以學科競賽為動力推動《Java程序設計》課程教學改革的實踐研究

楊澤，李世豪

(廣東理工學院，廣東肇慶 526100)

1 國內高校關于編程類課程教學現狀

隨著社會的不斷進步，高等教育對于社會的進步與人才的培養顯得格外重要，高等教育課程的教學質量成了高校人才培養的首要問題。現教育部和各高校的主要目標就是培養迎合企業需求以及社會的應用型人才。尤其是對于工科院校，學生必須要掌握一定的編程能力，學生的編程能力可以通過一些學科競賽比如互聯網+、高校大學生藍橋杯大賽、大學生計算機編程大賽、挑戰杯等各種學科競賽來鍛煉獲得相應的提高。

在“十一五”期間為推動創新型人才培養工作，教育部提出實施一項重要改革舉措即大學生創新性實驗計劃，該項目是教育部在國家層面實施的第一個直接針對大學生的創新培訓項目。目的在于探索并建立一個改變傳統高校教學模式為核心,提倡要調動大學生在學校的主動積極性，發揮年輕大學生的創新思維和創新能力，能夠將學校課本上學到的知識有效應用到實際生活中去改善生活中的某些問題，可以讓本科的學生也可以展開在相關領域的科研和發明創造，從而提高學生的綜合實踐能力[1]。

廣東理工學院的定位為應用技術類型的高等本科院校，其主要目的就是培養應用型專業人才，并以教學工作為核心，所以如何提高學校教學質量就成了學校最重要的一部分，本文將以廣東理工學院軟件工程專業為研究對象，結合軟件工程專業人才培養方案和部分計算機編程類課程體系的改革，并提出以大學生程序設計競賽為載體，將計算機編程類課程與學科競賽相結合的方式來培養大學生的創新能力、團隊精神，運用《Java程序設計》課程學習的編程知識去解決實際問題。

2 改變傳統的理論學習，加入競賽元素

將學科競賽的相關題目與計算機編程類課程進行緊密結合，構建起以競賽驅動的計算機課程。以往的計算機專業，在一些實踐類課程尤其是編程類課程的學習中，任課教師只教授課本的理論知識，所以學生的理解只停留在課本知識上，這樣就會導致學生不能夠利用課本所學到的知識去解決生活中的實際問題，不重視實踐環節，不嚴格要求學生。考試以筆試為主，實踐考試不受重視，就可能出現期末有些學生的筆試分數雖然高但是實際動手解決實際問題的能力就較弱的現象較多。

因此，針對上面提到的種種問題，就需要對計算機類專業的編程課程進行改革，從一定程度上加強課程的實踐環節的比重，并且在實踐環節中加入學科競賽中的題目，從而形成以競賽型創新人才實驗團隊為依托，搭建學生參加各類編程競賽的專業平臺，整體的改革思路如圖1所示。

圖1 加入競賽元素的教學改革

《Java程序設計》課程除理論課學習外，對教材的15個教學章節，根據這幾個章節的內容分別設計了相應的上機實驗環節，使學生及時對課程內容進行練習和掌握。實驗內容共有9個項目，由于各項目之間存在關聯性，所以合并為3 個項目。項目一是入學新生信息管理程序，主要練習Java 基本語法、類與對象、異常處理機制、輸入/輸出流、泛類型與集合框架等知識點。項目二是局域網下的聊天室，主要練習Java Swing 圖形用戶界面和Socket 網絡編程等知識點。項目三是圖書館圖書租借系統，主要運用Java Swing 繪制界面，使用JDBC 訪問數據庫。在各個項目中加入程序設計競賽的相關問題，使學生能用所學知識解決競賽問題。不僅動手能力提高了，而且也提高了學生的自信心，作為計算機專業學生的成就感也提高了。

廣東理工學院已經組織學生參加了多屆"藍橋杯"全國軟件和信息技術專業人才大賽以及大學生軟件設計大賽并且都取得了相應的成果，為了培養創新能力和團隊合作能力[3]。還可組織開展一些校級的計算機程序設計大賽，這樣一些校級的輔助競賽能夠使學科競賽促進程序設計課程實踐環節向更加實用、創新的積極方向發展。可以按照以下的幾點措施進行改革：

