論高等農業(yè)院校之程序設計類實踐人才培養(yǎng)模式——以甘肅農業(yè)大學為例

劉立群，王聯(lián)國，韓俊英，火久元

（1.甘肅農業(yè)大學　信息科學技術學院，甘肅，蘭州　730070；2.蘭州交通大學　電子與信息工程學院，甘肅　蘭州　730070）

論高等農業(yè)院校之程序設計類實踐人才培養(yǎng)模式——以甘肅農業(yè)大學為例

劉立群1，王聯(lián)國1，韓俊英1，火久元2

（1.甘肅農業(yè)大學信息科學技術學院，甘肅，蘭州730070；
2.蘭州交通大學電子與信息工程學院，甘肅蘭州730070）

摘要：高等農業(yè)院校程序設計類基礎課程以培養(yǎng)實踐人才為根本目標，將CBE教學模式和程序設計類課程教學結合起來，在教學內容、教材及教學資源建設、教學方式等關鍵環(huán)節(jié)進行了綜合改革，形成了2+2+3的“理論教學及實驗教學相統(tǒng)一的課程建設體系，理論教材及實驗教材相統(tǒng)一的教學資源建設，CBE教學方式、項目驅動教學方式及雙語教學方式三層次實踐人才培養(yǎng)過程”實踐人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有“寬基礎、強特色、高素質、實用性”復合型實踐程序設計人才，在實踐人才體系培養(yǎng)方面取得了顯著成效.

關鍵詞：高等農業(yè)院校；程序設計；CBE教學模式；實踐人才培養(yǎng)模式

1　引言

當前，我國農業(yè)正處在由傳統(tǒng)農業(yè)向現代農業(yè)轉變的時期，用信息技術對農業(yè)生產的各種要素進行數字化設計、智能化控制、科學化管理，能夠大幅度減少農業(yè)消耗，降低生產成本，提高產業(yè)效益.根據教育部“面向21世紀教育振興行動計劃”提出的以培養(yǎng)人的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新教育來適應日新月異的科技發(fā)展和社會需求的有關精神，結合高等農業(yè)院校的具體情況，以創(chuàng)新教育為導向、深化農業(yè)院校學生計算機程序設計能力培養(yǎng)的教學體系建設為目標，對高等農業(yè)院校程序設計類課程人才培養(yǎng)模式進行了探索和改革.

程序設計類課程是高校計算機教育的基礎與重點，是一門對理論與實驗開展同步教學的課程[1].在不遠的將來，程序設計和數學建模與微積分、高等代數、大學物理一樣，成為所有大學的核心基礎課程[2].程序設計類課程具有知識點多、概念復雜、規(guī)則繁多、使用靈活、自由度大、抽象度深等特點[3-5].我校生源中農村學生居多，基礎教育階段接觸計算機較少，大學低年級階段急需大力普及計算機基礎知識、培養(yǎng)計算機應用能力.作為農業(yè)院校，程序設計類基礎課程培養(yǎng)人才的目標要更明確，方法和手段要更有效，因此培養(yǎng)具有“寬基礎、強特色、高素質、實用性”復合型實踐人才是非常有必要的.

在這個培養(yǎng)目標基礎上，學校按照國家精品課程指標體系要求，突出創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)的先進教育思想，強化教學全過程管理，以把程序設計類基礎課程建設成為能夠反映本學科領域的最新研究成果、具有農業(yè)院校鮮明特色的示范性精品課程為目標，在教學內容、教材及教學資源建設、教學方式等關鍵環(huán)節(jié)進行了綜合改革，形成了2+2+3的實踐人才培養(yǎng)模式，在實踐人才體系培養(yǎng)方面取得了顯著成效.

