林 菲，馬 虹，龔曉君

（杭州電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

1 “程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”教學(xué)中存在的問(wèn)題

“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的實(shí)踐必修課，通常與“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”前后銜接，配套授課，目標(biāo)是在學(xué)生具備一定的語(yǔ)言基礎(chǔ)和編程能力后，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的綜合性項(xiàng)目，使學(xué)生能夠深刻理解計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，這門(mén)實(shí)踐課程的教學(xué)普遍存在一些問(wèn)題。

1.1 課程目標(biāo)未有效達(dá)成

“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”重在培養(yǎng)學(xué)生的復(fù)雜工程問(wèn)題的求解能力，包括分析和解決問(wèn)題的能力、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)能力、使用現(xiàn)代工具的能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力等。為達(dá)成這些課程目標(biāo)，各學(xué)校做了很多有益的嘗試，取得了一定的成效，同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題。例如，很多學(xué)校在該實(shí)踐課程的教學(xué)中引入了以賽促學(xué)[1-2]的機(jī)制，但在實(shí)施過(guò)程中，往往容易模糊理論課課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)之間的差異，過(guò)度注重 ACM題目的訓(xùn)練而忽視復(fù)雜系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練，導(dǎo)致雖然通過(guò)課程教學(xué)，學(xué)生具備了一定的計(jì)算思維和問(wèn)題求解能力，但課程目標(biāo)的達(dá)成度卻不高，表現(xiàn)在：

（1）用ACM 題目替代綜合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，很難使學(xué)生建立系統(tǒng)化、模塊化的設(shè)計(jì)思想。

（2）ACM 題目調(diào)用的外部資源有限，課程結(jié)束后，碰到需要控制硬件、獲取資源信息等問(wèn)題，學(xué)生仍不知道該如何處理。

（3）使用現(xiàn)代工具進(jìn)行程序調(diào)試能力得不到有效訓(xùn)練，因?yàn)榻鉀Q ACM 題目的程序通常代碼量較小，語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤往往通過(guò)肉眼就可以檢查，因此忽略了系統(tǒng)調(diào)試能力的訓(xùn)練。

（4）對(duì)于ACM 題目的求解，網(wǎng)上有許多討論解決方案的論壇甚至源碼，學(xué)生遇到困難時(shí)，可以很容易找到解決途徑，陷入定式思維，在一定程度上制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1.2 教學(xué)方式單一，資源少，學(xué)生學(xué)習(xí)困難

目前，大多數(shù)學(xué)?！俺绦蛟O(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”的教學(xué)方式是教師講解課程的任務(wù)要求和開(kāi)發(fā)流程，然后學(xué)生自行完成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，遇到問(wèn)題尋求教師幫助和指導(dǎo)，最后教師進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)收并評(píng)分。由于這是學(xué)生的第一門(mén)綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐類課程，雖然教師做了簡(jiǎn)要講解，但是絕大部分學(xué)生并未真正掌握開(kāi)發(fā)方法和開(kāi)發(fā)流程；同時(shí)，和理論課程相比，實(shí)踐類課程的教學(xué)資源相對(duì)缺乏。因此，學(xué)生接到任務(wù)后，往往不知道如何下手進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，造成了部分學(xué)生只能上網(wǎng)去找相似的代碼，或者抄襲同學(xué)代碼來(lái)應(yīng)付[3]。另外，課程設(shè)計(jì)案例多數(shù)以管理信息系統(tǒng)為主，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3 師資和學(xué)時(shí)不足，難以提供良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)

雖然現(xiàn)階段普遍提倡小班化教學(xué)，但是由于師資與學(xué)生人數(shù)之間仍有較大缺口，因此真正的小班化教學(xué)還很難實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，在課改的大背景下，幾乎所有課程的學(xué)時(shí)都被壓縮，因此教師在學(xué)生多、課時(shí)緊的情況下，很難詳細(xì)講解項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，且學(xué)生碰到實(shí)驗(yàn)困難和錯(cuò)誤時(shí)，無(wú)法得到及時(shí)指導(dǎo)和解答[4]。

