黃顯寧，陽 光，印 東，劉毅文

(懷化學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 懷化 418008)

0 引言

數(shù)十年前，錢學(xué)森問：“為什么我們學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出的人才”，過去我國沒能發(fā)展起來的一個(gè)重要原因就是沒有一所大學(xué)能夠按照培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才模式去辦學(xué)，沒有自己獨(dú)特的創(chuàng)新的東西[1]。國內(nèi)培養(yǎng)人才與經(jīng)過國外系統(tǒng)教育培養(yǎng)出來的人才在創(chuàng)新能力上存在差距，為此國家召集了大批的專家學(xué)者展開研討，就如何提高高校人才創(chuàng)新素養(yǎng)展開討論，同時(shí)制定了一系列政策措施，例如開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，鼓勵(lì)在校學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，高校挑戰(zhàn)杯活動(dòng)，開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程，以及各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽活動(dòng)等，其目的在于提高在校學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)上的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新教育的本質(zhì)在于對(duì)學(xué)習(xí)者的教育，而不是對(duì)創(chuàng)新項(xiàng)目的培養(yǎng)，開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是為了在傳授創(chuàng)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)實(shí)踐的研究，希望能夠?qū)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入高校日常教學(xué)活動(dòng)中去，采用理論加實(shí)訓(xùn)“雙螺旋”式的教學(xué)模式，為社會(huì)輸送一批高素質(zhì)人才。普通高校不同于頂尖院校，著重培養(yǎng)的是學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力，將在課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，實(shí)驗(yàn)室、課外基地建設(shè)與教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的重要一環(huán)，通過課外基地讓學(xué)生組隊(duì)參與實(shí)驗(yàn)，提供比賽、學(xué)習(xí)、互助的平臺(tái)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力并參與企業(yè)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)工作。

1 計(jì)算機(jī)專業(yè)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)邏輯性較強(qiáng)，知識(shí)一環(huán)扣一環(huán)，同時(shí)注重實(shí)踐能力，邏輯性不強(qiáng)同時(shí)又不擅動(dòng)手的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中一直感覺很吃力，主要原因在于：

(1)填鴨式教學(xué)。高等教育基本上是在有限時(shí)間內(nèi)完成基本的教學(xué)任務(wù)，教師課上為完成基本的教學(xué)任務(wù)，需要將一些難懂的知識(shí)點(diǎn)壓縮，基本上是“滿堂灌”的現(xiàn)狀。學(xué)生需要提前預(yù)習(xí)或課后深入了解，但大部分學(xué)生未能達(dá)到這種自覺程度。因此，一堂課下來，許多學(xué)生仍是聽了個(gè)大概，沒有掌握知識(shí)點(diǎn)[2]。

(2)偏重語法教學(xué)。課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，重理論，輕應(yīng)用，重傳授知識(shí)，輕能力培養(yǎng)，忽視學(xué)生的編程動(dòng)手能力考查。人才的培養(yǎng)模式依舊停留在專才教育上，表現(xiàn)在重視理論學(xué)習(xí)，輕視學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，尤其是學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力、動(dòng)手能力。計(jì)算機(jī)專業(yè)很多學(xué)科都具有邏輯性，需要上機(jī)編程實(shí)踐才能加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，例如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)與分析、形式語言與自動(dòng)機(jī)、匯編語言等邏輯性強(qiáng)的學(xué)科，往往都是課上通過課件的簡(jiǎn)單講解，對(duì)學(xué)生采用滿堂灌的教學(xué)方式，沒有給學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)時(shí)間與思考時(shí)間，且上機(jī)時(shí)間少，學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐的機(jī)會(huì)很少，課后能夠自己花時(shí)間去學(xué)習(xí)的更是少數(shù)，因此導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生不能很好地掌握這些重點(diǎn)學(xué)科。

