基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程改革研究

黃隆華，彭小寧，張 文

（懷化學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 懷化 418008）

基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程改革研究

黃隆華，彭小寧，張 文

（懷化學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 懷化 418008）

計算機程序設(shè)計能力是計算機及相關(guān)專業(yè)學(xué)生最重要的專業(yè)能力之一，如何提高學(xué)生的程序設(shè)計與實踐能力，滿足社會對計算機專業(yè)學(xué)生的需求，是高校需要重點解決的一個問題。文章認真分析了程序設(shè)計類課程教學(xué)的現(xiàn)狀，然后從大學(xué)生創(chuàng)新項目入手，通過改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課外實踐、人才培養(yǎng)方案和考核評價體系，基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程改革，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，同時進一步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新項目；程序設(shè)計；課程改革；創(chuàng)新能力

通過實施國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，促進高等學(xué)校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。大學(xué)生創(chuàng)新項目主要是以項目為載體，在程序設(shè)計類課程中加強創(chuàng)新項目引導(dǎo)，可以培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析和解決問題的興趣和能力的項目[1]，同時調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力和實踐能力[2]。

《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》明確指出，未來5年，軟件工程師愈發(fā)“走俏”。一直以來，學(xué)生的程序設(shè)計能力、實踐與創(chuàng)新能力是評判一個學(xué)生是否是一名合格的計算機專業(yè)學(xué)生的重要指標(biāo)[3]。

1 程序設(shè)計類課程教學(xué)現(xiàn)狀

最近幾年來，有不少企事業(yè)單位反映計算機類畢業(yè)生實際應(yīng)用知識、動手能力與應(yīng)用能力不夠、程序設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗嚴重不足，尤其是程序設(shè)計能力、算法設(shè)計與分析能力無法達到用人單位的要求。這不僅對學(xué)生就業(yè)是一個嚴峻的考驗，更阻礙了其進一步發(fā)展與提升[3]。造成以上情況的主要原因有如下幾點：（1）學(xué)生在學(xué)完與程序設(shè)計、算法有關(guān)的課程后，對于這些知識僅僅只是停留在了解的基礎(chǔ)上，并未達到理解、融會貫通的境界，更沒有利用這些知識解決實際遇到的問題；（2）教師在講解程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析的相關(guān)知識時，并沒有將理論與實際有機結(jié)合；（3）在實際教學(xué)過程中，并未對學(xué)生進行真正的軟件項目開發(fā)訓(xùn)練，雖然目前各本科院校的程序設(shè)計類課程都有課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)，但是大多數(shù)都是止于形式，并未予以真實的軟件項目作支撐，因而收效甚微；（4）對第一門程序設(shè)計課程的教學(xué)不夠重視，盡管計算機類專業(yè)所開設(shè)的課程中很多都含有與編程相關(guān)的內(nèi)容，但作為入門級的程序設(shè)計語言課程，其重要性不亞于任何一門專業(yè)課，由于當(dāng)前對第一門程序設(shè)計語言課程重視程度不夠和教學(xué)時數(shù)不足，導(dǎo)致了相當(dāng)一部分學(xué)生在學(xué)完第一門程序設(shè)計課程后，仍然無法獨立完成一個簡單的程序開發(fā)；（5）現(xiàn)有的程序設(shè)計課程教學(xué)沒有把編程思想和能力培養(yǎng)放在首位，學(xué)生雖然有一定的編程思想和編程能力，但對實際問題的分析、解決、創(chuàng)造應(yīng)用等能力還是存在不足；（6）目前大多數(shù)高校的程序設(shè)計課程的教學(xué)，雖然采用了以教師講為主，學(xué)生聽為輔，同時結(jié)合上機實踐操作來鞏固和熟悉課堂上所學(xué)的知識點的教學(xué)方法，但是收效頗微，造成此種現(xiàn)象的主要原因是程序設(shè)計語言課大都比較枯燥，牽扯到語法、算法等知識，容易學(xué)到后面忘記前面，學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識時，常感到枯燥乏味。

2 基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程改革措施

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

傳統(tǒng)程序設(shè)計類課程教學(xué)，教師都是按照教材給定的案例進行教學(xué)，學(xué)生完全模仿教材提供的案例，而對案例設(shè)計思想和設(shè)計方法卻不動腦思考。采用模仿方式完成案例作為傳統(tǒng)教學(xué)的主要手段，顯然無法提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。針對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容存在問題，懷化學(xué)院計算機科學(xué)與工程學(xué)院組織程序設(shè)計類課程教學(xué)教師團隊，經(jīng)過多次研討，結(jié)合當(dāng)前IT企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)和多年教學(xué)經(jīng)驗的積累，將當(dāng)前最新技術(shù)、最新應(yīng)用需求和最新創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等競賽內(nèi)容進行課程案例的設(shè)置，再結(jié)合往屆獲獎的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作品制作新的案例。這種高起點的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目案例方式，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在提高學(xué)生實際動手能力的基礎(chǔ)上，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，為其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐提供良好的基礎(chǔ)。

