程序設(shè)計類課程是大學本科網(wǎng)絡(luò)空間安全和計算機等相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程或者核心課程，具備強烈的實踐性和應(yīng)用性[1]。此類課程要求學生通過實踐性教學，掌握編程語言知識和編程技術(shù)，掌握程序設(shè)計的思想和方法，擁有利用編程語言解決實際問題的能力。微軟公司首席法務(wù)官Brad Smith已經(jīng)把計算機科學提升到國家戰(zhàn)略的高度，并呼吁制定更具競爭力的教育策略[2]。國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》明確指出，“要面向云計算、大數(shù)據(jù)等新需求開展操作系統(tǒng)等關(guān)鍵基礎(chǔ)軟硬件研發(fā)，扭轉(zhuǎn)我國基礎(chǔ)信息產(chǎn)品在自主保障等方面的被動局面”[3]。為“踐行國家戰(zhàn)略，助力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”，“張江杯”“百度之星”“華為軟件精英挑戰(zhàn)賽”等相關(guān)程序設(shè)計大賽也蓬勃展開。因此，圍繞國家戰(zhàn)略和《教育部2018年工作要點》的精神和要求，積極探索程序設(shè)計類課程實踐教學的新思路，促進軟件開發(fā)人才的培養(yǎng)尤為必要。

程序設(shè)計類課程實踐教學是培養(yǎng)學生實踐能力、動手能力、綜合能力的主要手段，是全面提升學生綜合素質(zhì)的必要措施。然而，程序類課程傳統(tǒng)實踐教學實例與實際工程應(yīng)用聯(lián)系松散，實驗平臺功能單一、關(guān)聯(lián)不夠緊密，使得學生學習過程中只見點，不見面，沒有整體布局和視角，且不能很好地融會貫通各個子學習模塊。為此，如何以平臺為支撐，實踐為導向，結(jié)合學生實際，個性化設(shè)計實踐教學環(huán)節(jié)，開展交互式云端教學具要重要意義。

一、程序設(shè)計類課程實踐教學實際

由于程序設(shè)計的復(fù)雜性和平臺資源的有限性，使得程序設(shè)計類課程實踐教學在實際教學過程中常面臨以下困難[4-5]。

1.編程訓練偏少，理論和實際難以結(jié)合。程序設(shè)計類課程通常是計算機相關(guān)專業(yè)的專業(yè)必修課或選修課，包括理論教學和實驗教學兩個部分，其中，理論教學學時一般占總學時的大部分。例如，總學時為32學時，其中理論教學24學時，實驗8學時。相關(guān)程序設(shè)計類課程學時分配如表1所示。然而，程序設(shè)計課程實踐性極強，學生通常沒有充分的時間對所學知識點進行理解和消化。學生編程訓練偏少，理論和實際難以結(jié)合。

表1 程序設(shè)計類課程學時分配

2.實驗室資源有限，實驗內(nèi)容偏少。高校實驗室是教學科研活動和大學生人才培養(yǎng)的基地，是鍛煉學生實踐能力的重要場所。然而，實驗室程序設(shè)計類實驗內(nèi)容較為分散，關(guān)聯(lián)松散。實驗室功能單一，且實驗內(nèi)容偏少。上述問題不僅導致實驗室資源浪費，而且不利于學生實踐能力的培養(yǎng)。

3.編程上手困難，學生存在畏懼心理。程序設(shè)計語言是一種計算機編程語言，其實質(zhì)是一組記號和一組規(guī)則，需要學生利用邏輯思維去解決某個問題。然而，學生常缺乏動手編程的信心，感覺編程上手困難，不知如何入手、如何分析和解決實際問題。最終，使得學生對其存在畏懼心理。

4.書本文字單一，學生感覺枯燥。程序設(shè)計類課程書本文字單一，實驗過程不詳細。書本不能為學生提供色彩豐富、內(nèi)容翔實的實驗指導。在實驗過程中，單一的書本內(nèi)容導致學生學習效率低，感覺枯燥，不能很好地完成實驗內(nèi)容。

