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计算机专业程序设计能力培养探索

发布时间:2021-06-01 15:07源自:未知作者:admin阅读()

新工科建设对计算机专业人才的程序设计能力提出了更高的目标,要求计算机专业人才的培养需要更加要满足工程综合实践的需要。结合目前地方院校程序设计能力的现状,通过分析程序设计类课程的培养目标和培养过程中的问题,优化程序设计课程教学模式和内容,激发学生的主动学习能力,并以项目驱动的程序设计能力培养的教学过程,建立以能力培养为目标的综合评价体系,从而满足新工科建设背景下程序设计能力的培养要求。随着大数据、人工智能和区块链等高新技术的不断推进,2017年2月教育部发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》,标志着新工科建设已经上升为国家战略层面。教育部先后组织国内多位专家和多所名校对新工科的建设与实施开展了讨论,最后出台了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”等指导性意见。为了能使工科教育适应目前的教育实践新形势,国内各大高校都在探索具体的实施策略。计算机类专业在工科教育中占有重要地位,其专业人数占整个信息类专业人数的50%左右。因此,计算机类专业建设是新工科建设中的关键。在经济和技术全球化的背景下,计算机与各种工程技术不断的融合,对计算机类专业的能力需求大幅度增加,而采用传统教育模式的计算机类专业的毕业生缺乏分析和解决复杂工程问题的能力。程序设计作为计算机类专业的核心内容,对其进行培养模式改革已经迫在眉睫。
 
1新工科背景下计算机程序设计能力培养现状
 
1.1程序设计课程的目的
 
程序设计与编写能力是计算机类相关专业的核心就能,它决定整个计算机类毕业生的市场竞争能力。以培养学生分析问题和解决问题为目标的程序设计能力就是要使学生掌握如何运用计算机软件并结合硬件处理实际问题的能力。目前,地方院校的计算机程序设计类的课程主要包括程序设计基础(C语言)、面向对象程序设计(JAVA程序设计语言,VC++程序设计)、Web程序设计(Asp.net程序设计,PHP程序设计)等,这类程序设计课程的主要内容包含基本语法特征、算法的结构、程序的设计思想等。新工科背景下的计算机类程序设计具有4个层次的培养目标,如图1所示。其中,第1层次和第2层次属于新工科能力培养的基础教育阶段,其目的是加强对程序设计基本技能的掌握。第3层次属于专业教育阶段。第4层次属于创新能力的培养,处于新工科能力培养的第3个阶段。
 
1.2地方院校计算机类程序设计教学中的主要问题
 
根据新工科建设的指导思想和要求,地方院校计算机类程序设计教学中主要存在一下几个问题:(1)培养目标与新工科建设要求具有一定的差异。新工科要求计算机类学生具备复合型的能力。当前地方高校计算机类专业的课程设置时存在课程设置独立,课程之间的知识点衔接不畅,缺乏知识体系的系统性的设计。以《程序设计计程》这门课程为例,该课程主要在大学一年级的第2个学期开设的一门编程基础性课程,其目的就是培养学生的程序设计思维。但在具体教学过程中,由于缺乏对当前软件开发领域的用途、发展趋势和学科领域的相关知识,导致学习内容盲目、难以培养学生的程序设计思维能力。(2)教学内容陈旧与教学模式单一,导致学生的主动学习能力不足。目前的程序设计课程(如C语言)的教学内容依旧采用的陈旧的教学标准,教学能容与时代行业规范的内容相脱节。教学方式也基本上采用的是传统的填鸭式教学方式,学生被动接收知识,忽视了学生对教学内容理解和认知程度,缺乏师生的互动,在一定程度上限制了学生的主动学习能力和团队合作能力。(3)教学过程存在实验不足,学生动手能力弱。许多地方高校由于培养计划总课时数的限制,对程序设计的上机实践课时进行压缩,采用课后上机的模式,导致学生的编码动手能力弱。其次,限于部分教师的实际项目开发经验的不足,造成教学与企业需求的严重脱节,培养的学生的素质并不能满足企业的需求。
 