1.4 學(xué)生未完成學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化，沒(méi)有合理的學(xué)習(xí)規(guī)劃

這門(mén)課程面向大一學(xué)生在第1 學(xué)期開(kāi)設(shè)，學(xué)生還沒(méi)有完成高中到大學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài)的調(diào)整和學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換，自覺(jué)性和主動(dòng)性尚需進(jìn)一步提高，出現(xiàn)問(wèn)題后，還不習(xí)慣于自己思考、尋求解決問(wèn)題的方法[5]。并且大部分學(xué)生沒(méi)有做好大學(xué)期間的學(xué)習(xí)規(guī)劃，熱衷于參加各類形形色色、豐富多彩的社團(tuán)活動(dòng)，大部分課余時(shí)間都被社團(tuán)活動(dòng)占用，沒(méi)有很好地利用課余時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)，因此部分學(xué)生很難在驗(yàn)收前保質(zhì)保量完成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)[6]。

1.5 學(xué)生層次不一，難以進(jìn)行分層教學(xué)和個(gè)性化培養(yǎng)

每個(gè)教學(xué)班的學(xué)生均來(lái)自全國(guó)各地，有的地區(qū)的學(xué)生，從小學(xué)開(kāi)始就學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程甚至是程序設(shè)計(jì)類課程，而有的學(xué)生進(jìn)入大學(xué)才開(kāi)始接觸計(jì)算機(jī)。地區(qū)生源質(zhì)量的差異，使得不同學(xué)生有不同層次的學(xué)習(xí)需求。而現(xiàn)階段的教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)資源、教學(xué)模式和教學(xué)方法都按統(tǒng)一的要求和步調(diào)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生，“好的學(xué)生吃不飽、差的學(xué)生吃不好”的現(xiàn)象仍然非常普遍。

1.6 實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)缺乏科學(xué)性和全面性

目前，實(shí)驗(yàn)成績(jī)通常采用“平時(shí)成績(jī)+系統(tǒng)驗(yàn)收+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”方式來(lái)進(jìn)行評(píng)定。在總評(píng)成績(jī)中平時(shí)成績(jī)占比較小，基本由出勤率、上機(jī)表現(xiàn)構(gòu)成，而上機(jī)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)缺乏量化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，往往比較主觀，使得對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核形同虛設(shè)；在系統(tǒng)驗(yàn)收和報(bào)告評(píng)閱時(shí)，由于時(shí)間限制，教師只能根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況、報(bào)告格式及主要內(nèi)容評(píng)分，很難對(duì)整個(gè)項(xiàng)目全面評(píng)價(jià)，如代碼編寫(xiě)規(guī)范、代碼復(fù)用、代碼質(zhì)量等，而驗(yàn)收時(shí)的運(yùn)行情況和好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告未必能完全與好的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)畫(huà)上等號(hào)[7]。

2 六元融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路和方法

針對(duì)“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”教學(xué)中存在的問(wèn)題，我校計(jì)算機(jī)學(xué)院基于工程認(rèn)證的理念，以“學(xué)生的能力產(chǎn)出”為導(dǎo)向，采用“項(xiàng)目引領(lǐng)—翻轉(zhuǎn)教學(xué)—個(gè)性培養(yǎng)—任務(wù)驅(qū)動(dòng)—結(jié)對(duì)編程—過(guò)程考核”六元融合的方法來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”教學(xué)。

2.1 圍繞課程目標(biāo)重新規(guī)劃和設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容

基于OBE 理念，根據(jù)該課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐反向明確課程目標(biāo)，并根據(jù)課程目標(biāo)確定實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)方法、學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)考核評(píng)價(jià)方式和依據(jù)，然后按照工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)修訂該實(shí)踐課程教學(xué)大綱。

2.2 基于復(fù)雜系統(tǒng)思維的雙項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)