(3)課外練習(xí)考查不合理。目前，很多學(xué)校的計(jì)算機(jī)學(xué)院都擁有無紙化考試與教學(xué)系統(tǒng)，教師通過線上布置作業(yè)，設(shè)置時(shí)間讓學(xué)生完成，但是并不能具體考查到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，沒有起到實(shí)時(shí)督促作用。同時(shí)，由于應(yīng)試教育，學(xué)生過于關(guān)注分?jǐn)?shù)，忽略了實(shí)訓(xùn)過程，使得學(xué)生得不到相應(yīng)的訓(xùn)練，與教育初衷背道而馳。

(4)缺少個(gè)性化培養(yǎng)模式。教學(xué)計(jì)劃的制定、教材的選用、課程的設(shè)置、教學(xué)大綱基本一體化，學(xué)生所接受的教育大都相同，這就使得高校很難培育出具有個(gè)性特色的專業(yè)人才。雖然現(xiàn)在很多高校已經(jīng)開始采用選課制，提高選修課程比例，給了學(xué)生更多的空間去自主選擇，但由于選修課門類有限，而且學(xué)校對(duì)每個(gè)學(xué)期必修課程的學(xué)分上限與下限的限制，使這種選課制度只能流于形式，并且大多數(shù)學(xué)生并不能很好認(rèn)清自己的特長(zhǎng)，往往隨大流選課。

2 基于敏捷迭代式教學(xué)實(shí)踐

敏捷開發(fā)目前在信息系統(tǒng)研發(fā)中運(yùn)用十分廣泛，主要是以用戶需求進(jìn)化為核心，采用迭代、循序漸進(jìn)的方法進(jìn)行軟件開發(fā)[3]。在敏捷迭代開發(fā)中，軟件項(xiàng)目被劃分為多個(gè)子項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)不同的子項(xiàng)目開發(fā)，并且每個(gè)子項(xiàng)目經(jīng)過測(cè)試后，可以集成到大項(xiàng)目或單獨(dú)運(yùn)行?？偠灾?，就是把一個(gè)大項(xiàng)目劃分成許多相互聯(lián)系的可獨(dú)立運(yùn)行的小項(xiàng)目，在此過程中軟件一直處于可運(yùn)行狀態(tài)。本文吸收敏捷迭代式開發(fā)的核心思想，在不同課程階段對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考查，并運(yùn)用到懷化學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院的教育教學(xué)中。敏捷課程開發(fā)流程如圖1所示。

圖1 敏捷課程開發(fā)流程

2.1 基于黑盒測(cè)試的學(xué)生課程考查

黑盒測(cè)試又簡(jiǎn)稱功能測(cè)試，著眼于程序外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，主要對(duì)軟件界面與功能進(jìn)行測(cè)試[4]。通過運(yùn)用該測(cè)試方式，在人機(jī)界面設(shè)計(jì)的專業(yè)考查課中，首先讓學(xué)生自主組隊(duì)，3人一組并且自主命題選取需要完成的系統(tǒng)或APP，給1個(gè)星期的組隊(duì)與選題時(shí)間，在下個(gè)星期的上課期間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。之后學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，開始合作完成系統(tǒng)開發(fā)并且撰寫相關(guān)開發(fā)文檔、錄制演示視頻，在課程結(jié)束的后兩節(jié)課中，每組的組長(zhǎng)上臺(tái)講解所完成的系統(tǒng)并進(jìn)行演示，由教師與其他各組成員對(duì)系統(tǒng)的界面、功能、實(shí)用性、表達(dá)能力進(jìn)行評(píng)分，最后由高到低進(jìn)行排名。通過考查發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀作品，學(xué)生通過了解其他組的作品，進(jìn)一步完善自己的作品。