程序設(shè)計類課程教學(xué)內(nèi)容改革的具體措施是以編制綜合性的應(yīng)用程序（綜合項目）為主線，把整個綜合項目分割成多個基礎(chǔ)子項目。例如“C語言”課程教學(xué)，編制的綜合項目有通信錄的設(shè)計與實現(xiàn)，具體實現(xiàn)功能包括通信錄新增、查詢、編輯和刪除。圍繞總體功能，其分割的基礎(chǔ)子項目為標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出、排序/查詢/統(tǒng)計、文件讀/寫等。基礎(chǔ)子項目完成了，累積的知識點就夠用了，最后就能輕松完成綜合項目。“Java語言程序設(shè)計”課程教學(xué)，編制的綜合項目有網(wǎng)絡(luò)聊天的設(shè)計與實現(xiàn)，其分割的基礎(chǔ)子項目有類的設(shè)計、可視化編程、多線程實現(xiàn)、Swing組件的應(yīng)用及UDP網(wǎng)絡(luò)編程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)，編制的綜合項目有校園導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，其分割的基礎(chǔ)子項目有鏈表的設(shè)計、隊列和棧的設(shè)計、圖的存儲、圖的遍歷和最短路徑（Dijkstra，迪杰斯特拉）算法。

2.2 教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法改革，即加入“發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法”。在程序設(shè)計類課程中加入“發(fā)現(xiàn)式教育法”，做法是模擬科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造過程，引導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題時先進行探討，由學(xué)生自己進行推論。教師的角色是盡量少講，而是重于引導(dǎo)。

發(fā)現(xiàn)式教學(xué)方法對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力無疑是有效的。因為發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法突出學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為主體組織教學(xué)，設(shè)置創(chuàng)新的情境，使他們處于最佳的創(chuàng)新狀態(tài)之中。加入“發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法”的具體措施是鼓勵學(xué)生結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用實際提出新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，教師在進行可行性分析基礎(chǔ)上，指導(dǎo)分割成多個基礎(chǔ)子項目，并引用學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，通過網(wǎng)絡(luò)獲取知識和技能，從而提高實際動手能力和創(chuàng)新能力。

2.3 課外實踐教學(xué)的改革

多渠道開展大學(xué)生課外創(chuàng)新實踐教學(xué)活動，可以有效培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。近年來，懷化學(xué)院計算機科學(xué)與工程學(xué)院組織學(xué)生積極參加全國、省市和企業(yè)的程序設(shè)計競賽，同時在學(xué)校的經(jīng)費支持下建設(shè)了ACM程序設(shè)計訓(xùn)練基地、大學(xué)生創(chuàng)新基地、雪牙團隊、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析基地、IOS研發(fā)基地、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地、嵌入式產(chǎn)品研發(fā)基地、新媒體中心、校企業(yè)合作基地和卓越工程班。懷化學(xué)院計算機科學(xué)與工程工程學(xué)院全院近一半學(xué)生進入各基地，在基地指導(dǎo)教師帶領(lǐng)下，通過參加各級各類競賽，包括“中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽”“中國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯”“中國軟件杯大學(xué)生軟件設(shè)計大賽”“全國軟件專業(yè)人才設(shè)計與創(chuàng)業(yè)大賽”“湖南省ACM程序設(shè)計大賽”和“國際大學(xué)生ACM程序設(shè)計競賽（含區(qū)域賽和選拔賽）”和“甲骨文杯”全國Java程序設(shè)計大賽等。通過組織學(xué)生參加各種大賽，進一步提高分析問題和解決問題的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.4 人才培養(yǎng)方案的改革

傳統(tǒng)人才培養(yǎng)方案，一般在大一新生入學(xué)前制定，然后一直使用到學(xué)生畢業(yè)，也有一些高校連續(xù)多屆使用同一人才培養(yǎng)方案。這種做法顯然不適合當(dāng)前教學(xué)形勢及要求，尤其是與科技、信息高速發(fā)展相關(guān)的計算機相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)要求。

