新工科背景下計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)教改探索與實(shí)踐

衛(wèi)霞 ?；矍? 李婧 李茹

[摘? 要]新工科對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了新的要求，為了適應(yīng)新需求，計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課程教改工作顯得尤為迫切。本文分析了電子信息類(lèi)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，從課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化、課程體系調(diào)整、實(shí)踐課程改進(jìn)、考核方式細(xì)化等方面提出建議，以期進(jìn)一步提升課程教學(xué)質(zhì)量，滿(mǎn)足國(guó)家和社會(huì)大發(fā)展需要的應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

[關(guān)鍵詞]新工科? 教改? 計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

基金項(xiàng)目：西安明德理工學(xué)院教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2019JGYB01）。

引? 言

自2017年2月份以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，以應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略。從2017年2月達(dá)成關(guān)于新工科的“復(fù)旦共識(shí)”，到2017年4月關(guān)于新工科建設(shè)的“天大行動(dòng)”，再到當(dāng)年6月關(guān)于新工科啟動(dòng)部署的“北京指南”，半年時(shí)間譜成了新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了人才培養(yǎng)主旋律，開(kāi)拓了工程教育改革新路徑，為高校工科教改工作指明了方向。

改革開(kāi)放40多年來(lái)，中國(guó)制造業(yè)經(jīng)歷了從“中國(guó)制造”到“中國(guó)智造”的歷程，其主要特征之一便是工業(yè)化與信息化的融合。新工科建設(shè)，一方面要設(shè)置和發(fā)展一批能夠體現(xiàn)“兩化融合”的新專(zhuān)業(yè)，如人工智能、智能制造、機(jī)器人等;另一方面，還要推動(dòng)現(xiàn)有基礎(chǔ)工科專(zhuān)業(yè)的改造和創(chuàng)新，使基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)人才能夠適應(yīng)新需求，既具有某一專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，又具有“學(xué)科交叉融合”的特征;既具有用已有知識(shí)解決現(xiàn)有問(wèn)題的能力，又具有學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，解決新問(wèn)題的能力。

目前，計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課程是電子信息類(lèi)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟件工程、軟件開(kāi)發(fā)方法及過(guò)程管理等，旨在讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，并以此來(lái)思考、分析、解決相關(guān)問(wèn)題。隨著“兩化融合”的推進(jìn)，各行業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)技能的需求逐漸提升，該課程后期的授課范圍將進(jìn)一步擴(kuò)展，在此背景下，該課程的教學(xué)改革就顯得十分必要而迫切。

當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)是電子信息工程專(zhuān)業(yè)通識(shí)階段的必修課，西安明德理工學(xué)院將該課程開(kāi)設(shè)于第四學(xué)期，共48個(gè)學(xué)時(shí)，其中理論課40個(gè)學(xué)時(shí)，占比高達(dá)83.3%，實(shí)踐課8個(gè)學(xué)時(shí)，占比僅為16.7%，所用教材為清華大學(xué)出版社周福才主編的《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可基于C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)算法、理解程序設(shè)計(jì)模式，掌握軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中所涉及的各種技術(shù)，具有按照實(shí)際需求編寫(xiě)實(shí)用性軟件系統(tǒng)的能力。筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該課程教學(xué)在以下因素中存在問(wèn)題。

1.學(xué)生及教學(xué)模式因素

一是教學(xué)課時(shí)有限。多數(shù)高校對(duì)該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)模式為大班集中教學(xué)，受課時(shí)限制，該課程的很多關(guān)鍵知識(shí)在講授時(shí)只能點(diǎn)到為止。但是，本課程的知識(shí)點(diǎn)多而難，算法、概念比較抽象，學(xué)生自行消化、吸收較為困難。二是學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備影響學(xué)習(xí)效果。各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊，理解能力也不同，特別是本課程以C或C++等語(yǔ)言為基礎(chǔ)，若學(xué)生的語(yǔ)言掌握和運(yùn)用能力不足，就會(huì)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)困難，甚至產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。三是學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不夠明確。由于多數(shù)學(xué)生尚不能對(duì)專(zhuān)業(yè)架構(gòu)有明確的認(rèn)識(shí)，不明白計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)與整個(gè)專(zhuān)業(yè)的關(guān)系，加之教學(xué)中很多內(nèi)容不能深入講解，致使學(xué)生無(wú)法體會(huì)到該課程內(nèi)容的重要性。

2.課時(shí)設(shè)置因素

當(dāng)前，多數(shù)高校計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)的課時(shí)設(shè)置以理論授課為主，輔以上機(jī)實(shí)踐，兩者的課時(shí)比例為5：1，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的系統(tǒng)理解及動(dòng)手實(shí)踐能力明顯不足，在后繼課程培養(yǎng)不能有效彌補(bǔ)的情況下，學(xué)生難以達(dá)到新工科中所強(qiáng)調(diào)的，具有更強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，高素質(zhì)、復(fù)合型、應(yīng)用型人才的要求。

3.課程內(nèi)容因素

當(dāng)前，該課程的教材內(nèi)容主要為軟件開(kāi)發(fā)概述、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、軟件工程及軟件開(kāi)發(fā)等。在實(shí)際教學(xué)中，課程內(nèi)容設(shè)置重理論而輕實(shí)用。教師在授課時(shí)，按教材內(nèi)容將各部分知識(shí)分散講解，致使學(xué)生難以將各知識(shí)模塊關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而不能真正掌握每一部分知識(shí)在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用。

