大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設計課程線上線下混合教學模式構建

摘? 要： 大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設計課程是專業(yè)發(fā)展的基石。文章對程序設計課程教學模式存在的問題進行了分析，對程序設計課程培養(yǎng)的核心能力體系、語言-課程-平臺一體化、線上線下混合教學模式、教學考核和能力訓練平臺構建進行了研究，希望對推進程序設計課程混合教學模式改革有所幫助。

關鍵詞： 核心能力; 程序設計; 混合教學模式; 線上線下

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1006-8228（2021）05-84-04

Constructing the online and offline blended teaching mode for programming course

in the context of big data and AI

Yang Weiming

（College of Computer and Information Science， Chongqing Normal University， Chongqing 400030， China）

Abstract： The course of programming is the cornerstone of professional development in the context of big data and AI. This paper analyzes the problems of the teaching mode for programming course， and studies the core competence system， the integration of language， course and platform， the blended teaching mode of online and offline， and the construction of the platform for teaching assessment and ability training， hoping to help to promote the reform of the blended teaching mode for the course of programming.

Key words： core competence; programming; blended teaching mode; online and offline

0 引言

程序設計類課程是大數(shù)據(jù)智能化產(chǎn)業(yè)建設的基石，是承擔培養(yǎng)工程開發(fā)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)開發(fā)技術、人工智能技術等創(chuàng)新應用型人才的支柱之一。大數(shù)據(jù)智能化背景下計算機程序設計課程主要包括C/c++方向、Java方向和Python方向。目前高校開設的程序類課程，C/C++方向包括面向過程的C/c++程序設計（基于函數(shù)），面向對象的C/C++程序設計（基于對象）和智能應用開發(fā)。Java方向包括Java SE程序設計、Java Web開發(fā)和Java EE開發(fā)。Python方向包括Python程序設計和Python Web開發(fā)課程。程序設計課程覆蓋了大數(shù)據(jù)智能化應用專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課和專業(yè)方向課，是專業(yè)能力培養(yǎng)的支柱。與時俱進的程序設計類課程混合教學模式研究，是當前高等教學研究的熱點。

1 程序設計課程教學模式存在的問題

程序設計課程計算機類專業(yè)都在開設，但課程教學模式缺乏針對性。程序設計課程培養(yǎng)目標與專業(yè)大數(shù)據(jù)智能背景結合不夠，線上線下教學整合的深度和廣度不夠。程序設計課程教學沒有同大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)目標體系結合起來，沒有同當前智能化時代需求和技術場景結合起來，沒有同大數(shù)據(jù)智能化人才的知識結構結合起來，沒有同專業(yè)課程結合起來，沒有建立起適合大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的線上線下混合教學模式體系。

目前線下的程序設計課程教學模式，教學效果還存在一些問題。①課堂預習缺乏目的性。②教學活動互動參與性不強。③習題資源不夠，測試操作不方便。④作業(yè)提交不及時。⑤作業(yè)評閱不方便。⑥學情統(tǒng)計、課堂統(tǒng)計和成績統(tǒng)計缺乏數(shù)據(jù)支持，無法自動進行。⑦學生自學拓展缺乏平臺資源。因此，大數(shù)據(jù)智能背景下程序設計課程線上線下混合教學模式構建是當前程序設計課程教學改革急需解決的重要問題。

2 程序設計類課程線上線下混合教學模式構建

大數(shù)據(jù)智能背景下，程序設計課程混合教學模式構建采用基于工程教育認證、新工科建設和課程群建設的思路進行研究與實踐，堅持以成果為導向，以學生為中心，以持續(xù)改進為目標[1-2]。堅持以成果為導向，依據(jù)市場和專業(yè)發(fā)展需求，確定程序設計課程培養(yǎng)目標和課程培養(yǎng)的核心能力體系，構建課程知識體系和教學資源體系。堅持以學生為中心，強調(diào)以全體學生為中心制定課程群培養(yǎng)目標及配置教學資源，開展線上線下融合教學。持續(xù)改進，改革課程考評體系，建立多元測評系統(tǒng)，強調(diào)混合教學模式教學質(zhì)量監(jiān)控機制和持續(xù)改進機制，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-3]。