(1)改變學生平時課上的學習方式。由于上課時間的限制和試驗環境的要求，最合理的方式就是在課堂上進行組隊。可以分成每組分成5～7人為一組，任課教師可以從歷年的競賽真題中選擇與教學內容相符的題目，可以讓班級每組的學生以團隊的方式去解決這些題目，讓他們團隊之間自己進行分工，指導教師根據每一個團隊的基礎從不同程度給予一定的指導，教師從原來多媒體教室集體授課的方式變為學生團隊之間主動的學習，讓平時枯燥的課堂學習氛圍會變得更加活躍，對學生的實踐動手能力又有一定的幫助。

(2)學習方法的改變。傳統的編程實踐通常是在計算機教室里，每人一臺計算機，學生按照老師布置的實驗任務完成編程。學科競賽平臺為學生開拓了一個團隊發展的網絡空間，促進了團隊成員之間的交流。由原來的師生學習模式轉成了學生團隊之間的學習。

改變學生傳統的學習方法。傳統的程序設計實驗課一般在計算機房進行，學生根據老師給出的實驗題目在一定時間內完成代碼編寫。學校可以為愿意參加競賽的學生開組建一個競賽團隊，配備相應的計算機設備，促進了團隊成員之間的交流與學習。

(3)階段性評價方式。編程類課程的學習效果相對來說是很難進行評價的，僅靠學生的期末考試試卷或對于某個算法的設計是無法達到對學生的整體水平進行評測目的的。通過競賽平臺來記錄競賽團隊空間，記錄競賽學生的學習情況和平臺題目的練習情況，可以全程監控學生的學習態度和學習過程，便于任課教師實時監控學生的學習情況，根據學生的學習過程及時調整教學計劃，或者對于個別學生進行及時地一對一指導與解答。

3 根據課程測試，選拔組建競賽團隊

加強《Java 編程》課程的教學與實踐，提高學生的編程能力。以編程課程和競爭創新實踐基地為基礎，建立學生參加各類編程競賽的專業平臺和競賽小組[4]。競賽團隊可以根據學生在編程類課程中的表現一方面由任課教師在教學過程中選拔有潛質的學生，組織學校計算機相關專業學生參加校級程序設計大賽、“藍橋杯”全國軟件專業人才設計和創業大賽。

另一方面，通過學校計算機相關社團的宣傳，更多的學生可以參與其中。進入競賽團隊的學生分為兩個方向：C/C++和Java。除了課堂教學和指導教師深入培訓外，還要根據競賽的最新要求進行有針對性的培訓。建立創新人才培養體系。著力構建創新型人才培養機制。以創新人才培養為核心，努力培養多元化、高素質的創新人才，形成學校“創新人才培養”的特色。

4 以學科競賽為平臺，加強高水平競賽指導師資隊伍建設

學校還可以在信息學院設置獨立的學科競賽部門，主要負責計算機各專業各班級的競賽工作處室(如學科競賽中心)，并且要將組織管理機構進行規范化，其次還要加大競賽宣傳力度，讓更多感興趣的學生參與進來，指導教師團隊也是一個非常重要的問題，學院應建立一支具有扎實專業技能的競賽教師隊伍[2]。指導委員會設立相應的競賽項目，還應該明確開展教學競賽資金保障項目的資金來源，加強學校教師素質建設，積極探索制定符合教學實際工作要求的考核、成績獎勵管理措施，以充分激發全校師生積極參與科學創新教育的主動性、理論與實踐教學活動的主動性和社會實踐的主動性。學校各部門要充分協調和履行職責。鼓勵更多的年輕教師參與程序競賽的指導工作中去，尤其是專業水平較高的教師。