2新工科背景下计算机专业程序设计能力构建
 
2.1构建新工科所需求的计算机类程序设计人才培养模式
 
为了使地方院校计算机类程序设计类课程满适合于新工科建设要求,构建了基于新工科建设需求的程序设计培养模式图,其结构如图2所示。从图2中可以看出,计算机程序设计能力首先需要与计算机系统的综合能力相互融合,针对不同兴趣与特长的学生实施不同的教学方式,在培养学生基本程序设计技能的基础上,把程序设计能力与具体的应用相结合。如兴趣是嵌入式开发的同学,在此基础上,加强与计算机硬件的结合;兴趣爱好是软件开发的同学则加强与计算机具体软件开发工具以及软件工程相结合。强调以学生自身的兴趣爱好和特长为基础加强学生的自主化教学,提高学生的学习意识,从而构建出适合新工程建设对计算机类程序设计能力要求的人才培养模式。其次由软件企业为学生的程序设计能力培养提供支撑平台。地方院校的计算机专业教育的可持续化推进,需要将软件企业的创新发展与学校教育相互结合,为学生提供各种学习平台和创新发展机会。同时培养的人也给企业的发展提供便捷的通道,缩短了由学校学生向企业职员转变的时间。最后通过专业教育与社会环境的融合,教师和学生同时具备计算机工程项目建设的能力,实现了学校教育与社会需求可以持续发展,从根本上实现新工科建设需求下的计算机程序设计能力培养模式的构建。
 
2.2合理调整程序设计课程群的教学内容,优化程序设计能力知识体系
 
在充分理解和调研程序设计类各门课程的教学内容和教学方法的基础上,改变传统教学时所采用独立教学的模式,注重各门课程的衔接,对核心知识点进行强化训练,减少在各门课程教学重复知识点。程序设计类课程群的优化和调整内容如表1所示。
 
2.3以项目驱动的程序设计能力培养
 
传统填鸭式的教学方法,迫使学生被动的接收教师所讲授的知识,学生缺乏主动思考且动手能力得不到保障。计算机类程序设计能力要求比较高,知识点多且与时效性紧密结合,许多教师讲解的知识点也落后于时代的步伐。项目驱动的教学模式在地方院校中具有很强的生命力,它是由师生共同协作完成一个完整的工程项目而进行的一种教学活动,在软件培训机构中常采用此方式来提升学员的程序设计能力。在项目开发过程中,教师按照教学要求把教学内容以项目的形式分解成若干个小项目,将知识点嵌入到每个子项目中,学生充分发挥其能动性,从而较容易地掌握相关知识点。
 
2.4建立面向程序设计能力的综合评价体系
 
程序设计类课程核心是分析问题的能力和编码能力。学生在学习程序时需要具备对求解问题的建模能力,高效的算法设计能力。在学生成绩的评价机制方面,需要指定完善的考核方案,以学生的实践动手和主动学习能力作为考核的主要指标,避免考试能力强动手能力弱的缺陷。首先,在课堂教学中,重点考核学生参与教学的程度、作品的质量、自主学习积极性和团队建设的贡献度等几个方面进行考核,从而替代单一试卷考核方式。其次,把学生的参与程序设计大赛的成绩作为平时成绩的一部分,激发学生课后实践的积极性。最后,实验课程主要依托学生的程序作品的质量来考核学生对知识点的掌握程度。
 
结束语:
 
新工科建设是在新的技术与产业转型升级的背景下,由国家层面主动提出的一种战略行动。在新工科背景下,地方院校的计算机类专业技术人才为国家和地方的经济建设和社会发展注入了动力。本文通过对计算机类程序设计课程群的分析与调研,以新工科建设中的人才能力需求为目标,探索地方高校计算机类程序设计能力培养的模式。希望通过不断对计算机类程序设计类课程的不断改革,增强学生的程序设计思维能能力,从而进一步提高学生求解复杂工程问题的能力。

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