大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設計類課程混合教學模式構建主要考慮以下問題。

2.1 構建程序設計課程培養(yǎng)核心能力的體系

程序設計課程教學模式構建，需應對市場需求的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用型人才特征進行調(diào)查分析，結合工程教育認證和新工科建設發(fā)展需求，確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標[4]。專業(yè)人才培養(yǎng)以“面向工程、項目驅動、能力培養(yǎng)、全面發(fā)展”為目標，依據(jù)培養(yǎng)目標確定畢業(yè)要求[5-6]。根據(jù)畢業(yè)要求對程序設計類課程培養(yǎng)的學生核心能力進行分類分層次打造。課程核心能力體系分為通識能力和專業(yè)能力。通識能力分為口頭表達能力、溝通交流能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新應用能力。專業(yè)能力分為識記理解能力、閱讀修改程序能力、程序編寫調(diào)試能力、程序邏輯思維能力、系統(tǒng)分析設計能力、系統(tǒng)開發(fā)能力、項目管理能力和自主創(chuàng)新學習能力。根據(jù)核心能力體系重構程序設計課程體系，明確課程具體培養(yǎng)目標和要求。

大數(shù)據(jù)智能化背景下創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)計算機程序設計課程主要包括C方向、Java方向和Python方向。對語言方向的每一門課程知識體系進行研究與實踐，明確與核心能力匹配的課程知識體系，與課程內(nèi)容匹配的學生能力目標體系。

2.2 構建語言-課程-平臺一體的程序設計課程體系，解決程序設計課程群建設系統(tǒng)性問題

根據(jù)大數(shù)據(jù)智能化背景下的應用型人才核心能力的培養(yǎng)要求，構建面向應用、面向工程、面向能力理念的語言-平臺一體化課程體系[6-7]。大數(shù)據(jù)智能化背景下創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)程序設計語言選擇主流的C語言、Java語言和Python語言。根據(jù)核心能力培養(yǎng)體系開設課程，一個語言方向統(tǒng)一開發(fā)平臺，解決學生培養(yǎng)知識脫節(jié)，開發(fā)平臺混亂的問題。開發(fā)平臺的選擇要符合市場主流，選擇具有模塊化開發(fā)、代碼分層、功能分層的框架集成式開發(fā)環(huán)境，以便提高學生解決復雜問題的能力。C方向課程體系分為面向過程的C/C++程序設計，面向對象程序設計和智能應用開發(fā)，統(tǒng)一開發(fā)平臺可選擇DEVC++，Microsoft Visual Studio和Qt。DEVC++是C/C++輕量級開發(fā)環(huán)境，側重于算法， Visual Studio是Window 集成式開發(fā)環(huán)境，側重于項目開發(fā)，Qt是跨平臺GUI開發(fā)環(huán)境。Java方向包括Java程序設計，Java Web開發(fā)和Java EE企業(yè)級開發(fā)課程，統(tǒng)一開發(fā)平臺可選擇 My Eclipse和IDEA。Python方向包括Python程序設計，Python Web和爬蟲課程，統(tǒng)一開發(fā)平臺可選擇PyCharm。同時要解決語言方向課程知識的銜接問題，確定課程標準，明確教學目標。程序設計語言-方向-課程一體圖如圖1所示。

2.3 開發(fā)在線課程資源，解決線上線下融合教學問題

以全體學生為中心，應是集中統(tǒng)一教學和分層分散教學的統(tǒng)一。線下課堂集中教學，適合課程理論知識的講解學習，線上教學適合課程實訓指導和拓展。程序設計課程線上線下融合教學過程分為資源開發(fā)、課前準備、課堂教學、課程實驗、課程設計和課程總結五個過程。整個教學過程，以學生為中心，采用“參與式、啟發(fā)式、研討式”教學方法，利用平臺提供的簽到、章節(jié)學習、討論、選人、分組、搶答、作業(yè)、測試、互評、群聊、通知等教學手段，實施線上線下、課內(nèi)課外融合的教學模式，充分發(fā)揮教師主導作用和學生主體作用，引導學生參與互動、自主學習、創(chuàng)新學習，調(diào)動學生學習積極性和主動性，逐步培養(yǎng)學生的專業(yè)通識能力、識記理解能力、閱讀修改能力、程序設計能力、修改調(diào)試能力、項目開發(fā)能力和工程實踐能力[1，6，7]。程序設計課程線上線下混合教學模式如圖2所示。