課程教學(xué)遵照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，借鑒語(yǔ)文教學(xué)中的“范文分析+作文”的方式來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，以“教學(xué)項(xiàng)目+實(shí)踐項(xiàng)目”雙項(xiàng)目貫穿實(shí)踐教學(xué)全過(guò)程，在“學(xué)習(xí)知識(shí)—運(yùn)用知識(shí)”的鴻溝上搭上跳板和階梯，使學(xué)生能夠輕松跨越，完成“博學(xué)—審問(wèn)—慎思—明辨—篤行”（學(xué)以致用、用中創(chuàng)新）的蛻變。

2.2.1 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

教師采用“自頂向下、逐步求精”的方法講解教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生采用“自底向上、逐步完善”的方式完成教學(xué)項(xiàng)目中的演練，建立實(shí)際問(wèn)題到計(jì)算機(jī)程序開(kāi)發(fā)的完整概念，如圖1 所示。

第一階段：學(xué)生熟悉解決實(shí)際問(wèn)題的流程。在這一階段，教師根據(jù)教學(xué)需要選取典型項(xiàng)目作為教學(xué)案例，分步驟來(lái)完成教學(xué)。選取的教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)具有如下特點(diǎn)：

（1）教學(xué)案例應(yīng)來(lái)源于生產(chǎn)或生活實(shí)際，如“趣味俄羅斯方塊”“貪吃蛇”“飛機(jī)大戰(zhàn)”“學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”等，對(duì)學(xué)生而言不陌生、有代入感，能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；

圖1 教學(xué)項(xiàng)目講解和演練過(guò)程

（2）教學(xué)案例的綜合性較強(qiáng)，基本涵蓋了“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”主要的知識(shí)點(diǎn)，如循環(huán)、分支、數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、鏈表和文件等；

（3）教學(xué)案例難度適中，必須通過(guò)深入分析才能解決，可拓展性好，同時(shí)通過(guò)適當(dāng)引入一些新知識(shí)和技能，如外部資源的調(diào)用、程序的調(diào)試和測(cè)試等，使得不同層次的學(xué)生都能有所學(xué)、有所思、有所得。

具體教學(xué)按4 個(gè)步驟進(jìn)行。

步驟 1：教師描述要解決的實(shí)際問(wèn)題，介紹項(xiàng)目的背景、具體內(nèi)容和要求，組織學(xué)生自主思考、討論問(wèn)題的解決方案。

步驟 2：教師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行深入分析、解讀，將項(xiàng)目任務(wù)逐級(jí)分解，最終劃分成若干功能相對(duì)獨(dú)立、實(shí)現(xiàn)難度小的子模塊，分析每一子模塊的業(yè)務(wù)流程，引導(dǎo)學(xué)生與步驟1 的解決方案做比較。

步驟3：分析每一個(gè)子模塊對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、算法，幫助學(xué)生構(gòu)建解決問(wèn)題的知識(shí)圖譜。

步驟 4：教學(xué)項(xiàng)目的編碼實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和運(yùn)行的完整過(guò)程，包括外部資源的調(diào)用、全局變量的規(guī)劃、各功能模塊對(duì)應(yīng)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)等，最后將所有功能模塊進(jìn)行組合、運(yùn)行、調(diào)試、測(cè)試、優(yōu)化和改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解。

第二階段：學(xué)生完成思維模型搭建。經(jīng)過(guò)第一階段的教學(xué)后，學(xué)生對(duì)教學(xué)項(xiàng)目已經(jīng)有了整體概念，但是學(xué)生要完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在“眼、耳→腦、手”之間還有一段距離。因此，第二階段將為學(xué)生提供所有子模塊程序段，學(xué)生回憶教師解決問(wèn)題的思路和流程，按照問(wèn)題求解的要求，對(duì)子模塊程序段進(jìn)行排序、組合，拼接成可以運(yùn)行的完整程序，完成思維模型的搭建。

