摘? 要： 大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設(shè)計(jì)課程是專業(yè)發(fā)展的基石。文章對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程培養(yǎng)的核心能力體系、語(yǔ)言-課程-平臺(tái)一體化、線上線下混合教學(xué)模式、教學(xué)考核和能力訓(xùn)練平臺(tái)構(gòu)建進(jìn)行了研究，希望對(duì)推進(jìn)程序設(shè)計(jì)課程混合教學(xué)模式改革有所幫助。

關(guān)鍵詞： 核心能力; 程序設(shè)計(jì); 混合教學(xué)模式; 線上線下

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1006-8228（2021）05-84-04

Constructing the online and offline blended teaching mode for programming course

in the context of big data and AI

Yang Weiming

（College of Computer and Information Science， Chongqing Normal University， Chongqing 400030， China）

Abstract： The course of programming is the cornerstone of professional development in the context of big data and AI. This paper analyzes the problems of the teaching mode for programming course， and studies the core competence system， the integration of language， course and platform， the blended teaching mode of online and offline， and the construction of the platform for teaching assessment and ability training， hoping to help to promote the reform of the blended teaching mode for the course of programming.

Key words： core competence; programming; blended teaching mode; online and offline

0 引言

程序設(shè)計(jì)類課程是大數(shù)據(jù)智能化產(chǎn)業(yè)建設(shè)的基石，是承擔(dān)培養(yǎng)工程開發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)開發(fā)技術(shù)、人工智能技術(shù)等創(chuàng)新應(yīng)用型人才的支柱之一。大數(shù)據(jù)智能化背景下計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程主要包括C/c++方向、Java方向和Python方向。目前高校開設(shè)的程序類課程，C/C++方向包括面向過(guò)程的C/c++程序設(shè)計(jì)（基于函數(shù)），面向?qū)ο蟮腃/C++程序設(shè)計(jì)（基于對(duì)象）和智能應(yīng)用開發(fā)。Java方向包括Java SE程序設(shè)計(jì)、Java Web開發(fā)和Java EE開發(fā)。Python方向包括Python程序設(shè)計(jì)和Python Web開發(fā)課程。程序設(shè)計(jì)課程覆蓋了大數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)方向課，是專業(yè)能力培養(yǎng)的支柱。與時(shí)俱進(jìn)的程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)模式研究，是當(dāng)前高等教學(xué)研究的熱點(diǎn)。

1 程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式存在的問(wèn)題

程序設(shè)計(jì)課程計(jì)算機(jī)類專業(yè)都在開設(shè)，但課程教學(xué)模式缺乏針對(duì)性。程序設(shè)計(jì)課程培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)大數(shù)據(jù)智能背景結(jié)合不夠，線上線下教學(xué)整合的深度和廣度不夠。程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)沒(méi)有同大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)體系結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有同當(dāng)前智能化時(shí)代需求和技術(shù)場(chǎng)景結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有同大數(shù)據(jù)智能化人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有同專業(yè)課程結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有建立起適合大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的線上線下混合教學(xué)模式體系。

目前線下的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，教學(xué)效果還存在一些問(wèn)題。①課堂預(yù)習(xí)缺乏目的性。②教學(xué)活動(dòng)互動(dòng)參與性不強(qiáng)。③習(xí)題資源不夠，測(cè)試操作不方便。④作業(yè)提交不及時(shí)。⑤作業(yè)評(píng)閱不方便。⑥學(xué)情統(tǒng)計(jì)、課堂統(tǒng)計(jì)和成績(jī)統(tǒng)計(jì)缺乏數(shù)據(jù)支持，無(wú)法自動(dòng)進(jìn)行。⑦學(xué)生自學(xué)拓展缺乏平臺(tái)資源。因此，大數(shù)據(jù)智能背景下程序設(shè)計(jì)課程線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建是當(dāng)前程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革急需解決的重要問(wèn)題。

2 程序設(shè)計(jì)類課程線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建

大數(shù)據(jù)智能背景下，程序設(shè)計(jì)課程混合教學(xué)模式構(gòu)建采用基于工程教育認(rèn)證、新工科建設(shè)和課程群建設(shè)的思路進(jìn)行研究與實(shí)踐，堅(jiān)持以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，以持續(xù)改進(jìn)為目標(biāo)[1-2]。堅(jiān)持以成果為導(dǎo)向，依據(jù)市場(chǎng)和專業(yè)發(fā)展需求，確定程序設(shè)計(jì)課程培養(yǎng)目標(biāo)和課程培養(yǎng)的核心能力體系，構(gòu)建課程知識(shí)體系和教學(xué)資源體系。堅(jiān)持以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)以全體學(xué)生為中心制定課程群培養(yǎng)目標(biāo)及配置教學(xué)資源，開展線上線下融合教學(xué)。持續(xù)改進(jìn)，改革課程考評(píng)體系，建立多元測(cè)評(píng)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)混合教學(xué)模式教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-3]。