結(jié)合當(dāng)前IT行業(yè)人才需求及學(xué)生發(fā)展要求，懷化學(xué)院計算機科學(xué)與工程學(xué)院每年組織專家到知名IT企業(yè)，或邀請IT企業(yè)資深工程師來校共同研討人才培養(yǎng)方案，包括大一新生人才培養(yǎng)方案制定及大二大三人才培養(yǎng)方案的調(diào)整。最新的人才培養(yǎng)方案，突出與時俱進，納入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)要求，建立創(chuàng)新學(xué)分制度，例如16級人才培養(yǎng)方案規(guī)定創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動項目不少于8學(xué)分，其中4個學(xué)分必須為專業(yè)學(xué)科活動類認定的項目。學(xué)校人才培養(yǎng)計劃指導(dǎo)模板也充分尊重學(xué)生的主體作用，在培養(yǎng)方案中引入創(chuàng)新學(xué)分。各學(xué)院根據(jù)自身情況和特點完善創(chuàng)新實踐教學(xué)要求，學(xué)生可以通過完成大學(xué)生創(chuàng)新項目立項（也可以參與教師的科研項目）、發(fā)表學(xué)術(shù)文章、參加學(xué)科競賽、獲得發(fā)明專利（軟件著作權(quán)）等創(chuàng)新活動獲得創(chuàng)新學(xué)分。與時俱進的人才培養(yǎng)方案，以充分調(diào)動學(xué)生參與創(chuàng)新實踐的積極性和主動性，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了創(chuàng)新能力。

2.5 考核評價體系的改革

考核評價體系改革，即在程序設(shè)計類課程的考核中，變傳統(tǒng)考試為考查，具體做法是學(xué)生參加專業(yè)類學(xué)科活動，可以獲得相應(yīng)的學(xué)分，既可以計入其創(chuàng)新項目學(xué)分，也可以抵課程學(xué)分。例如參加國家計算機等級考試（C語言），獲得二級證書的，可以獲得2個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐學(xué)分，同時可以抵其C語言課程成績，參加大學(xué)生學(xué)科競賽（3等獎及以上），國家級/省級/市（校）級，可以分別獲得8/8/2個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐學(xué)分，并抵相關(guān)課程學(xué)分，參加專業(yè)學(xué)術(shù)講座并認真總結(jié)，可以獲得0.5個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐學(xué)分。

按照創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果的不同，學(xué)校撥專款進行獎勵，級別可分為國家級、省市和校級。把學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動所獲得的獎勵與國家獎學(xué)金、勵志獎學(xué)金、三好學(xué)生和優(yōu)秀畢業(yè)生的評定掛鉤，極大地鼓勵了學(xué)生積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐教學(xué)活動，取得了較好的效果。

3 結(jié)語

基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程改革，教學(xué)內(nèi)容中加強創(chuàng)新項目案例設(shè)計，在教學(xué)方法中加強教師的引導(dǎo)作用，鼓勵學(xué)生多渠道參加大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動，同時制定與時俱進的人才培養(yǎng)方案和考核評價體系等一系列改革措施，一方面提高了學(xué)生程序設(shè)計能力，另一方面增強了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。從改革后的教學(xué)成果來看，改革取得了一定的成效，受益學(xué)生人數(shù)明顯增多，今后將繼續(xù)加強基于創(chuàng)新項目的程序設(shè)計類課程教學(xué)研討及改革，爭取取得更大成績。

[1]張媛柯，田榮波，張芳，等.大學(xué)生創(chuàng)新性實驗的體會[J].中國民族民間醫(yī)藥，2012（13）：70-71.

[2]姚罡，王貴萱.大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].科技視界，2015（35）：75.

[3]張永梅，馬禮，孫晶靜，等.培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計、實踐與創(chuàng)新能力的探索[J].電腦知識與技術(shù)（社會科學(xué)版），2016（12）：178-180.

Study on the reform of programming design course based on innovation project

Huang Longhua, Peng Xiaoning, Zhang Wen
（Computer Science and Engineering School of Huaihua University, Huaihua 418008, China）

Computer programming design ability is one of the most important professional abilities for students in computer and related majors. How to improve students’ ability of programming and practice and meet the needs of society for computer major students is a key problem that colleges and universities need to solve. The paper carefully analyzes the current situation of Programming Design Course and starts with college students’ innovation projects. Based on the curriculum reform of Programming Design Course of the innovation projects, it develops students’ interests, improves the learning enthusiasm and initiative, and further cultivates the students' innovation ability through reforming the teaching contents, teaching methods, extracurricular practice, talents cultivation program and evaluation system.

innovation project; programming design; curriculum reform; innovation ability

黃隆華（1979— ），男，江西贛州，講師；研究方向：數(shù)字圖像處理與信息安全，Web應(yīng)用技術(shù)。