第三階段：完成顆粒度編程。為了使學(xué)生能夠完全掌握解決問(wèn)題的關(guān)鍵算法，在第三階段，給學(xué)生提供部分程序，要求學(xué)生按照任務(wù)要求和程序的上下文環(huán)境，在適當(dāng)?shù)牡胤酵瓿尚☆w粒度編程，使整個(gè)程序變得完整，可以運(yùn)行。對(duì)于編程過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)試的方法解決。

第四階段：獨(dú)立完成教學(xué)項(xiàng)目。學(xué)生經(jīng)過(guò)前3 階段的訓(xùn)練，已經(jīng)掌握了開(kāi)發(fā)小型軟件解決問(wèn)題的完整流程，并且具備了一定的程序設(shè)計(jì)能力。因此，在第四階段，要求學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程，檢驗(yàn)學(xué)生是否已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

每一階段都有相應(yīng)的目標(biāo)和能力要求，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式指導(dǎo)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生可以多次重復(fù)上述一個(gè)到多個(gè)學(xué)習(xí)階段，直至完成每一階段的任務(wù)要求。教師關(guān)注學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，必要時(shí)給予及時(shí)的指導(dǎo)。由于在教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生設(shè)置了跨越一個(gè)個(gè)障礙的階梯，學(xué)生每登上一個(gè)階梯，就會(huì)獲得成就感，從而大大激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.2.2 實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)

通過(guò)深度挖掘日常工作生活案例和教師科研項(xiàng)目，設(shè)計(jì)若干實(shí)踐拓展項(xiàng)目。實(shí)踐拓展項(xiàng)目并非實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的簡(jiǎn)單翻版，在深度和廣度上都進(jìn)行了延伸和擴(kuò)展。實(shí)踐項(xiàng)目以任務(wù)書(shū)形式由課程組統(tǒng)一下發(fā)，在任務(wù)書(shū)里明確開(kāi)發(fā)要求、設(shè)計(jì)方法和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（細(xì)則）等，將創(chuàng)新性及難度等級(jí)要求作為評(píng)分項(xiàng)中的一個(gè)維度，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。選定實(shí)踐項(xiàng)目后，首先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行層層分解，劃分功能模塊，分析業(yè)務(wù)流程，再分別對(duì)各功能模塊進(jìn)行抽象，建立模型，確定解決問(wèn)題的算法、編碼實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行調(diào)試，最終完成實(shí)踐項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。

由于實(shí)踐項(xiàng)目與教學(xué)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程相似，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，已經(jīng)掌握了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程，對(duì)理論課所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了鞏固，具備了一定的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。因此，學(xué)生拿到項(xiàng)目要求后，就可以快速形成解決思路，不會(huì)再像以往那樣茫然不知所措，提升了解決問(wèn)題的信心和決心；同時(shí)項(xiàng)目難度又有所增加，學(xué)生通過(guò)查閱資料，對(duì)難點(diǎn)逐個(gè)擊破，并且在完成項(xiàng)目的過(guò)程中不斷對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和反思，從而完成從掌握知識(shí)到應(yīng)用知識(shí)、從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)、從低階認(rèn)知到高階認(rèn)知的逐步提升，如圖2 所示。

