信息與計算科學專業學生實踐能力培養研究

肖強華，寧 丹

(南華大學a.數理學院，b.計算機學院，湖南 衡陽421001)

信息與計算科學專業不是純粹的數學專業也不是純粹的計算機專業，是數學和計算機的一個交叉學科，要修的主干課程既包括數學類主干課程也包括計算機類主干課程。該專業是屬于數學類的，應用性不強，注重于理論基礎的學習。雖然有很強的考研優勢，但是由于各種原因并不是所有學生都能繼續深造，所以，針對就業方面的弱勢，必須提高學生的就業能力。根據該專業的特點，最直接的辦法是加強學生的計算機實踐能力。

1 專業現狀及存在的問題

信息與計算科學專業是一個理科專業，培養目標是學生既擁有雄厚的數學理論基礎，又能使用計算機進行信息處理、二次開發、應用開發等。學生學習的主干課程分為兩類:數學類和計算機類。計算機類的主干課程有:面向對象程序設計、數據結構與算法分析、操作系統、數據庫原理及應用、網絡原理及應用等。在整個專業的培養過程中，存在的主要問題在三個方面:(1)課程開設方面。課程之間的連貫性不強、開課順序不合理、課時偏少、實踐教學環節薄弱、重點不突出等。(2)培養方案方面。因為是理科專業，計算機課程的教學要求和考試要求比工科低，重點放在理論教學上，實訓要求也低，所以教學效果不佳。(3)師資方面。大部分教師是數學類教師，計算機教師都是高校畢業的研究生，雖然有扎實的理論知識，但實踐經驗缺乏。

2 加強學生計算機實踐能力培養策略

2.1 調整專業培養方案

一是專業主干課程的選擇和開設。計算機課程的開設，受學分和專業所屬范疇的影響，本專業的計算機課程必須要精練。怎么選擇、開設計算機的一些基礎的主干課程，學生在進行一系列學習之后能否干實事?例如，能熟練地使用某一門語言進行應用軟件的研發。分析當前IT 業主流需要的情況下，我們選擇了面向對象的程序設計Java 和C+ +，當然還有很多高效的語言.net、perl、pathon 等。開發應用系統的目的是能夠處理數據(能被計算機識別的所有信息)，所以我們必須知道數據的存取和管理，開設數據庫原理及應用課程是必不可少的，在眾多的主流的數據庫管理系統中(如Access、SQL server、Oracle、DB2、MySQL)，我們選擇Sql Server。數據結構與算法分析課程是必須要學的。要想使學生能應用工程化方法和技術從事軟件開發和項目管理，必須學習軟件工程。當然還得學習其它的一些知識例如:操作系統、計算機網絡原理及應用、編譯原理和組成原理等，但這些只能作為選修課或供學生們自學補充。二是教學大綱、教案、講稿的調整。調整教學大綱、教案、講稿的最終目的是加強教學效果。例如，為了加強面向對象程序設計C+ +課程的教學效果，將該課程的學分由原來的3 學分調整到4 學分，并以加強該課程的實訓時間和實訓方式來達到提高實訓效果的目的(例如和IT 培訓公司合作、下一個學期繼續開設C+ +的高級課程)。三是教學方法的改革。該類課程的特點是知識點多，知識點之間的連貫性不強，具有很強的理論性、實踐性與應用性［1］。傳統的教學方法和教材上的實例不能引起學生的學習興趣，這樣就大大地降低了教學效果。本文提出以案例教學為基礎，結合項目教學，提高學生的學習興趣，降低學習難度，以達到提高學生實踐能力的目的［2－3］。

2.2 結合項目，案例教學

2.2.1 項目選擇

項目的選擇非常重要，因為它直接影響教學效果。首先，要考慮項目的規模、難易程度和適用范圍。項目太大，不可能全部講解;太小，會顯得課程內容不充實;太難，學生學得吃力并容易打擊學生的自信心，使其失去學習的興趣;太簡單，不能挖掘學生的潛力。一般來說，單獨一門課程一個項目，連續性很強的課程共享一個項目。其次，要循序漸進。教師在講授項目的時候必須以軟件工程理論知識為基礎，應用工程化的思想和方法進行教學。再次，要考慮項目講授的內容。項目從需求分析開始，經過系統概要設計、詳細設計、編碼實現、測試到最后部署。并不是項目的所有工作都能在課堂上講授，也并不是所有的項目內容都需要在課堂上講授，所以需要反復斟酌項目講授內容。最后，項目的來源。項目最好是來自于教師已完成的成功的橫向項目，授課教師必須參與整個項目的研發，熟練地掌握相關的知識，甚至能單獨完成整個項目，這樣才有足夠的能力指導學生。如果沒有合適的橫向項目，也可以和我們的實習基地單位合作，選取他們的成功案例，但必須得到實習基地單位的支持，拿到整個項目的文檔和源代碼，在開課之前組織授課老師一起學習、討論，做到對項目了如指掌。