2基于CBE項目驅動式的程序設計類實踐人才培養(yǎng)模式

CBE（Cometency Based Education）的涵義是“職業(yè)綜合能力為基礎的教學模式”，簡稱能力教育[6].CBE教學模式的特點是教學方法多樣化，一切以學生為中心，強調在實踐中學習，在學習中實踐[6].CBE的特點恰好和我校實踐人才培養(yǎng)目標相符合，學校以“十二五規(guī)劃”建設為契機，融合CBE教學特點，建立程序設計類基礎課程實踐人才培養(yǎng)模式，結合高等農業(yè)院校的實際，以崗位必須的知識、技能、行為意識為從業(yè)能力的基礎，以能力表現為教學目標，教學進程的基準，注重“學”并以學生的學習為中心，不受時間和環(huán)境限制組織課程與實施教學，形成了2+2+3的實踐人才培養(yǎng)模式.

2.1理論教學內容及實驗教學內容相統(tǒng)一的建設體系

2.1.1理論教學內容課程體系建設

隨著我國經濟持續(xù)快速增長和信息技術的飛速發(fā)展，我國走新型農業(yè)現代化道路對培養(yǎng)新一代具有信息素養(yǎng)和計算科學創(chuàng)新能力的農業(yè)科技創(chuàng)新人才提出了迫切需求.以這種社會需求為導向，對農業(yè)院校程序設計類課程體系建設進行探索和改革，構建“分層次、分專業(yè)”的課程體系，貫通三大層次全校五十三個農業(yè)本科專業(yè)培養(yǎng)方案，將程序設計類課程按專業(yè)分三類開設，農醫(yī)類專業(yè)開設VB、文史類專業(yè)開設VFP、理工類專業(yè)開設C，實現了因材施教、以社會需求為導向的目的.教學內容強調課程內多知識點融合、跨課程知識體系融合、已學與拓展知識融合、實驗與課外研究融合等四方面，做到了從點到面、從單元到系統(tǒng)、“引導入門-基礎系列-專題研究-科學研究”的循序漸進的教學過程.

2.1.2實驗教學內容體系建設

通過實驗進一步理解程序設計的基本知識，通過理論和實踐教學，使學生較好地掌握程序設計語言各方面的知識，掌握基本的程序設計過程和技巧，具備初步的高級語言程序設計能力，并能熟練應用程序設計集成環(huán)境進行程序設計語言的編寫、編譯與調試，達到全國計算機等級無紙化考試的要求.為配合理論教學我們將實驗分為以下三種類型.第一類是基礎與驗證型實驗，主要涉及該課程的相關知識點；著重培養(yǎng)學生邏輯分析的能力，學會使用流程圖、偽代碼描述問題，學會使用計算機的處理方法思考問題，把計算機語言的教學內容從數學游戲的圈子轉變到社會實踐中的計算機應用，培養(yǎng)和訓練學生分析、解決實際問題的能力.第二類是設計與開發(fā)型實驗，有效培養(yǎng)了學生綜合應用知識與技術的能力，培養(yǎng)學生帶著問題自主學習、尋找答案的能力.實際中結合學生信息管理系統(tǒng)、數值數據處理、信息數據管理等開發(fā)案例展開實驗.第三類是研究與創(chuàng)新型實驗，針對部分興趣高、編程能力強的學生設計該類實驗，重在培養(yǎng)學生的研究能力與創(chuàng)新意識.采用軟件工程的方法引導學生進行分析和設計，實現完整的小型應用系統(tǒng)，主要以“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)新杯”競賽、SRTP項目及畢業(yè)設計的形式進行開展.

2.2理論教材及實驗教材相統(tǒng)一的教學資源建設

2.2.1理論教材建設

根據《普通高等教育農業(yè)部“十二五”規(guī)劃教材》的要求，并按照2013年全國計算機等級考試調整方案要求，對教材每個知識點按照“提出問題—解決問題—歸納分析”三部曲進行建設.對每個實例按照“提出實例—程序設計分析—參考程序—程序運行結果—程序分析—注意事項”幾個步驟進行編寫.在各知識點中，增加了一些兼具趣味性和實用性于一體的程序實例，并補充了代碼風格、函數封裝、程序調試、常見錯誤分析等現代程序設計必備的知識.這些資源通過整合后上傳至網絡教學平臺成為網絡課程，由授課教師按課程進度授權給學生使用.