大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設(shè)計(jì)類課程混合教學(xué)模式構(gòu)建主要考慮以下問(wèn)題。

2.1 構(gòu)建程序設(shè)計(jì)課程培養(yǎng)核心能力的體系

程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式構(gòu)建，需應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用型人才特征進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)合工程教育認(rèn)證和新工科建設(shè)發(fā)展需求，確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)[4]。專業(yè)人才培養(yǎng)以“面向工程、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、能力培養(yǎng)、全面發(fā)展”為目標(biāo)，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)確定畢業(yè)要求[5-6]。根據(jù)畢業(yè)要求對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程培養(yǎng)的學(xué)生核心能力進(jìn)行分類分層次打造。課程核心能力體系分為通識(shí)能力和專業(yè)能力。通識(shí)能力分為口頭表達(dá)能力、溝通交流能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力。專業(yè)能力分為識(shí)記理解能力、閱讀修改程序能力、程序編寫調(diào)試能力、程序邏輯思維能力、系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)開發(fā)能力、項(xiàng)目管理能力和自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。根據(jù)核心能力體系重構(gòu)程序設(shè)計(jì)課程體系，明確課程具體培養(yǎng)目標(biāo)和要求。

大數(shù)據(jù)智能化背景下創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程主要包括C方向、Java方向和Python方向。對(duì)語(yǔ)言方向的每一門課程知識(shí)體系進(jìn)行研究與實(shí)踐，明確與核心能力匹配的課程知識(shí)體系，與課程內(nèi)容匹配的學(xué)生能力目標(biāo)體系。

2.2 構(gòu)建語(yǔ)言-課程-平臺(tái)一體的程序設(shè)計(jì)課程體系，解決程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)系統(tǒng)性問(wèn)題

根據(jù)大數(shù)據(jù)智能化背景下的應(yīng)用型人才核心能力的培養(yǎng)要求，構(gòu)建面向應(yīng)用、面向工程、面向能力理念的語(yǔ)言-平臺(tái)一體化課程體系[6-7]。大數(shù)據(jù)智能化背景下創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言選擇主流的C語(yǔ)言、Java語(yǔ)言和Python語(yǔ)言。根據(jù)核心能力培養(yǎng)體系開設(shè)課程，一個(gè)語(yǔ)言方向統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)，解決學(xué)生培養(yǎng)知識(shí)脫節(jié)，開發(fā)平臺(tái)混亂的問(wèn)題。開發(fā)平臺(tái)的選擇要符合市場(chǎng)主流，選擇具有模塊化開發(fā)、代碼分層、功能分層的框架集成式開發(fā)環(huán)境，以便提高學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。C方向課程體系分為面向過(guò)程的C/C++程序設(shè)計(jì)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和智能應(yīng)用開發(fā)，統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)可選擇DEVC++，Microsoft Visual Studio和Qt。DEVC++是C/C++輕量級(jí)開發(fā)環(huán)境，側(cè)重于算法， Visual Studio是Window 集成式開發(fā)環(huán)境，側(cè)重于項(xiàng)目開發(fā)，Qt是跨平臺(tái)GUI開發(fā)環(huán)境。Java方向包括Java程序設(shè)計(jì)，Java Web開發(fā)和Java EE企業(yè)級(jí)開發(fā)課程，統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)可選擇 My Eclipse和IDEA。Python方向包括Python程序設(shè)計(jì)，Python Web和爬蟲課程，統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)可選擇PyCharm。同時(shí)要解決語(yǔ)言方向課程知識(shí)的銜接問(wèn)題，確定課程標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)目標(biāo)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言-方向-課程一體圖如圖1所示。

2.3 開發(fā)在線課程資源，解決線上線下融合教學(xué)問(wèn)題

以全體學(xué)生為中心，應(yīng)是集中統(tǒng)一教學(xué)和分層分散教學(xué)的統(tǒng)一。線下課堂集中教學(xué)，適合課程理論知識(shí)的講解學(xué)習(xí)，線上教學(xué)適合課程實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)和拓展。程序設(shè)計(jì)課程線上線下融合教學(xué)過(guò)程分為資源開發(fā)、課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和課程總結(jié)五個(gè)過(guò)程。整個(gè)教學(xué)過(guò)程，以學(xué)生為中心，采用“參與式、啟發(fā)式、研討式”教學(xué)方法，利用平臺(tái)提供的簽到、章節(jié)學(xué)習(xí)、討論、選人、分組、搶答、作業(yè)、測(cè)試、互評(píng)、群聊、通知等教學(xué)手段，實(shí)施線上線下、課內(nèi)課外融合的教學(xué)模式，充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用，引導(dǎo)學(xué)生參與互動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)通識(shí)能力、識(shí)記理解能力、閱讀修改能力、程序設(shè)計(jì)能力、修改調(diào)試能力、項(xiàng)目開發(fā)能力和工程實(shí)踐能力[1，6，7]。程序設(shè)計(jì)課程線上線下混合教學(xué)模式如圖2所示。

