面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的計算機軟件課程群建設

戴敏++董晨

摘要：從計算機專業(yè)軟件課程群的建設入手，研究應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)問題。以計算機軟件基礎與核心課程為中心，通過建設系列課程、優(yōu)化知識結構、改進教學內容、提高實踐教學質量等，將創(chuàng)新教育貫穿于整個專業(yè)教育過程中，面向應用培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新意識。

關鍵詞：創(chuàng)新意識；計算機軟件；課程建設；實踐教學；

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0115-02

計算機學科的快速發(fā)展要求計算機專業(yè)人才不僅要具備扎實的專業(yè)基礎知識、計算機系統(tǒng)設計與分析能力，還要具備不斷掌握新知識、新概念、順應計算機快速發(fā)展的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質。因此，如何面向應用培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力，不僅符合現(xiàn)代教育的要求，同時也適應計算機學科發(fā)展的需求。在現(xiàn)有計算機課程體系中，數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、編譯原理等課程是計算機專業(yè)的軟件基礎和核心課程。這些課程貫穿于四年的計算機專業(yè)教育，是培養(yǎng)學生全面、系統(tǒng)掌握計算機專業(yè)知識、提高軟件研發(fā)能力與應用創(chuàng)新能力的重要課程。本文從計算機專業(yè)軟件課程群建設、構建軟件知識平臺、改進教學方法、提高實踐教學質量等方面，探討如何通過優(yōu)化知識結構、構建實踐教學體系，將創(chuàng)新教育貫穿于整個專業(yè)教育過程中，面向應用培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新意識，以適應計算機學科發(fā)展和專業(yè)教育的需要。

一、科學設置課程群框架，構建軟件知識平臺

以掌握軟件理論知識、提高基本技能為目標，按學科、課程相互聯(lián)系構建軟件課程群，使以數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、編譯原理等課程為中心的專業(yè)基礎課、專業(yè)課相互滲透、交叉，形成網(wǎng)絡結構，形成計算機專業(yè)的軟件知識平臺。

（一）課程群和教學內容設置的原則

1.突破基礎性標準，突出前瞻性要求。教育往往落后于技術的發(fā)展，而課程體系制定后也有一個相對的穩(wěn)定期。我們以夯實專業(yè)基礎、提升實踐能力為重點，對軟件課程群的設置采用“基礎課群”和“專業(yè)套餐”相結合的課程框架。以專業(yè)基礎課為中心的“基礎課群”保持相對穩(wěn)定，“專業(yè)套餐”中相應專業(yè)課、選修課應突出一個“新”字，可隨技術的發(fā)展每年調整。學科平臺課程群包括的主要軟件課程有、高級程序設計語言、數(shù)據(jù)結構與算法、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、編譯原理等；專業(yè)課課程群主要包括數(shù)字圖像處理、計算機圖形學、軟件工程、多媒體技術、軟件新技術模塊等。

2.突破課程局限，構建系列課程。計算機的課程具有理論性與實踐性都強的特點，而這些要求有時很難通過單門課程達到。以課程建設為中心，構建系列課程的目的是通過多門相關課程的學習和相應的實踐環(huán)節(jié)，使學生既具有扎實的理論功底，又具有很強的實踐能力和創(chuàng)新能力。以數(shù)據(jù)庫課程建設為例，通過設置數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（側重理論性）、數(shù)據(jù)庫程序設計（理論向技術過渡）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設計（突出實踐能力和創(chuàng)新能力），達到使學生既掌握基本原理，又能熟練應用和操作數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并能設計和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的能力。為突出專業(yè)特色，提高學生嵌入式系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)開發(fā)的能力，我們在課程體系中分別為嵌入式方向軟件開發(fā)方向設置了兩組系列課程，每組包含3門相關課程。

（二）改革教學內容，優(yōu)化知識結構

根據(jù)學科發(fā)展特點對軟件課程群的教學大綱和實驗大綱進行了修訂，主要體現(xiàn)在如下幾方面：

1.優(yōu)化課程教學的內容。例如，數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展很快，一本數(shù)據(jù)庫教材若連續(xù)使用多屆，必定難以適應技術的發(fā)展，這就要及時進行教學大綱和教學內容的更新，適當壓縮、刪減教材中的陳舊內容，增加補充專題，實現(xiàn)教學內容的動態(tài)調整，以保證教學內容的先進性和前瞻性。

2.明確不同課程教學內容的重點，保證不同課程教學內容的銜接。通過加強課程間實驗的繼承性、設立系列課程設計等策略，循序漸進地提高學生實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.加強實踐環(huán)節(jié)比重，創(chuàng)建一種新型的實驗指導方式：增設課外實踐環(huán)節(jié)，與課內實踐學時比例為1：1。改變傳統(tǒng)的以班為單位、學生完全按教師指定的時間完成指定實驗的教學方式，允許和鼓勵學生免做一些簡單的實驗，或改變實驗項目的順序，或自選一些實驗項目。將傳統(tǒng)的教師講授、學生按時完成指定實驗，改為學生在教師指導下自主組織完成實驗，形成以能力為導向的學習環(huán)境。