教學(xué)改革探索

1.優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)各知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性

課程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程及軟件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、操作系統(tǒng)等知識(shí)模塊自成體系又相互關(guān)聯(lián)（如圖1所示）。教師可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將課程教材結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整：首先，將軟件開(kāi)發(fā)概述與軟件工程結(jié)合在一起，講解整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)所涉及的流程及技術(shù);然后，再分模塊講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)—數(shù)據(jù)庫(kù)—操作系統(tǒng)—軟件開(kāi)發(fā)方法。從全局到局部，使學(xué)生從整體到局部，更容易掌握每一部分的作用。

筆者結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及在業(yè)界領(lǐng)先公司軟件設(shè)計(jì)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)中注重課程的分模塊實(shí)踐教學(xué)，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程及軟件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)等每一個(gè)教學(xué)模塊均與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，與新工科要求結(jié)合起來(lái)，得出了“學(xué)與用”相結(jié)合的教學(xué)方案與模式。

筆者在課程教學(xué)中進(jìn)行了如下優(yōu)化設(shè)計(jì)：

（1）使用軟件工程中的軟件開(kāi)發(fā)思路，設(shè)計(jì)一個(gè)解決實(shí)際問(wèn)題的軟件系統(tǒng)，每一階段都按照軟件工程中的軟件開(kāi)發(fā)模型實(shí)施。

（2）加強(qiáng)操作系統(tǒng)技術(shù)，如讓學(xué)生設(shè)計(jì)一些腳本語(yǔ)言編寫(xiě)程序、熟悉軟件編程的操作系統(tǒng)接口等。

（3）提升軟件測(cè)試技能，讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)一些軟件測(cè)試用例，了解軟件測(cè)試工程師的工作內(nèi)容。

（4）按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件開(kāi)發(fā)模型，使用模塊化設(shè)計(jì)程序，將實(shí)際企業(yè)中的軟件開(kāi)發(fā)思路應(yīng)用到教學(xué)中。

（5）將企業(yè)中常用的一些數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型，如Oracle、DB2、MySQL、SQL Server等介紹給學(xué)生，使其掌握SQL語(yǔ)句的使用，能聯(lián)系實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)中的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，做到有的放矢。

2.調(diào)整課程體系，緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

根據(jù)新工科的要求，將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過(guò)程中，更新教學(xué)內(nèi)容和課程體系，建成滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展需要的課程和教材資源。教師在講授過(guò)程中多增加實(shí)例，將課程內(nèi)容與實(shí)際企業(yè)中的軟件開(kāi)發(fā)流程相結(jié)合，使學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程有清晰的理解。通過(guò)具體實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考與討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，同時(shí)幫助他們提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.改進(jìn)實(shí)踐課程，強(qiáng)化應(yīng)用培養(yǎng)

把傳統(tǒng)的程序練習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)練習(xí)，改為設(shè)計(jì)一個(gè)整體的程序，從需求文檔、設(shè)計(jì)文檔、開(kāi)發(fā)、測(cè)試等分步驟完成;使用軟件工程中的軟件開(kāi)發(fā)思路及瀑布模型設(shè)計(jì)完整的實(shí)踐程序（如圖2所示）;引入企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的思路與過(guò)程，使理論知識(shí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，讓學(xué)生更好地理解“學(xué)有所用”的意義。

在實(shí)踐課程教學(xué)中，要求學(xué)生自行開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件系統(tǒng)。教師先以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)瀑布模型中的每一階段進(jìn)行分解，輸出每一階段相應(yīng)的成果，并將每個(gè)階段的完成情況作為考核因素，再鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思考，獨(dú)立完成任務(wù)，最終完成整個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)流程。

4.細(xì)化課程考核方式

計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，應(yīng)將授課時(shí)間調(diào)整為：理論知識(shí)講解50%，技能演練20%，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)30%。同時(shí)，考核比重也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，降低理論考試成績(jī)比重，增加實(shí)踐課程成績(jī)的比重，將原來(lái)的90%理論+10%實(shí)踐，更改為60%理論+40%實(shí)踐，從考核上引導(dǎo)學(xué)生重視這門(mén)課的動(dòng)手能力培養(yǎng)。

在具體實(shí)施時(shí)，教師應(yīng)聚焦課程教學(xué)目標(biāo)，將課程中的實(shí)踐能力培養(yǎng)占30%，實(shí)踐課程中的軟件任務(wù)成果展示成績(jī)占10%，使能力測(cè)評(píng)和態(tài)度評(píng)估有機(jī)融合，便于綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

結(jié)? 語(yǔ)

隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，“兩化融合”逐漸深入，各專(zhuān)業(yè)對(duì)人才的計(jì)算機(jī)技能均提出了新要求，計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課在非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程中占的比重還會(huì)提升，該課程難掌握且實(shí)踐性強(qiáng)，其教與學(xué)的方式方法值得我們繼續(xù)去研究和探索。

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作者單位：西安明德理工學(xué)院? 陜西西安