圖2 雙項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

2.2.3 構(gòu)建基于MOOC 的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源

為配合雙項(xiàng)目教學(xué)的順利實(shí)施，需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)建設(shè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。首先，構(gòu)建教學(xué)案例庫(kù)和實(shí)踐項(xiàng)目庫(kù)，并在教學(xué)過(guò)程中不斷豐富和完善；其次，根據(jù)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的安排，有針對(duì)性地選擇2 個(gè)游戲類項(xiàng)目（基于DOS 環(huán)境的游戲項(xiàng)目和基于圖形化的游戲項(xiàng)目）和2 個(gè)信息系統(tǒng)類項(xiàng)目（基于文件管理的信息系統(tǒng)和基于數(shù)據(jù)庫(kù)的信息系統(tǒng)）；然后，按照MOOC 教學(xué)的特點(diǎn)，將這些教學(xué)項(xiàng)目拆解為知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立的部分，如項(xiàng)目背景分析、功能模塊劃分、業(yè)務(wù)流程分析、游戲邏輯設(shè)計(jì)、功能模塊1—n 的實(shí)現(xiàn)等，錄制成教學(xué)短視頻，每個(gè)視頻控制在5～10 min；最后，選擇一個(gè)適合教學(xué)的MOOC 平臺(tái)上傳各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，如教學(xué)短視頻、教學(xué)項(xiàng)目配套的程序段、任務(wù)書(shū)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板等，打造移動(dòng)式的學(xué)習(xí)環(huán)境，為課內(nèi)學(xué)習(xí)向課外學(xué)習(xí)延伸、線下學(xué)習(xí)向線上學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移奠定基礎(chǔ)。

2.2.4 采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式開(kāi)展個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

開(kāi)課前，通過(guò)MOOC 教學(xué)平臺(tái)發(fā)布調(diào)查問(wèn)卷，充分了解學(xué)生的基礎(chǔ)、興趣和學(xué)習(xí)需求，作為制訂和實(shí)施教學(xué)方案的依據(jù)。以我校 2018 級(jí)計(jì)算機(jī)類學(xué)生為例，77.1%的學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前完全沒(méi)有編程基礎(chǔ)，14.3%的學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)不感興趣或興趣較小，97.1%的學(xué)生希望本課程提供教學(xué)視頻及相關(guān)線上教學(xué)材料。

針對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)、興趣和學(xué)習(xí)需求差異較大的情況，結(jié)合本課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，基于MOOC 平臺(tái)上建好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式開(kāi)展個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)[8]。教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上提前一周發(fā)布教學(xué)任務(wù)。學(xué)生根據(jù)自身基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)興趣，自主規(guī)劃學(xué)習(xí)時(shí)間和在線學(xué)習(xí)路徑?；A(chǔ)好的學(xué)生，可以選擇較難的案例學(xué)習(xí)；基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生，則可以從簡(jiǎn)單案例開(kāi)始，逐步提升難度，從而通過(guò)多個(gè)教學(xué)案例的學(xué)習(xí)不斷鞏固和提升，也可以選擇一個(gè)案例進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，直到掌握。

課堂上主要進(jìn)行線上學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)、討論以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。對(duì)于檢測(cè)中普遍存在的問(wèn)題集中講解，對(duì)于少數(shù)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題則進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。在討論時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入探討。在實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)階段，除了可以選擇教師提供的項(xiàng)目庫(kù)外，也允許學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)和興趣，自主選擇其他有一定創(chuàng)新性的項(xiàng)目。教師在整個(gè)過(guò)程中把控每個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)度、提供必要的個(gè)性化指導(dǎo)，不做過(guò)多干預(yù)。

通過(guò)這樣的方式，改變以往“齊步走”“一刀切”的同步教學(xué)模式，使每個(gè)學(xué)生都能體會(huì)進(jìn)步的感覺(jué)，從而不斷培養(yǎng)學(xué)生的自信心，使其熱愛(ài)程序開(kāi)發(fā)，體會(huì)編程之美。

2.2.5 采用結(jié)對(duì)編程的敏捷軟件開(kāi)發(fā)方法

“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”重點(diǎn)在于通過(guò)綜合實(shí)踐類項(xiàng)目鞏固程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力?？紤]到實(shí)踐項(xiàng)目的復(fù)雜性和學(xué)生能力的差異性，使用結(jié)對(duì)編程模式要求學(xué)生完成教學(xué)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。結(jié)對(duì)學(xué)習(xí)的本質(zhì)是一種協(xié)作學(xué)習(xí)方式，通過(guò)小組的形式組織學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)[9]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)校都進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐[10-12]。

