計算機輔修專業課程的教學方法探索與研究

劉林峰，吳家皋，劉 業

（1.南京郵電大學 計算機學院，江蘇 南京 210023；2.蘇州市職業大學 計算機工程學院，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

大學輔修制度作為本科教育重要組成部分的歷史由來已久，美國、德國、英國、澳大利亞、日本、新加坡的大學都非常重視輔修制度的發展和建設。例如，美國大學（包括麻省理工學院、哈佛大學、普林斯頓大學等名校）很注重學生知識的廣博性，重視跨學科的教育[1]；英國的愛丁堡大學、倫敦國王學院、伯明翰大學等高校都開設了輔修專業或課程；新加坡南洋理工大學甚至通過精簡部分主修課程，提高輔修課程的學時占比，期望促成學生跨學科交融[2]。為了解決專業設置過窄過細的問題，1985年我國部分重點高校就開始探索輔修制度，2005年教育部頒布的《普通高等學校學生管理規定》明確規定“學生可以根據學校有關規定，申請輔修其他專業或者選修其他專業課程”[3]，2012年頒布的《國家教育事業發展第二十五年規劃》提到“鼓勵學校加強學科專業整合，進一步完善學分制、主輔修制”，而在2018年《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》強調要繼續重視和探索輔修專業制度，要將輔修專業制度納入國家學籍學歷管理體系。由此可見，未來輔修制度在現代大學教育體系中將繼續占據著重要地位。目前，盡管國內外高校都已逐步形成了較為成熟的輔修制度，但隨著時代發展（如信息化的加快、移動多媒體技術的成熟）以及國家“雙一流”戰略建設的更高要求，當前輔修制度中的課程設置、教學形式、教學評價以及管理等方面都已無法適應新形勢的需要，需要進一步改革和創新。

由于信息技術的飛速發展，計算機及相關技術已經成為各行業開展和革新的核心技術之一，部分計算機專業核心課程與其他很多學科都發生著不同程度的滲透與融合，在其他學科的應用需求也較為廣泛和普遍。關注并研究計算機輔修專業課程的教學工作具有很大的實際意義。

1 計算機輔修專業課程現狀及存在問題

1.1 學生特點

對于輔修專業，學校一般不會對生源的基本情況作很嚴格的要求，因此輔修專業的生源通常呈現多樣化的特點。部分學生的主專業與計算機專業跨度很大，計算機相關知識儲備也參差不齊。此外，還存在著部分學生選報輔修專業目的不明確的情況。南京郵電大學計算機輔修專業的生源數據（采用2008—2015年數據）統計見表1，其中信息類專業、非信息類理工專業和文科專業生源數量分別占比為21%、28%和32%。

表1 南京郵電大學計算機輔修專業生源概況 %

（1）專業背景差異大。從表1中可以看出與計算機相近的信息類專業生源所占比例并不是很高（21%），而文科等（包括其他專業）與計算機跨度非常大的生源比例卻達到了51%。

（2）學習目的多樣化。學生主要選報目的包括轉專業、解決本專業實際問題、個人興趣、拓展就業面等，這些學生學習動機較為明確，學習熱情和主觀意愿較為強烈。還有部分學生（平均約占16%）是受到社會熱點和周邊同學影響而隨意選報，學習目的不明確，這些學生的后續學習動力往往會不足。

（3）知識儲備迥異。部分學生的主專業課程涉及計算機課程如程序設計等，或在中學期間參加過各類信息競賽，因此具有較好的計算機基礎，對于計算機思維方式也比較容易理解和接受。部分學生從未接觸過計算機相關知識，在遭遇學習困難后容易導致學習興趣快速下降。

（4）學生個性突出、自我意識強。當前在校本科生多為2000年左右出生，隨著網絡與信息傳播的普及化和快速化，學生已不滿足于刻板的知識技能灌輸和傳統的學習節奏，他們渴望接受新鮮事物和學習感興趣的問題，而陳舊的教學素材會降低學習興趣。