2.2.2實驗教材建設

為配合等級無紙化考試要求，實驗教材運行環(huán)境建立在等級考試集成開發(fā)環(huán)境下，增加了無紙化上機測試題，包括選擇題、程序改錯題、程序填空題和程序設計題四大部分.教材建設過程中，收集整理了大量教學資源，注重立體教材建設工作，教材全部配套編寫了多媒體課件、講義和教案，習題提供標準答案.配套課件實現“文字分層顯示、算法動態(tài)演示”的功能，增強圖文并茂的特點.

2.3 CBE教學方式、項目驅動教學方式及雙語教學方式三層次實踐人才培養(yǎng)模式

強調實踐對理論教學的指導作用，將企業(yè)作為實訓基地，建立校企長期合作，采取校企互動的方式，針對性地培養(yǎng)既具有扎實的基礎理論知識，又能解決實際工程問題的復合型、實用型人才.實踐項目內容從知識方法應用、綜合設計到研究探索循序漸進，深化實驗項目的層次性和工程背景，實現以工程為背景、研究方法多樣、綜合應用所學知識、對實驗進行研究探索的程序設計類實踐教學體系，從而使程序設計類課程體系更加適應社會需求，更加靈活應變.實踐教學體系如圖1所示.

圖1實踐教學體系

圖2基于CBE項目驅動式的程序設計類實踐人才培養(yǎng)過程

充分利用現代化教學手段，注重各種立體化教學資源的積累和充分利用，采用項目案例遞進式實訓過程LTM （Learning Training Mentoring）的循序漸進的模式提高實訓質量，利用網絡教學平臺優(yōu)化課程答疑和反饋的方式和途徑，改革課程的考核方式使其更有利于檢驗學生的能力，廣泛利用網絡教學平臺幫助學生課后學習和自主學習，培養(yǎng)學生的學習能力.具體教學方式如下，教學過程見圖2所示.

2.3.1 CBE教學方式

第一層次是通過互動式和案例教學法，在教師的指導下根據教學目的和要求，運用多種形式啟發(fā)學生獨立思考，根據遇到的實際問題，進行綜合分析研究，提出見解，做出判斷和決策，從而提高學生分析問題和解決問題的能力；第二層次是基本操作技能訓練和基本工作能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學生具有嚴謹的科學態(tài)度與規(guī)范的操作方法，采用仿真與實際相結合的手段，既加強了學生對基礎理論知識的理解，又學會了知識的綜合運用，使學生能運用掌握的理論知識來解決實際問題；第三層次是實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實習基地實現基本技能轉化現實的工作方法和工作能力，實現“校園人”向“社會人”角色轉變.

2.3.2項目驅動教學方式

從農業(yè)院校實際需求出發(fā)，項目力求既結合實際，又能涵蓋課程教學的要求.教師提出學生自學和開發(fā)、研究的進度，設計教學進程，以程序編制牽引理論教學，以項目開發(fā)和程序的拓展驅動教學.通過項目和實例講授程序設計的基本概念、基本方法，把重點放在解題思路上.從開始就使學生將注意力集中在所解決的問題領域，從具體實例理解程序設計類課程的開發(fā)特點和程序總體框架，通過實例本身既學會某一類問題的解決方法和算法設計，又掌握了程序設計類課程的基本語法、語句.即在程序設計類課程的環(huán)境下，針對農業(yè)類實際問題進行分析、構建數學模型、設計算法、最后編程實現.

在學習的不同階段設計不同針對性的實例，主要包括以下三個階段.第一，開始階段設計的實例是將學生的注意力吸引在程序設計類課程的總體功能和程序的總體框架上；第二，在學習中間階段設計針對某些數據類型或應用特點的實例、針對模塊分解和組合的實例、針對算法分析與設計的實例等；第三，在學習的后期進行綜合課程設計，將所學知識融會貫通.在設計實例的同時還需要調整課程的教學模塊，有些章節(jié)知識需提前引入，如函數、文件等，先不深入學習，僅作為宏觀分析問題解決問題的工具，可在后續(xù)實例學習過程中逐步加深理解和應用.