在課程教學(xué)開(kāi)始時(shí)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行分組，每個(gè)小組2 人，共同完成課程學(xué)習(xí)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，每個(gè)小組需要制定共同的目標(biāo)、遵循相同的編程規(guī)范、保持與團(tuán)隊(duì)成員相同的進(jìn)度。遇到困難時(shí)，相互鼓勵(lì)、相互討論，共同尋求問(wèn)題的解決方案，互相配合發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷，增強(qiáng)軟件開(kāi)發(fā)的信心。實(shí)踐表明，在本課程中采用結(jié)對(duì)編程后，一方面學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難，信心大大增強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及溝通交流能力得到很好的訓(xùn)練，項(xiàng)目的完成率和完成質(zhì)量大大提升；另一方面，也減輕了教師實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的負(fù)擔(dān)，教師有更多的時(shí)間和精力，去進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。

2.2.6 多元化的考核評(píng)價(jià)方法

依據(jù)本課程所需達(dá)成的課程目標(biāo)，采用學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)與目標(biāo)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，注重評(píng)價(jià)的多元性，考核方案的主要內(nèi)容和權(quán)重見(jiàn)表1。

（1）在線學(xué)習(xí)，占 6%。在線教學(xué)平臺(tái)記錄了學(xué)生一個(gè)完整的課程學(xué)習(xí)過(guò)程，成績(jī)的評(píng)定要以課前在線學(xué)習(xí)情況、在線答題情況、參與討論的次數(shù)、討論區(qū)發(fā)帖的數(shù)量和質(zhì)量等環(huán)節(jié)作為學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)主動(dòng)性的評(píng)定依據(jù)。基于MOOC 平臺(tái)導(dǎo)出的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，依據(jù)計(jì)算模型自動(dòng)產(chǎn)生該項(xiàng)分值。設(shè)立該分?jǐn)?shù)的目的是督促學(xué)生課前完成在線學(xué)習(xí)，這是本課程能成功進(jìn)行翻轉(zhuǎn)或者混合式教學(xué)的前提。

表1 課程評(píng)價(jià)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)

（2）中期檢查，占18%。根據(jù)學(xué)生的選題及方案討論、是否完成流程設(shè)計(jì)（流程圖）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、函數(shù)接口設(shè)計(jì)、主函數(shù)編碼等綜合評(píng)定，目的是檢查學(xué)生完成進(jìn)度，幫助學(xué)生進(jìn)一步對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行梳理，確保實(shí)踐項(xiàng)目能夠按時(shí)保質(zhì)、保量完成。

（3）團(tuán)隊(duì)協(xié)作，占 6%。以項(xiàng)目組為單位，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)參與性、團(tuán)體合作性、實(shí)踐性，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、思維能力、團(tuán)體合作能力。每個(gè)小組需要在教師的引導(dǎo)下獨(dú)立完成一個(gè)游戲或者管理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。教師將按照每個(gè)小組中表現(xiàn)最差的學(xué)生給小組打分，再由組長(zhǎng)按照每人工作量的大小分配，避免學(xué)生懈怠，促進(jìn)學(xué)生互幫互助，共同進(jìn)步。

（4）代碼規(guī)范性，占 5%。良好的編碼習(xí)慣將有助于程序的開(kāi)發(fā)、后期的維護(hù)以及團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。在本課程中，對(duì)學(xué)生編寫(xiě)的代碼提出了詳細(xì)的規(guī)范性要求，通過(guò)對(duì)學(xué)生編寫(xiě)代碼規(guī)范性進(jìn)行評(píng)價(jià)，督促每一位學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范編碼的好習(xí)慣。