2.4 構建程序設計階梯能力訓練平臺，解決能力培養(yǎng)平臺單一問題

構建程序開發(fā)能力訓練平臺是一項系統(tǒng)工程，涉及到思維、體制和管理問題。依據(jù)學生程序設計能力培養(yǎng)層次，構建與能力培養(yǎng)匹配的階梯能力訓練模型，解決能力培養(yǎng)平臺單一問題是程序設計能力培養(yǎng)的重要保障。根據(jù)學生程序能力培養(yǎng)層次建立課程章節(jié)訓練、課程設計項目訓練、方向課程綜合訓練、程序算法競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓練和開發(fā)競賽訓練的階梯式訓練平臺。每個階梯訓練平臺要有具體的目標、訓練內(nèi)容、場地保障和組織管理。課程章節(jié)訓練主要在課堂，解決章節(jié)模塊知識的應用問題。課程設計項目綜合訓練旨在通過項目形式進行課程知識的綜合訓練，解決課程知識的綜合應用問題。語言方向課程綜合訓練通過理論和項目形式解決同一門語言前后課程銜接和知識綜合應用問題。程序算法競賽利用一種語言工具進行算法專題訓練，比如查找排序、貪心和動態(tài)規(guī)劃算法等。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓練通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目與程序設計課程結合，提高項目分析設計和開發(fā)能力問題。學科競賽通過對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目培養(yǎng)，按照競賽文件要求，完善系統(tǒng)功能和文檔，提高項目開發(fā)能力。通過程序設計階梯能力訓練以培養(yǎng)學生程序設計核心能力，提高學生就業(yè)質(zhì)量。例如C語言方向程序設計課程能力階梯訓練模型如圖3所示。

2.5 考核方式改革，解決學生能力考核科學系統(tǒng)性問題

大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應用型人才程序設計課程考核，理論知識和實踐能力考核要注重全面性、科學性，突出課程培養(yǎng)的核心能力考核。課程考核應建立標準化考核、過程化考核和能力考核的多元測評系統(tǒng)[1，7]。標準化考核利用在線平臺，建立標準的試題庫和試卷進行課程章節(jié)、期中和期末考核。過程化考核充分利用平臺對學生學習全過程活動進行記錄、跟蹤和統(tǒng)計分析。能力考核從學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和科技創(chuàng)新方面來進行，注重學生程序設計開發(fā)能力，創(chuàng)新思維能力及團隊合作能力的考核。同時改革考核線下操作模式，利用平臺對學習過程進行大數(shù)據(jù)分析，利用在線平臺進行半自動或全自動的考核方式，提高學生學習效率和教師工作效率。改革老師單一的評閱方式，建立學生互評、小組互評和教師評閱的方式，合理地分配成績權值，建立重能力考核的觀點及理念。能力考核多從單元知識應用、課程設計、學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和科技創(chuàng)新方面來進行，注重學生程序設計開發(fā)能力，創(chuàng)新思維能力和團隊合作能力的考核。

3 結束語

本文對大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設計課程線上線下混合教學模式構建問題進行了研究。大數(shù)據(jù)智能化背景下程序設計課程線上線下混合教學模式，應結合專業(yè)背景優(yōu)勢和課程本身教學需求，從教學思維、教學目標、教學內(nèi)容、教學保障和組織管理方面建立起適合專業(yè)發(fā)展需求的程序設計課程完整教學體系，以提高學生學習效率和老師教學質(zhì)量，提升學生程序設計開發(fā)能力，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)智能化創(chuàng)新應用型人才。

參考文獻（References）：

[1] 李昱，郭曉燕，梁艷春.應用型本科計算機專業(yè)程序設計類課程教學模式改革與實踐[J].計算機教育，2020.311（11）：111

[2] 高曉娟，牟莉，張旭風.程序設計類課程混合教學模式研究[J].商洛學院學報，2020.34（2）：60

[3] 楊衛(wèi)明.創(chuàng)新應用型信息類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)模式研究[J].教學現(xiàn)代化，2019.6（88）：21

[4] 王曉芳，劉鹍，趙燕.工程教育認證背景下程序設計類課程改革探索-以濟南大學為例[J].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2019.33（4）：134

[5] 喬加新，梁后軍，魏蘇林.構建全方位分層次程序設計類課程創(chuàng)新教學體系-基于新工科理念下的計算機專業(yè)[J].黑龍江工業(yè)學院學報，2019.9：20

[6] 呂娜，張琎，張芊茜，史桂嫻.混合教學模式在程序設計類課程中的應用[J].計算機教育，2019.5：115

[7] 王瑞平.新工科背景下應用型本科院校程序設計類課程混合式教學模式研究與實踐[J].科技視界，2019.8：125