2.2 基于肌肉訓(xùn)練的學(xué)生階段性學(xué)習(xí)成果考查

在田徑運(yùn)動(dòng)中，田徑運(yùn)動(dòng)員每天重復(fù)相同的訓(xùn)練，一是為了把自己的極限再次提高，二是形成肌肉記憶。人的大腦同樣擁有記憶效應(yīng)，同一種動(dòng)作重復(fù)多次之后，肌肉就會(huì)形成條件反射，肌肉獲得記憶的速度十分緩慢，但是只要獲得，其遺忘的速度也十分緩慢。在操作系統(tǒng)Linux實(shí)訓(xùn)課程中，首次使用基于肌肉訓(xùn)練的考查方式，對(duì)Linux的基本操作采用項(xiàng)目過點(diǎn)的方式進(jìn)行考查，每次考查根據(jù)題目量限時(shí)完成；在課堂上教師對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)量考查，這樣對(duì)每個(gè)學(xué)生的掌握情況都會(huì)有一個(gè)大概了解；在課后，教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的完成程度布置相應(yīng)訓(xùn)練任務(wù)，使學(xué)生不僅掌握必要技能，得到足夠練習(xí)，還訓(xùn)練了學(xué)生的肌肉記憶。往復(fù)的課程訓(xùn)練，知識(shí)點(diǎn)的掌握更加鞏固，記憶更加深刻，延長(zhǎng)了遺忘周期，達(dá)到了訓(xùn)練目的。

2.3 基于項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及學(xué)科競(jìng)賽綜合培養(yǎng)模式

通過項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)或?qū)W科競(jìng)賽提高計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，主要體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)模式的改變?？v觀高校學(xué)生的教育模式，無外乎就是在課堂上組織學(xué)生參與教師的教學(xué)任務(wù)或者參與教學(xué)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，聽從教師的安排，所接受的知識(shí)都是通過教師的言傳身教所習(xí)得，這種方式的學(xué)習(xí)使得記憶不會(huì)很深刻，同時(shí)更容易遺忘，需要通過反復(fù)訓(xùn)練才能牢牢掌握，學(xué)生處于一種被動(dòng)接受狀態(tài)。而在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)或?qū)W科競(jìng)賽中卻不同，學(xué)生是活動(dòng)的主體，這一過程中學(xué)生往往會(huì)碰到許多平時(shí)從未遇到過的問題，或者從未聽說過的知識(shí)與技巧，要想順利完成項(xiàng)目考核或者在學(xué)科競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)，就要主動(dòng)查閱資料，利用身邊一切資源解決問題。在此過程中學(xué)生的水平自然而然得到提高，同時(shí)促使學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行遷移，具備一定基礎(chǔ)知識(shí)與技能的學(xué)生，可以將平時(shí)的積累運(yùn)用到學(xué)科競(jìng)賽中，解決實(shí)際問題，這種能力的培養(yǎng)將進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.4 基于TDD的階段性學(xué)習(xí)效果評(píng)估

TDD(Test Driven Development,測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā))，是敏捷開發(fā)的一項(xiàng)核心實(shí)踐與技術(shù)，也是一種設(shè)計(jì)方法論[5]。上述黑盒測(cè)試與肌肉訓(xùn)練不單單是通過師生評(píng)判、計(jì)時(shí)計(jì)量的評(píng)分，前期還需要提供呈正態(tài)分布的試題庫。對(duì)試題庫的選取使用TDD原理，先選取單元測(cè)試題目，測(cè)試題目需要確定適用于什么科目。通過三者結(jié)合，學(xué)生的考查成績(jī)基本上呈正態(tài)分布，例如操作系統(tǒng)Linux實(shí)訓(xùn)課程中學(xué)生成績(jī)(見圖2)。實(shí)踐證明，這種考查方式區(qū)分度高，能夠促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

圖2 操作系統(tǒng)Linux實(shí)訓(xùn)課程學(xué)生成績(jī)正態(tài)分布圖

3 結(jié)語

以計(jì)算機(jī)學(xué)院的敏捷迭代式教學(xué)體制對(duì)計(jì)算機(jī)課程的創(chuàng)新考查為例，結(jié)合筆者近年教育教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)課程的授課與考查方案若使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生大部分處于跟不上的狀態(tài)，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量欠佳。通過實(shí)施敏捷迭代式教學(xué)，結(jié)合黑盒測(cè)試、肌肉訓(xùn)練，將教學(xué)與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課考查中使用TDD進(jìn)行評(píng)估，教學(xué)效果得到顯著提高。實(shí)踐表明，學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)課程中重難點(diǎn)知識(shí)的掌握程度與記憶時(shí)間有了顯著提高，實(shí)踐動(dòng)手能力得到增強(qiáng)。