（5）基本功能，占20%。要求學(xué)生按照題目要求和模塊化設(shè)計(jì)的理念，對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的模塊分解，分解出來(lái)的模塊功能相對(duì)獨(dú)立、粒度合適，有助于降低整個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和調(diào)試難度，也有利于后期的升級(jí)維護(hù)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的總體功能和每個(gè)模塊的功能進(jìn)行檢查，評(píng)估項(xiàng)目的完成度、學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析能力、對(duì)模塊化設(shè)計(jì)理念的掌握和應(yīng)用所學(xué)程序設(shè)計(jì)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（6）創(chuàng)新性及難度，占10%。根據(jù)選擇的項(xiàng)目難度區(qū)分這一項(xiàng)的評(píng)分。鼓勵(lì)學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中深入思考、認(rèn)真鉆研，引導(dǎo)學(xué)生不斷挑戰(zhàn)自我，勇于創(chuàng)新。

（7）驗(yàn)收情況，占15%。項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)，安排表達(dá)力強(qiáng)的學(xué)生陳述項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程，各項(xiàng)目小組成員陳述自己在開(kāi)發(fā)過(guò)程中所完成的工作及收獲，教師將根據(jù)不同學(xué)生的陳述進(jìn)行提問(wèn)，并由學(xué)生回答。根據(jù)學(xué)生的回答及項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)情況給予相應(yīng)的成績(jī)這種方式，可進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，防止學(xué)生照搬照抄網(wǎng)絡(luò)資源或其他學(xué)生作品。

（8）文檔內(nèi)容，占15%。項(xiàng)目要求最后上交軟件和項(xiàng)目設(shè)計(jì)文檔。學(xué)生通過(guò)撰寫(xiě)設(shè)計(jì)文檔，對(duì)自己在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中所做的工作進(jìn)行整理、歸納，可以進(jìn)一步加深對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)。根據(jù)學(xué)生上交的設(shè)計(jì)文檔內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠更全面了解學(xué)生項(xiàng)目的完成情況和質(zhì)量，使評(píng)價(jià)更全面、合理。

（9）文檔規(guī)范性，占 5%。設(shè)置此評(píng)分環(huán)節(jié)主要為了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)規(guī)范書(shū)寫(xiě)文檔，包括文檔的格式等。

對(duì)于每一評(píng)分項(xiàng)，制定若干評(píng)分細(xì)則和量化標(biāo)準(zhǔn)，確保對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)全面、規(guī)范和科學(xué)。

3 改革實(shí)施和效果分析

六元融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案分別在我校計(jì)算機(jī)學(xué)院2017 級(jí)和2018 級(jí)計(jì)算機(jī)類的2 個(gè)教學(xué)班進(jìn)行了改革試點(diǎn)，并取得了良好的效果。

3.1 綜合成績(jī)對(duì)比分析

2016 級(jí)、2017 級(jí)和2018 級(jí)4 個(gè)教學(xué)班學(xué)生“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”綜合成績(jī)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

由表2 可見(jiàn)，課程優(yōu)秀率分別為15.28%、20%、24%，優(yōu)良率分別為61.1%、68.6%、76%，改革后較改革前有較大提升。

3.2 理論課程卷面成績(jī)分析

“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”和“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”是配套課程，串行上課，也就是上完“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”后，同一學(xué)期接著上“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”?！俺绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是通過(guò)閉卷考試方式進(jìn)行，放在學(xué)期結(jié)束停課后考試。因此，“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”的學(xué)習(xí)效果能幫助

學(xué)生鞏固“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程中所學(xué)知識(shí)。2016 級(jí)、2017 級(jí)和2018 級(jí)4 個(gè)教學(xué)班學(xué)生“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”期末考試卷面成績(jī)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表2 2016 級(jí)—2018 級(jí)4 個(gè)班級(jí)學(xué)生“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”綜合成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

表3 2016 級(jí)—2018 級(jí)4 個(gè)班級(jí)學(xué)生“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”期末考試卷面成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

由表3 可見(jiàn)，“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”期末考試卷面優(yōu)秀率分別為1.54%、13.16%、23.38%，逐年提升，且提升幅度較大；優(yōu)良率分別為18.46%、52.63%、51.95%。2017 級(jí)和2018 級(jí)的期末考試卷面成績(jī)優(yōu)良率遠(yuǎn)高于2016 級(jí)，另外不及格率也大幅下降。

