彭晏飛　李季　崔彩峰

［摘 要］文章針對傳統(tǒng)教學(xué)方式在培養(yǎng)學(xué)生編程能力和解決復(fù)雜工程問題方面存在的弊端，提出在程序設(shè)計類課程的理論與實驗教學(xué)過程中采用“案例驅(qū)動+自主學(xué)習(xí)+強(qiáng)化訓(xùn)練”的教學(xué)方式，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性，完成從傳統(tǒng)的以教師“教”為主向以學(xué)生“學(xué)”為主的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化程序設(shè)計能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維、軟件開發(fā)能力和解決生產(chǎn)生活中的復(fù)雜工程問題的能力。

［關(guān)鍵詞］復(fù)雜工程問題；案例驅(qū)動；自主學(xué)習(xí)；強(qiáng)化訓(xùn)練

［中圖分類號］ G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）10-0045-03

復(fù)雜工程問題在工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)的8項畢業(yè)要求中被提及，因此培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜工程問題的分析與解決能力是工程教育的核心內(nèi)容。計算機(jī)類專業(yè)課程體系的設(shè)計需要圍繞復(fù)雜工程問題進(jìn)行改進(jìn)和完善，以支持相關(guān)畢業(yè)要求的達(dá)成[1]。程序設(shè)計類課程作為計算機(jī)類專業(yè)的基礎(chǔ)與核心課程群體，占有相當(dāng)大的比重，在復(fù)雜工程問題編程能力培養(yǎng)方面起著舉足輕重的作用，因此其理論授課和實踐訓(xùn)練等培養(yǎng)模式也需要根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以不斷提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)效果，進(jìn)一步提高學(xué)生的編程能力和水平[2]。目前，在計算機(jī)類專業(yè)的本科教學(xué)過程中，多數(shù)教師和學(xué)生都認(rèn)為程序設(shè)計類課程所涉及的概念較多，語法規(guī)則較復(fù)雜，知識點也相對較多，不易記憶與掌握，而且出錯的概率也較高，部分學(xué)生反映上課時能夠聽懂，但當(dāng)自己動手編程時卻無從下手，出現(xiàn)課上聽得懂、課下編不出程序的現(xiàn)象，尤其面對復(fù)雜工程問題時，更是一籌莫展。針對這一問題，我們提出在程序設(shè)計類課程的理論與實驗教學(xué)過程中采用“案例驅(qū)動+自主學(xué)習(xí)+強(qiáng)化訓(xùn)練”的教學(xué)方式，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性，完成從傳統(tǒng)的以教師“教”為主向以學(xué)生“學(xué)”為主的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化程序設(shè)計能力的訓(xùn)練。教學(xué)以高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度“兩性一度”的標(biāo)準(zhǔn)來培養(yǎng)學(xué)生，提高學(xué)生的程序設(shè)計能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的編程思維、軟件開發(fā)能力和利用高級語言程序解決生產(chǎn)生活中的復(fù)雜工程問題的能力。下面以遼寧工程技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┯嬎銠C(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，介紹我們實施的程序設(shè)計類課程“教與學(xué)”模式改革。

一、程序設(shè)計類課程教學(xué)改革方案

我校從2015年開始實施教育教學(xué)質(zhì)量提高工程，強(qiáng)調(diào)復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)，鼓勵教師在理論和實踐課程中進(jìn)行“教與學(xué)”模式的改革。

（一）課程群團(tuán)隊建立

參照我校教育教學(xué)質(zhì)量提高工程實施方案中“每門課程多人研究和多人建設(shè)”的原則，計算機(jī)系組織成立了程序設(shè)計類課程群團(tuán)隊，團(tuán)隊中教師相互協(xié)作、共同參與課程建設(shè)[3]。我們對課程群中的每門課程，如C語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計、Java語言程序設(shè)計和Python語言程序設(shè)計等課程都進(jìn)行了“教與學(xué)”模式的改革。另外，針對每門課程，我們還成立了至少由3名教師組成的課程小組，負(fù)責(zé)該門課程的建設(shè)，由教學(xué)經(jīng)驗豐富并長期教授該門課程的老教師擔(dān)任組長，小組成員在組長的帶領(lǐng)下進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)大綱，并完成教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式的制訂和編排，按照解決復(fù)雜工程問題和提高編程能力的要求，著重進(jìn)行提高實驗內(nèi)容的質(zhì)量和數(shù)量的方案設(shè)計。

（二）“教與學(xué)”模式設(shè)計

每門課程“教與學(xué)”模式的總體設(shè)計包含以下幾個方面。

第一，案例驅(qū)動。根據(jù)優(yōu)化后的課程教學(xué)大綱，每門課程設(shè)計若干具體案例用于授課。案例設(shè)計以工程性、趣味性為原則，每個案例涵蓋一個或多個知識點。教師圍繞案例展開教學(xué)，以案例引出知識點，然后又結(jié)合案例講授知識點，并理解其在案例中的應(yīng)用。教學(xué)中知識點與案例互通互融、相互促進(jìn)，避免了傳統(tǒng)的以知識點為主進(jìn)行授課的枯燥，同時使學(xué)生能夠充分了解該知識點的具體應(yīng)用[4]，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

