課程總成績(jī)的60 %左右。

平時(shí)與期末相結(jié)合。期末考核重在體現(xiàn)學(xué)習(xí)的結(jié)果，平時(shí)成績(jī)則側(cè)重于體現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程，在課程總成績(jī)中，平時(shí)成績(jī)占40 %左右，即一門課程約有40分來(lái)自平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。平時(shí)成績(jī)一般由出勤、作業(yè)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況、課程設(shè)計(jì)情況組成。在學(xué)期開(kāi)始第一堂課的時(shí)候?qū)⒄n程評(píng)分方式告知每一個(gè)學(xué)生，必須抓緊平時(shí)的學(xué)習(xí)，若平時(shí)分小于20分，則取消課程考試資格或直接將課程總成績(jī)記為不及格。

4結(jié)語(yǔ)

程序設(shè)計(jì)課程群對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力具有重要作用。本文分析了學(xué)生在課程群學(xué)習(xí)中遇到的一些問(wèn)題，從軟件分析與設(shè)計(jì)的角度對(duì)課程群進(jìn)行建設(shè)與改革，提出了以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析等幾門課程為基礎(chǔ)組建程序設(shè)計(jì)課程群，給出了課程群的主要知識(shí)與能力體系要求，通過(guò)精講課程主要內(nèi)容、大規(guī)模有組織地開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練、企業(yè)教師指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、改革考核與評(píng)價(jià)方式等方法進(jìn)行教學(xué)改革，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力得了到較大的提高。

參 考 文 獻(xiàn)

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The Study and Practice of Programming Course Group Constructing for Software Engineering Specialty

XU Hongzhi CAI Guomin

(Jishou University School of Software and Service Outsourcing, Hunan Zhangjiajie 427000)

AbstractThe programming courses group is an important part of the course series in Software Engineering Specialty. The group can do favor to improve the programming ability of students and promote their employment competition. The paper analyzes the problem in the programming course, proposes the requirements of the main knowledge and ability system in programming courses group. By detailed teaching, scaled program training, course design, test and evaluating, the method optimizes the teaching effect obviously.

Key wordssoftware Engineering; programming; course group; construction; practice

文章編號(hào)：1009-0312(2016)01-0119-04

中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：徐洪智(1974—)，男，湖南長(zhǎng)沙人，副教授，主要從事軟件工程專業(yè)教學(xué)與管理研究。

基金項(xiàng)目：湖南省普通高?！笆濉睂I(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目(湘教通[2012]266號(hào))；吉首大學(xué)教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目(2014SYJG005)。

收稿日期：2015-12-06