5 健全學科競賽評價激勵機制

學科競賽的獎勵機制與評價標準可以從以下三個方面考慮，包括學生、教師和學校。獲獎學生將獲得一定的學分，或抵消一定的選修課學分。在獎學金評獎或三好學生評選中可以將競賽獲獎作為評選條件，開展編程競賽可以彌補教師只是停留在理論教學環節上而實踐教學的不足的問題，彌補計算機相關專業與企業需求脫節的問題，大大提高學生的實踐能力和解決實際問題的能力，培養學生的創新能力[5]。

要想將學科競賽和課程教學有效融合，不僅要求參加比賽的高校學生在編程技術上有一定的能力,而且要求具有較強的自學能力和創新能力，能夠課下積極地在網上找相應的競賽訓練平臺去練習,而這些訓練僅僅靠學生的興趣是很難堅持下去的，所以要想讓學生堅持訓練題目以便在競賽中取得相應的成績，就應該建立相應的學生獎勵機制，給予學生一個積極的引導，有了獎勵機制學生才能全身心地投入到平時的競賽訓練模式中去，積極地備戰競賽。

另一方面除了建立健全學生的獎勵機制外，在參與競賽的學生的選拔過程中競賽的指導老師也起著至關重要的角色，要想競賽取得相應的成果，組建一支優秀的指導教師團隊是非常重要的，那么如何讓有優秀的指導教師積極的參與進來就是一個需要探討的問題，要想指導教師在平時的授課工作中抽出時間來指導學生競賽，相應的教師競賽獎勵機制也需要建立健全。建議教師年工作量與崗位津貼直接掛鉤。在此政策下，學校應及時確定教師指導學科競賽的工作量。在學院年度總工作量定額的情況下，學校應該采取直接計算教師工作量的方法，而不是把工作量計入學院，然后由學院進行二次分配，可以有效保證了教師的工作量。這樣才能保證他們工作的基本報酬，解決他們在年終考核上的顧慮，同時也不會影響他們的積極性。通過解決這些教師顧慮的問題，從一定程度上可以消除教師的不滿情緒，使他們能夠安心從事與學科競賽指導相關的工作。

6 成績考核方式的改革

期末成績的評定是對于教師教學成果評判的標準之一，廣東理工學院編程類的考試的考核方式基本是平時成績占40%，期末成績占60%，由于編程類課程考察的是學生利用理論知識解決實際問題，而且這種考核方式只是側重于學生的記憶力考察，是很難對于學生的動手實踐能力有一定的幫助，因此要對期末的考核方式進行改革，可以將考核標準定位：上機考核占據60%，期末考試占30%，課堂考核占10%。

上機考核主要包括學生的實驗課的實驗編程題目的完成情況，以及包括學生在課后的一些競賽平臺上的練習題目的完成情況進行評定，課堂考核主要包括學生在課上的問題回答情況，以及在各自小組中的表現情況，可以采用班級幾個小組內進行相互評定的方式。期末考試采用閉卷的考核方式，主要考察學生對于算法的設計能力以及對于數據結構的掌握能力。通過這樣實踐并且加上理論評定的方式更能夠從多方面來對一個學生的綜合編程能力以及對于課程的掌握能力做出一個正確的評判。

7 結論

以學科競賽為依托的程序設計類課程群建設改革,將競賽案例引入到課堂教學。注重培養學生分析、解決問題能力及程序設計能力。引入競爭、討論、團隊合作機制[6]。

以學科競賽為導向驅動《Java程序設計》課程改革，改變了以往傳統教學模式下教師對于編程語言語法，基礎知識的講解。這種填鴨式教學會使得學生被動接受知識，很難讓激發學生的學習熱情，久而久之就會對編程類課程失去興趣，而以學科競賽為導向對編程類課程進行改革，能夠利用學科競賽對一個學生的課程掌握能力進行全方位的評估。

對于課程的教學，將競賽與學科教學有機結合起來，能夠有效推進課程的改革，提高教學質量，從而使得學生發展更加全面，更加適合社會以及企業的需要，此外開展與學科競賽相關的改革措施還在一定程度上有助于一些教育落后地區計算機教學與實際脫節等問題，希望對同類型的高校有一定的借鑒意義。