第二，自主學(xué)習(xí)。教師每次授課前都將授課電子教案和案例發(fā)給學(xué)生，學(xué)生結(jié)合教材、案例和電子教案進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。這種自主學(xué)習(xí)具有明確的目的性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自學(xué)能力，使學(xué)生聽課時能有的放矢、重點突出，教師授課過程更加輕松，教學(xué)效果事半功倍[5]。

第三，單元強(qiáng)化訓(xùn)練。每次課后布置若干訓(xùn)練題目讓學(xué)生在課后和上機(jī)實驗課中進(jìn)行編程訓(xùn)練，從最簡單的程序編起，循序漸進(jìn)，逐步提高學(xué)生的編程能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。教師在每個知識單元講解及訓(xùn)練結(jié)束后都進(jìn)行單元測驗，根據(jù)測驗結(jié)果有針對性地對每個成績不理想的學(xué)生進(jìn)行一對一輔導(dǎo)，直至其能夠獨(dú)立解決此類問題為止。

第四，綜合訓(xùn)練。按教學(xué)內(nèi)容分期安排3個綜合訓(xùn)練項目（典型案例），項目內(nèi)容按照學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計，遵循循序漸進(jìn)、由淺入深原則，并制訂詳細(xì)的訓(xùn)練內(nèi)容和評價標(biāo)準(zhǔn)。每項綜合訓(xùn)練項目結(jié)束后，教師都要求學(xué)生提交源程序和設(shè)計報告，并以演示、答辯的方式檢查各綜合訓(xùn)練項目的完成情況，給出相應(yīng)的成績，這樣能在完成考核的同時培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力。

第五，課后答疑。利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢采用線上線下相結(jié)合的答疑方式，每周安排兩次固定時間和地點的面對面線下答疑，同時建立QQ群，隨時進(jìn)行線上答疑。

二、程序設(shè)計類課程教學(xué)方法與實施

（一）理論教學(xué)方法與實施過程

課題組改變了傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，采用以學(xué)生為主體的“案例講解+自主學(xué)習(xí)”教學(xué)方法，具體到課程教學(xué)的設(shè)計中，是指課前對課程的全部內(nèi)容按照知識點進(jìn)行歸納，并由淺入深地設(shè)計出若干個案例，即將不同的知識點隱含到不同的案例當(dāng)中。為了增強(qiáng)學(xué)生的興趣，設(shè)計的案例要有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)性、知識性、趣味性及實用性，同時加入一些復(fù)雜工程問題和相應(yīng)的解決思路[6]。課前將案例所對應(yīng)的授課電子教案發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合教材自主學(xué)習(xí)，這樣方便學(xué)生明確自主學(xué)習(xí)的目的性，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。教師講課過程中應(yīng)注重互動交流、隨機(jī)提問，使學(xué)生能集中精力聽課。學(xué)生有問題可以隨時提出，教師應(yīng)當(dāng)場給予答復(fù)。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況將各知識點融合到具體案例中進(jìn)行演示講解，以加深學(xué)生印象，讓學(xué)生充分了解該知識點的具體應(yīng)用。此方法在實施中受到了學(xué)生的普遍歡迎。

（二）實驗教學(xué)方法與實施過程

課程實驗教學(xué)是對課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充，是提高學(xué)生編程能力的必要手段，所以我們著重加強(qiáng)實驗教學(xué)任務(wù)的設(shè)計，提高實驗內(nèi)容的質(zhì)量。實驗教學(xué)采用“單元強(qiáng)化訓(xùn)練與測試+綜合項目訓(xùn)練”的形式，在實驗過程中師生相互配合。教師在每個知識單元講解結(jié)束后布置若干單元訓(xùn)練題給學(xué)生進(jìn)行課后訓(xùn)練（含上機(jī)實驗），訓(xùn)練結(jié)束后進(jìn)行單元測驗，根據(jù)測驗結(jié)果有針對性地對答錯題的學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)，直至其能夠獨(dú)立解決此類問題為止。根據(jù)授課進(jìn)度和內(nèi)容，我們設(shè)計了三個綜合訓(xùn)練項目供學(xué)生分階段完成，以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。根據(jù)項目的難易程度及學(xué)生的能力，我們采用學(xué)生獨(dú)立完成或小組共同完成的方式進(jìn)行訓(xùn)練。綜合訓(xùn)練項目一授課內(nèi)容少、涉及的知識點少，較容易完成，所以要求學(xué)生獨(dú)立完成；綜合訓(xùn)練項目二和三設(shè)置在課程進(jìn)行的中期和后期，涵蓋的知識點多，綜合性更強(qiáng)，所以采用小組形式進(jìn)行，每組4～5人。訓(xùn)練過程中教師引導(dǎo)學(xué)生一邊學(xué)一邊做，真正實現(xiàn)“學(xué)中做”和“做中學(xué)”，以此來達(dá)到讓學(xué)生真正掌握知識和技能的目的。小組完成的項目需要小組成員在給定的時間內(nèi)分工完成各自的任務(wù)，但也強(qiáng)調(diào)每組學(xué)生相互協(xié)作、共同提高。學(xué)生完成綜合訓(xùn)練后提交設(shè)計報告書，同時要進(jìn)行項目的演示和答辯。大量的訓(xùn)練培養(yǎng)了學(xué)生程序設(shè)計的綜合能力、研究創(chuàng)新能力、語言表達(dá)能力以及團(tuán)隊合作能力[7]。