此外，輔修課程的教學開展可能會與學生主專業課程或其他教學實踐活動產生時間沖突，導致學生課堂參與率偏低，有時需要通過自修完成課程學習，并且教師給予輔修專業學生的學習監督和答疑指導較少。以上這些問題都給輔修課程教學的有效開展帶來了極大的挑戰。

1.2 當前計算機輔修課程教學存在的問題

目前，我國多數高校的輔修課程教學在實施管理上缺乏獨立性，往往根據學時要求對相應主專業課程進行課時縮減和知識點縮減，對于課程內容、教學形式、實踐環節及考核標準[4]等方面很少作專門的設計，也沒有針對輔修專業學生的特點進行適當調整，尤其是專業跨度大、選報目標不明確的學生會缺乏持續的學習興趣。這些都導致實際教學效果難以保證，很可能達不到預期的教學目標，從而影響輔修專業教學事業的可持續發展，也難以發揮在人才培養方面所期望的作用。當前的主要問題可以歸納為以下4個方面。

（1）教學內容組織不合理。由于計算機相關課程，比如高級語言設計、數據結構等知識內容較為抽象，對于專業跨度較大的學生難度較大，若只是簡單地按照主專業要求和輔修專業學時對原教學內容進行刪減，難以實現教學上循序漸進的效果，學生難以消化吸收被動接受的知識，后續的自主學習意愿會很低。

（2）教學形式無法滿足學習要求。不同生源在專業和班級上有著很大差異，因此教學時間難以統一，不可避免地造成部分學生無法參與所有教學過程，學習效率較低。因此，采用一些新型教學形式，比如網絡教學或移動教學，來輔助課堂教學是很有必要的。

（3）實踐環節設置較為枯燥，難以吸引學生的興趣。當前實踐環節多采用任務驅動教學法[5]或案例分析教學法[6]。在任務驅動式教學的實施過程中缺少教師的主導參與，學生的參與興趣不高，而案例分析式教學中一般缺乏學生之間的交流和協作，不利于學生協作能力的培養和探索興趣的維持。

（4）對學生的考核與評價模式亟待改進。目前多為試卷考核方式，側重于對理論知識的記憶和理解，并不利于計算機輔修專業培養目標的實現。

首先，計算機輔修專業的各門課程通常分3個學期開展，時間跨度較大，而課程內容既涉及理論又涉及實踐，內容上較為抽象、枯燥[7]，學習目標不夠明確的學生難以在這個過程中堅持下去，尤其面對難度較大的課程（比如算法設計）時很容易中途放棄。其次，輔修課程中教師監管力度較小，而且部分教學工作需要利用網絡平臺或移動教育平臺，要求學生自覺地完成復習鞏固工作。從教育心理學的角度來說，學習興趣是一個人傾向于認識、研究、獲得某種知識的心理特征，是推動求知的內在力量。在計算機輔修課程教學工作中，激發學生的興趣，才會使他們保持學習熱情，從而提高學習效果和實現學習目標。

2 面向興趣導向的計算機輔修專業課程教學方法

面向興趣導向的計算機輔修專業課程教學包括教學內容組織、教學形式設計、實踐能力訓練、考核評價方法制訂4個步驟，見圖1。特別需要注意的是，在圖1中紅色模塊表示對學生學習興趣產生重要影響的模塊，主要涉及教學素材選取和實踐教學組織等方面。

圖1 面向興趣導向的計算機輔修專業課程教學方法的主要步驟

1）教學內容組織。

首先，對于某一門計算機輔修專業課程（以高級語言程序設計[8]為例），教師應該首先分析學生生源情況，結合課時數、生源專業、學習目的、計算機知識基礎等因素對課程內容進行調整和篩選。由于計算機輔修專業的主要目標是接受計算機科學與工程的系統化訓練，希望學生具有一定的計算機軟硬件系統開發和設計能力，因此側重于計算機基本實踐開發能力的培養。

在高級語言程序設計的教學內容組織中，應保留基本的語法規則、編譯器調試技能、常用編程技巧、經典算法思想等教學內容，而篩除一些較為復雜、使用場合較少的知識內容。此外，需要對知識內容相關的實例進行改造，特別對于表述背景較為抽象的實例，盡量改用貼近生活、貼近生源專業的實例，這樣可以激發學生的學習興趣。