2.2.2 項目分解

該類課程的特點是知識點多、知識點分散和連貫性不強，具有很強的理論性、實踐性與應用性。教材上的實例和教師臨時編寫的實例僅僅是驗證單個知識點，例題之間沒有連貫性和系統性，這就割裂了軟件工程學科的整體性。項目是完整的，而授課時間分散于整個教學周期，這就需要將項目按照教學計劃和知識點進行分解。項目的分解要以課程教學大綱和教學計劃為基準，按知識點、重點和難點進行詳細的分解。

根據案例的用途可以分為兩類［4］:課堂理論教學用案例、課程實訓用案例。課堂理論教學用案例必須與課程教學大綱、教案和教學日歷保持一致，按知識點、難點和重點從項目中選取合適的代碼段、程序文件或者子模塊作為案例，案例和知識點的關系是多對多的關系，選取案例的時候要根據案例的難易程度和教學進度的關系循序漸進。實訓用案例模塊化分解，首先是分組，每3 ～5 個學生完成一個項目，然后根據集中實訓的時間和次數確定每次實訓需要完成的項目內容。

2.2.3 案例教學

有了理論思想做指導，實施起來就有了主線，但實施進程依然是非常重要的，可分為三個階段:第一階段，修改教學大綱、教案、講稿。系(教研室)每學年必須組織集中式討論，總結上學年的教學經驗，結合當前社會的主題需求，針對教學中存在的缺陷和不足給出調整方案，并修改教學大綱、教案和講稿。例如:主流編程語言每年都可能發生變化，同一個編程語言也在不斷的完善，IT 企業對人才技能的要求每年也不盡相同［5］。第二階段，選取項目、案例。首先，對具體項目進行認真閱讀，并且要有個人的深度研究與分析，用軟件工程的思想和方法作為理論指導。其次，需要盡快進入項目情境，了解、掌握項目中的主流技術、關鍵技術、重點和難點，了解項目的根本目的是什么、解決了什么樣的實際問題、能帶來多少社會效益，分析思考項目開發者的行為及對策的合理性與不合理性并給出理由［6］。第三階段，總結教學效果、逐步建立項目案例庫。歸納總結是教學的基本工作，根據課堂教學情況、實訓情況和考試情況歸納總結教學效果，隨著時間的積累逐步建立項目案例庫。

2.3 案例庫建設

隨著時間的積累，使用的項目會越來越多，即使是同一個項目也需要不斷的完善。分解項目得到的案例由于教學大綱、分解方法及教學效果的好壞也需要不斷的完善，為了更好地教學，提升學生的實踐能力，在科研經費允許的情況下積極建立項目案例庫。

項目案例庫以課程(表)、項目(表)和案例(表)作為三個主體對象。課程表以教學大綱為基礎，包含各個章節的知識點、重點和難點等基本信息，能描述知識點和案例之間的關系、知識點與項目之間的關系、知識點之間的關系以及教學效果等。項目表描述項目與案例之間的關系、項目與課程之間的關系以及項目的基本信息。案例表描述案例和知識點之間的關系、案例和項目的關系以及項目的基本信息。項目案例庫的建設有利于教師能回顧教學過程，在總結經驗的基礎上不斷地解決問題，最終達到提高學生實踐能力的目的。

3 結 語

本文根據南華大學數理學院信息與計算科學專業的具體情況，以提高該專業學生實踐動手能力為手段，提出以案例教學為基礎，結合項目教學，使得學生能應用工程化方法和技術從事軟件開發和項目管理，最終達到提高該專業學生就業能力的目的。但是，培養方案、教學大綱、項目、案例以及教學方法等任何一個環節都直接影響教學效果，且該方法在以前的教學過程中并沒有涉足，所以，如何在課程教學中發揮更大功效，還有待進一步的探索和實踐。

［1］李秉璋.“面向對象程序設計”課程實踐教學改革探索［J］.計算機教育，2009(18):12 －13.

［2］宋 麗，吳玉華，蔡麗艷.任務驅動教學法在大學計算機基礎教學中的探索［J］.電腦知識與技術，2009(21):6002 －6003.

［3］徐奕奕，劉 琦.“案例先導”模式下程序設計實驗課小組活動探索［J］.高教論壇，2007(4):85 －87.

［4］張曉明，王俊社，郭立煒，等.項目化實訓對本科生工程應用能力培養的探索與實踐［J］.河北科技大學學報(社會科學版)，2010(2):1671 －1653.

［5］王 新，王 娟.軟件工程案例教學法探討［J］.計算機與信息技術，2006(6):114 －116.

［6］張潤蓮.案例教學法及其應用［J］.桂林電子工業學院學報，2004(4):102 －105.