2.3.3雙語教學方式

雙語教學是貫穿于以上各教學方式中的.作為程序設計語言，其語法表達采用的就是簡單而含義明確的英文單詞，且上機環(huán)境也為英文界面，二者關系密不可分.程序設計課程教學中加入適當的計算機及程序設計方面的英文專業(yè)詞匯，部分或全部教案采用英文形式，有助于學生專業(yè)英語水平的提高和盡快熟悉、適應以英文信息為基礎的軟件開發(fā)環(huán)境.

3　教學成效

程序設計類基礎課程實踐人才培養(yǎng)模式在全校推廣的幾年內，教學成效顯著，具有顯著的教學示范效果.（1）課程教學質量評價高，教學效果好.由教務處組織的學生評教結果顯示，課程組的所有教師近3年的評價平均成績均在90分以上.（2）凝練并更新教學內容，融入農業(yè)院校的特色先后編寫出版了8部教材，其中《C語言程序設計》兩部教材先后被列入《普通高等教育農業(yè)部“十二五”規(guī)劃教材》，“VB程序設計”和“C語言程序設計”課程先后被評為甘肅農業(yè)大學校級精品課程.按照省級精品課程建設要求，搭建了程序設計類課程學習網站，并開發(fā)了程序設計類課程學習論壇.（3）學生學習效果整體得到提升.我校學生參加全國計算機等級考試（二級）的過關率逐年穩(wěn)步上升，并在全省高校中名列前茅；參加全國計算機等級考試（三級、四級）的學生人數逐年增加，過關率也有所提高.培養(yǎng)模式應用推廣期間，課程組教師負責指導學生參加學校SRTP項目50余項；指導學生參加第一、二、三、四屆甘肅省“創(chuàng)新杯”計算機應用技能大賽，共獲獎項30余項，參與學生90余人；指導學生參加全國大學生數學建模競賽，共獲獎項8項，參與學生24人；指導學生參加全國大學生電子設計競賽、共獲獎項3項，參與學生9人；指導學生參加甘肅省“挑戰(zhàn)杯”課外科技學術作品競賽，共獲獎項3項，參與學生10余人；近三年內課程組成員指導學生累積獲得省級以上獎勵120余人次.我校生源中農村學生居多，基礎教育階段接觸計算機較少，但在全國計算機等級考試中通過率已連續(xù)多年高于全省高校平均水平.

4　結束語

高等農業(yè)院校程序設計類基礎課程以培養(yǎng)實踐人才為根本目標，將CBE教學模式和程序設計類課程教學結合起來，形成了特色鮮明的2+2+3的實踐人才培養(yǎng)模式，全校推廣后教學成效顯著，具有顯著的教學示范效果，為高等農業(yè)院校培養(yǎng)具有“寬基礎、強特色、高素質、實用性”復合型實踐程序設計人才奠定了基礎.

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參考文獻：

〔1〕付沙，薛娟，陳智俐.計算機程序設計類課程實驗教學改革與研究[J].計算機時代，2010（4）：56-58.

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〔5〕王圓妹.非計算機專業(yè)C語言教學改革的探討[J].長江大學學報（自然科學版），2009，6（2）：385-386.

〔6〕張洪忠.實施CBE教學模式促進高職教育創(chuàng)新[J].晉城職業(yè)技術學院學報，2010，3（2）：8-10.

基金項目：中華農業(yè)科教基金會教材建設研究項目“基于CBE項目驅動式的C語言程序設計教學模式探索與研究（NKJ201203023）；國家自然科學基金（61063028）；甘肅省科技計劃資助項目(No.145RJYA288)；甘肅農業(yè)大學教學研究項目（GSAU120226，GSAU120229）；甘肅農業(yè)大學盛彤笙科技創(chuàng)新基金資助項目（GSAU-STS-1322）

中圖分類號：G645

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0265-03