2）教學形式設計。

針對前述的輔修課程特點，需要為學生提供多種教學形式和教學資源，包括慕課視頻、課程課件、在線作業和答疑及練習題庫等。在教學進程中，教師根據學生的計算機基礎和學習意圖來創建個性化的電子教學資源庫，篩選出多類型的視頻、課件、習題和論壇等學習資源，提供個性化教學資源庫給不同類型的學生使用，滿足不同專業背景的學生需求。

南京郵電大學目前開設了高級語言程序設計、Python語言程序設計、數據結構、操作系統、數據庫原理與應用和網絡技術與應用等慕課課程，為計算機輔修專業教學提供了豐富的教學資源。此外，還建設了程序設計類課程作業和答疑平臺（https：//c.njupt.edu.cn/），該平臺為師生服務多年并已日臻完善。

3）實踐能力訓練。

首先，教師應選取具有一定趣味性的內容作為實踐類教學的素材，選取過程需要考慮學生專業、知識基礎、探索性和知識點涵蓋面等若干方面。隨后，由教師對課題背景和相關知識要點進行介紹和引導。在課題實施中，由于學生專業基礎差異較大，建議以分組形式開展，每個小組內搭配基礎較好和基礎較薄弱的學生，并要求每個小組制訂合理的進度安排、個人分工、最終目標。這種分組形式不僅便于學生之間的交流，也能進一步激發學生的探索興趣。

課題的成果驗收包括代碼成果和報告文檔，代碼成果要求程序結果正確、模塊邏輯合理，報告文檔要求內容嚴謹、格式規范，能夠反映出學生對課題內容的理解和思考。最后，教師需要對課題成果做出技術層面的評價和反饋意見，以供學生進一步的理解和提高。

4）考核評價方法制訂。

由于學生個體的客觀差異，考核評價指標必須呈現出多樣化的特點，本方法抽取出具有共性的基本評價指標，見表2。一級指標分為生源類別、課堂表現、學習態度、應用能力、理論掌握，每個一級指標又可分為4項二級指標。各項二級指標采用了五級制的評價標準：A為優秀，B為良好，C為中等，D為及格，E為不及格。其 中，A≥90，89≥B≥80，79≥C≥70，69≥D≥60，E≥59。需要注意的是，在生源類別的二級指標中考慮了諸多學生的客觀情況，因為該評價方法側重于觀察具有不同專業背景和計算機基礎的學生的不同成長性。

表2 高級語言程序設計考核評價指標及權重

其中，Sij(k)表示該學生在權重為Wij指標上的評分。該模型中包括一類指標權重和二類指標權重，對于一類指標權重，建議將W2、W3和W4設置大于W1和W5，例如W2=W4=0.25，W3=0.2，W1=W5=0.15。對于二級指標的設置方法，假設共有K個學生，為了消除學生的不同專業背景差異，更為客觀地評價學生成績，要求偏差率在某個區間范圍內：

式（2）中，［ξ ζ］表示偏差率區間，例如ζ=0.6，ξ=0.35。二級指標的權重設置需要滿足（2）的要求。

3 結語

很多學生迫切期待學習與本專業相關的多種計算機技能，因此計算機輔修專業通常成為各高校最受歡迎輔修專業之一。以南京郵電大學為例，自2007年設置輔修制度以來（最早包括工商管理、英語、計算機科學與技術、廣告學和數字媒體技術5個專業），每個輔修專業一般設置8～10門的核心課程（共約20學分），其中每年選報計算機輔修專業的學生數占總數比例均超過40%，是學校選報輔修人數最多的專業。然而，當前計算機輔修專業課程存在著教學內容組織不合理、教學形式無法滿足學生要求、實踐環節較為枯燥、考核評價方法落后等諸多問題，極大地影響了教學效果。面向學生興趣的計算機輔修專業課程教學方法，提倡在教學內容和實踐環節選取具有一定針對性和趣味性的教學素材，訂制多種形式的個性化學習資源庫，采取一種消除學生專業背景差異的考核評價方法，提高了學生在教學過程的參與度和積極性，從而達到了提高教學效果的目的。