3.3 調(diào)查問(wèn)卷分析

課程結(jié)束后發(fā)放了調(diào)查問(wèn)卷，對(duì)課程的教學(xué)模式、課程資源、評(píng)價(jià)方式和教學(xué)效果等進(jìn)行了匿名調(diào)查。

（1）教學(xué)模式。97.1%的學(xué)生對(duì)課程采用的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式表示認(rèn)可，認(rèn)為翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式符合實(shí)踐類課程的教學(xué)特點(diǎn)，可以邊看視頻、邊操作，有利于由淺入深、循序漸進(jìn)地掌握教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性；94.3%的學(xué)生認(rèn)為這種方式有利于自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)進(jìn)度，滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，有利于拓展教學(xué)時(shí)空，增加課程承載的知識(shí)量。

（2）課程資源。94.3%的學(xué)生認(rèn)為本課程的教學(xué)資源豐富，能滿足學(xué)習(xí)需求；100%的學(xué)生覺(jué)得本課程的教學(xué)視頻較為完整、講解清楚、有詳細(xì)的操作步驟演示，有助于掌握該課程的主要內(nèi)容；82.9%的學(xué)生對(duì)教學(xué)案例的種類、數(shù)量非常滿意。在“本課程的教學(xué)案例最應(yīng)該改進(jìn)的方面”的問(wèn)題上，34.3%的學(xué)生認(rèn)為案例應(yīng)進(jìn)一步面向問(wèn)題和需求及更加有趣和實(shí)用；31.4%的學(xué)生希望教師能設(shè)計(jì)更多難度和規(guī)模各異的案例，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求；17.1%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)案例應(yīng)更具有開(kāi)放性，利于知識(shí)點(diǎn)發(fā)散。此外，學(xué)生希望增加更多函數(shù)庫(kù)和API 的介紹和使用，以及提供配套的紙質(zhì)教材。這些問(wèn)卷結(jié)果對(duì)課程資源的后續(xù)改進(jìn)具有較好的參考價(jià)值。

（3）評(píng)價(jià)方式。97.1%的學(xué)生認(rèn)可課程的多元化評(píng)價(jià)方式。

（4）教學(xué)效果。94.3%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)課程學(xué)習(xí)，達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)；97.1%的學(xué)生覺(jué)得課程提高了自己對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的興趣；94.3%的學(xué)生認(rèn)為初步掌握了軟件開(kāi)發(fā)的基本流程和方法；100%的學(xué)生覺(jué)得該課程提高了自己程序設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；97.1%的學(xué)生認(rèn)為本課程有助于“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的知識(shí)融會(huì)貫通，能將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)中，有助于提高“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的成績(jī)；77.1%的學(xué)生認(rèn)為溝通交流能力大大提升；62.9%的學(xué)生認(rèn)為課程培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的能力；57.1%的學(xué)生認(rèn)為課程培養(yǎng)了規(guī)范文檔撰寫(xiě)能力；37.1%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)。

（5）課程總體評(píng)價(jià)。71.4%的學(xué)生對(duì)該課程的總體評(píng)價(jià)是非常好，28.6%的學(xué)生認(rèn)為良好。

以上多方面的數(shù)據(jù)表明，本課程的改革成效顯著，學(xué)生認(rèn)可度高。

4 結(jié)語(yǔ)

以程序設(shè)計(jì)的綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，在“程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐”課程中實(shí)施六元融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。2 輪實(shí)施效果證明，該方法能有效解決教學(xué)中普遍存在的學(xué)時(shí)不足、教學(xué)方式單一、實(shí)驗(yàn)在線教學(xué)資源少、學(xué)生層次差異和個(gè)性化輔導(dǎo)等問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，挖掘了學(xué)生的潛能，極大地提高了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，有效達(dá)成課程目標(biāo)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)夯實(shí)了基礎(chǔ)。