2.4 構(gòu)建程序設(shè)計(jì)階梯能力訓(xùn)練平臺(tái)，解決能力培養(yǎng)平臺(tái)單一問(wèn)題

構(gòu)建程序開發(fā)能力訓(xùn)練平臺(tái)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到思維、體制和管理問(wèn)題。依據(jù)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)層次，構(gòu)建與能力培養(yǎng)匹配的階梯能力訓(xùn)練模型，解決能力培養(yǎng)平臺(tái)單一問(wèn)題是程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的重要保障。根據(jù)學(xué)生程序能力培養(yǎng)層次建立課程章節(jié)訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目訓(xùn)練、方向課程綜合訓(xùn)練、程序算法競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練和開發(fā)競(jìng)賽訓(xùn)練的階梯式訓(xùn)練平臺(tái)。每個(gè)階梯訓(xùn)練平臺(tái)要有具體的目標(biāo)、訓(xùn)練內(nèi)容、場(chǎng)地保障和組織管理。課程章節(jié)訓(xùn)練主要在課堂，解決章節(jié)模塊知識(shí)的應(yīng)用問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練旨在通過(guò)項(xiàng)目形式進(jìn)行課程知識(shí)的綜合訓(xùn)練，解決課程知識(shí)的綜合應(yīng)用問(wèn)題。語(yǔ)言方向課程綜合訓(xùn)練通過(guò)理論和項(xiàng)目形式解決同一門語(yǔ)言前后課程銜接和知識(shí)綜合應(yīng)用問(wèn)題。程序算法競(jìng)賽利用一種語(yǔ)言工具進(jìn)行算法專題訓(xùn)練，比如查找排序、貪心和動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法等。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練通過(guò)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目與程序設(shè)計(jì)課程結(jié)合，提高項(xiàng)目分析設(shè)計(jì)和開發(fā)能力問(wèn)題。學(xué)科競(jìng)賽通過(guò)對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目培養(yǎng)，按照競(jìng)賽文件要求，完善系統(tǒng)功能和文檔，提高項(xiàng)目開發(fā)能力。通過(guò)程序設(shè)計(jì)階梯能力訓(xùn)練以培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)核心能力，提高學(xué)生就業(yè)質(zhì)量。例如C語(yǔ)言方向程序設(shè)計(jì)課程能力階梯訓(xùn)練模型如圖3所示。

2.5 考核方式改革，解決學(xué)生能力考核科學(xué)系統(tǒng)性問(wèn)題

大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應(yīng)用型人才程序設(shè)計(jì)課程考核，理論知識(shí)和實(shí)踐能力考核要注重全面性、科學(xué)性，突出課程培養(yǎng)的核心能力考核。課程考核應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)化考核、過(guò)程化考核和能力考核的多元測(cè)評(píng)系統(tǒng)[1，7]。標(biāo)準(zhǔn)化考核利用在線平臺(tái)，建立標(biāo)準(zhǔn)的試題庫(kù)和試卷進(jìn)行課程章節(jié)、期中和期末考核。過(guò)程化考核充分利用平臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程活動(dòng)進(jìn)行記錄、跟蹤和統(tǒng)計(jì)分析。能力考核從學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和科技創(chuàng)新方面來(lái)進(jìn)行，注重學(xué)生程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力，創(chuàng)新思維能力及團(tuán)隊(duì)合作能力的考核。同時(shí)改革考核線下操作模式，利用平臺(tái)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，利用在線平臺(tái)進(jìn)行半自動(dòng)或全自動(dòng)的考核方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和教師工作效率。改革老師單一的評(píng)閱方式，建立學(xué)生互評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)閱的方式，合理地分配成績(jī)權(quán)值，建立重能力考核的觀點(diǎn)及理念。能力考核多從單元知識(shí)應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和科技創(chuàng)新方面來(lái)進(jìn)行，注重學(xué)生程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力，創(chuàng)新思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的考核。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設(shè)計(jì)課程線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建問(wèn)題進(jìn)行了研究。大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設(shè)計(jì)課程線上線下混合教學(xué)模式，應(yīng)結(jié)合專業(yè)背景優(yōu)勢(shì)和課程本身教學(xué)需求，從教學(xué)思維、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)保障和組織管理方面建立起適合專業(yè)發(fā)展需求的程序設(shè)計(jì)課程完整教學(xué)體系，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和老師教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

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