（三）課后答疑過程

答疑采用線上線下相結(jié)合的方式進(jìn)行。教師課后每周至少安排兩次面對面線下答疑，尤其是對單元測驗成績不理想的學(xué)生，要求其在規(guī)定時間規(guī)定地點進(jìn)行答疑。利用建立的QQ群，教師每天不定時地對學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑，甚至是做到隨時提問、隨時答疑。在白天，學(xué)生課程較多、問題較少，因此多數(shù)答疑都安排在晚上進(jìn)行。這種方式不但解答了學(xué)生的問題，而且讓其他學(xué)生也能看到別人的問題以及解決的方法。同時，學(xué)生之間也可以通過QQ群溝通交流、答疑解惑，相互幫助、相互學(xué)習(xí)，進(jìn)而增強(qiáng)彼此的感情和集體榮譽(yù)感。

（四）考核方式

課程考核改變以往由期末一次性考試確定成績，從而造成評價過于片面的情況，強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程與考核結(jié)果相互制約，采用過程性考核，與期末標(biāo)準(zhǔn)化考試相結(jié)合的方式，加大過程考核比例。

1.過程性考核（50%）。根據(jù)學(xué)生出勤與課堂表現(xiàn)，自主學(xué)習(xí)、單元強(qiáng)化訓(xùn)練情況、綜合項目訓(xùn)練情況給出過程性考核評價分?jǐn)?shù)。其中出勤與課堂表現(xiàn)占過程性考核的10%；自主學(xué)習(xí)考核采用課前提問與回答的形式，考核學(xué)生預(yù)習(xí)與自學(xué)情況，占過程性考核的20%；單元強(qiáng)化訓(xùn)練考核以每次測試成績?yōu)橐罁?jù)給出分?jǐn)?shù)，占過程性考核的30%；綜合項目訓(xùn)練的考核根據(jù)每次完成的報告、項目演示與答辯以及小組成員合作情況給出相應(yīng)成績，占過程性考核的40%。

2.期末標(biāo)準(zhǔn)化考試（50%）。根據(jù)學(xué)生期末標(biāo)準(zhǔn)化考試成績予以評定。

改革考核方式后，依據(jù)考核過程及結(jié)果可以及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中教師的教與學(xué)生的學(xué)存在的問題，為后續(xù)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方式與方法提供參考。

三、教學(xué)模式改革學(xué)習(xí)效果

程序設(shè)計類課程“教與學(xué)”模式改革的宗旨就是提高學(xué)生的程序設(shè)計能力、解決復(fù)雜工程問題的能力以及軟件開發(fā)能力，從平時授課觀察、單元測試和綜合訓(xùn)練提交的設(shè)計報告、源程序代碼以及演示和答辯的情況看，“案例驅(qū)動+自主學(xué)習(xí)+強(qiáng)化訓(xùn)練”的教學(xué)方式對提高學(xué)生的編程能力起到了非常好的效果。從期末標(biāo)準(zhǔn)化考核情況看，從2015級學(xué)生開始，程序設(shè)計類課程期末考核取消客觀題，全部改為編程類主觀題，考核難度較之前有明顯增加，但從考核結(jié)果看，自開展“教與學(xué)”模式改革以來，每一級學(xué)生的成績都較原來有所提高，優(yōu)良率升高，不及格率明顯降低。編程能力提高，學(xué)生自信心也隨之增強(qiáng)，近幾年來報名參加計算機(jī)類學(xué)科競賽的人數(shù)成倍增加，例如參加“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、全國計算機(jī)設(shè)計大賽等比賽的人數(shù)明顯增加，競賽獲獎人數(shù)也逐年增加，獲省級和國家級獎的學(xué)生數(shù)量從原來的每年幾人增加到幾十人，呈現(xiàn)出倍數(shù)增長態(tài)勢，形成了以學(xué)促賽、以賽代練的良性循環(huán)。

四、結(jié)語

程序設(shè)計類課程教學(xué)改革是計算機(jī)類專業(yè)課程建設(shè)中的重要組成部分，在解決計算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題上有著舉足輕重的作用?！鞍咐?qū)動+自主學(xué)習(xí)+強(qiáng)化訓(xùn)練”教學(xué)模式是該類課程在理論和實驗教學(xué)方式、方法上進(jìn)行的有效探索和實踐，充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)過程中教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性作用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)了學(xué)生的編程思維，促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深入鉆研習(xí)慣的養(yǎng)成，同時推動了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神的形成，提高了學(xué)生的程序設(shè)計和軟件開發(fā)能力，對培養(yǎng)合格的、符合當(dāng)今社會需求的計算機(jī)類專業(yè)技術(shù)人才有積極的現(xiàn)實意義。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］