二、基于“在線平臺+實踐驅(qū)動”模式的實驗課程方案

筆者針對程序設(shè)計類課程實踐教學的實際情況，基于“在線平臺+實踐驅(qū)動”模式，對程序設(shè)計類課程實踐教學方式進行了設(shè)計，如圖1所示。首先，學生通過課堂理論的學習，熟練掌握程序設(shè)計語言的理論知識，為后面實踐編程打下良好基礎(chǔ)。其次，學生根據(jù)教學安排和個人的學習情況，個性化設(shè)置系統(tǒng)功能，包括系統(tǒng)操作界面設(shè)置和實驗內(nèi)容設(shè)置。然后，以實踐驅(qū)動為導向，學生自主學習和實驗開發(fā)，通過平臺完成學生學習的全過程跟蹤。最后，實時線上線下和同學、老師互動交流，完成輔導，引導創(chuàng)新。

三、程序設(shè)計類課程實踐教學新模式

基于“在線平臺+實踐驅(qū)動”的程序設(shè)計類課程實踐教學模式，從在線平臺和實踐驅(qū)動兩個方面入手，即以平臺為支撐，實踐為導向，強調(diào)學生的主觀能動性。結(jié)合學生實際，個性化設(shè)計實踐教學環(huán)節(jié)，開展交互式云端教學。

圖1 新模式下的實驗方案示意圖

1.結(jié)合在線實驗平臺，優(yōu)化實驗資源。在當今信息時代，在線程序設(shè)計類實驗平臺不同于傳統(tǒng)的純實驗室教學，前者擁有更大的內(nèi)容拓展空間，提供更好的互操作性和用戶體驗。如商業(yè)化的動手做實驗，輕松學IT的實驗樓，為用戶提供了一個集線上討論、學習、實驗于一體的在線學習平臺。同時，也有免費的輔助程序設(shè)計課程教學的在線代碼判題系統(tǒng)We?Judge，他擁有強大的在線教學管理，正規(guī)的程序類競賽和多樣化的判題技術(shù)，致力于打造更好的程序教學輔助系統(tǒng)。

圖2 新模式下的在線實驗界面

在線平臺不受時間、實驗內(nèi)容和場地的限制，并可對實驗環(huán)境進行隔離，讓學生并行操作實驗。更重要的是，我們可以根據(jù)學生學習的實際情況，靈活設(shè)置實驗內(nèi)容，充分契合學生的學習興趣和進度。例如，Java語言基本語法中關(guān)鍵字、標識符、注釋等相關(guān)知識的實驗，其在線實驗界面如圖2所示。通過平臺，學生可以一邊學習、一邊操作、一邊交流，完成多方位的實驗學習。在線平臺將有限的實驗室物理空間，擴展到無線的網(wǎng)絡(luò)空間，為學生提供了一種線上可交流互動，線下可請教指導的交互式云端教學。

2.以學生為主體，教師為主導，實踐為導向?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出“要以學生為主體，教師為主導，充分發(fā)揮學生的主動性”。在程序設(shè)計類課程中，我們著重強調(diào)“以學生為主體，教師為主導，實踐為導向”。教師的引導為外因，學生的學習為內(nèi)因，其中，工程實踐是聯(lián)系教師與學生關(guān)系的核心紐帶。教師通過線上平臺為學生提供充分的工程實踐引導，激發(fā)學生的學習興趣，使得學生從被動的實驗主體，轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主動探索者，充分調(diào)動學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生勇于探索和學習的精神。

基于實踐驅(qū)動的程序設(shè)計類課程實踐教學方式能夠在學習內(nèi)容方面為學生提供更多好的選擇[6]。一方面，學生可以結(jié)合自己的興趣愛好和學習進度，通過發(fā)現(xiàn)和提出自己感興趣和關(guān)心的現(xiàn)實問題，合理安排自主的個性化學習。興趣是一個人力求認識和趨向某種客體的積極態(tài)度的個性傾向[7]。我們常說，興趣是學生最好的老師，通過興趣助力學生的實踐學習，兩者相輔相成。另一方面，基于實踐驅(qū)動的教學，使得更多問題來源于具體實踐與現(xiàn)實應(yīng)用，讓學生在實踐與應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，為學生提供良好的實驗環(huán)境（包括線上環(huán)境和線下環(huán)境），培養(yǎng)學生思考、實踐、創(chuàng)新等綜合能力。

總之，“在線平臺+實踐驅(qū)動”的實踐教學模式，為程序設(shè)計類課程的實踐教學提供了新的思路。利用信息時代下交互式云端平臺，從實踐教學實際出發(fā)，結(jié)合個性化實踐教學內(nèi)容設(shè)計，充分調(diào)動學生主觀能動性，最終培養(yǎng)合格的軟件開發(fā)人才。