二、改革教學方法，探索新的教學模式

為適應創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，在教學方法與手段上應不斷進行探索與創(chuàng)新，在教學過程中吸取傳統(tǒng)的教學方法的精髓，對傳統(tǒng)的教學方法進行整合和改造，探索開放式教學模式。

1.加強啟發(fā)教育模式，改革傳統(tǒng)教學方法。從根本上改變學生死記硬背、照搬課本的習慣，高校教師要科學設計啟發(fā)教育模式，積極實現(xiàn)由教師為主的課堂模式向以學生為主的新模式轉變，課堂教學多交流、多探討，突出學生的主體地位。以《數(shù)據(jù)結構》課程為例，不少學生覺得這門課的知識點多、算法靈活多變，上課時能聽懂，在課后自己獨立解決問題時卻不知如何下手。教師把知識“嚼碎了”教給學生，學生卻不能解決問題，這是為什么呢？其實《數(shù)據(jù)結構》的教學目的不僅是要讓學生學習數(shù)據(jù)結構的基本理論知識，更重要的是培養(yǎng)學生的思維能力和掌握解決問題的基本方法，幫助學生實現(xiàn)從知識到能力和方法的轉化。我們結合數(shù)據(jù)結構課程的特點和啟發(fā)式教學的目標，以質疑和分析為基礎，探討了一種新的教學實踐方法：QADS[1]，使學生在學習過程中不斷思考，掌握學習方法，形成較強的學習能力，最終達到舉一反三目標。

2.探索基于CDIO的“開放式”教學模式。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）是麻省理工學院和瑞典皇家工學院等大學繼承和發(fā)展歐美20多年來工程教育改革經(jīng)驗，創(chuàng)立的先進的工程教育模式[2]。C—D—I—O分別代表構思—設計—實現(xiàn)—運行，意指將工程教育寓于工程實踐之中，在產(chǎn)品從構思、研發(fā)、應用到再改進的全生命周期中，提升學生的工程基礎知識、個人技術能力、系統(tǒng)工程能力和團隊協(xié)作精神。我們根據(jù)軟件企業(yè)的人才需求，借鑒CDIO工程教育理念，探索基于CDIO的軟件課程教學模式，并將此教學模式成功應用于《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程的教學中，選擇一個難度適中、知識拓展性強的工程項目貫穿整個課程，從項目需求分析，到概念設計、邏輯設計、物理設計，最后到數(shù)據(jù)庫的腳本生成，在這一系列過程中，展開各章理論知識的講解，將知識點的講授與項目的構思、設計、實現(xiàn)和運作緊密結合[3，4]。

3.建立多維互動教育教學模式。接受教育是以“講解—接受”的課堂教學模式為其實踐基礎的。由于我國的教育長期以來是一種以傳授知識為中心的教育，講授法長期以來成了“填鴨式”，學生的思想被禁錮起來，追求唯一答案的思想也嚴重地制約了創(chuàng)新意識的發(fā)展。進行創(chuàng)新教育，要鼓勵全體學生參與教學，在教育學的互動中調動學生的學習熱情、啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。教學的互動并不僅僅局限于課堂教學中，還要延展到課堂外。結合精品課程建設，研發(fā)了網(wǎng)絡綜合教學平臺，為學生提供了包括課程介紹、課件下載、教學視頻、課后練習測試、在線答疑、提交作業(yè)、案例演示、工具下載、多媒體素材等豐富實用的教學資源。通過計算機網(wǎng)絡在線學習以及與教師在線交流，促進學生自主學習、個性學習和深入學習。教師還利用微博、微信、聊天群等途徑，實現(xiàn)與學生的多維互動。

課程教學是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基本途徑，是培養(yǎng)方案的基本落腳點。本文以計算機軟件專業(yè)基礎和核心課程為研究對象，將這些課程作為一個整體，從教學內容、考核方式、實踐教學環(huán)節(jié)等方面進行研究，圍繞課程群建設，將實踐教學和創(chuàng)新教育貫穿于整個專業(yè)教育過程中，全方位地培養(yǎng)和提高本科生的實踐能力和創(chuàng)新意識，將培養(yǎng)模式從“知識導向型”向“能力導向型”轉變，使學生不僅具體解決實際應用問題的能力，而且具有更好的靈活性和創(chuàng)新能力，以適應計算機技術的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]戴敏，劉鳳連，雷鳴.數(shù)據(jù)結構教學中QADS啟發(fā)式教學過程探討[Z].天津理工大學暑期教學研究論文集，2010.

[2]呂慶文，曹蕾，李遠念，陳武凡.基于CDIO模式培養(yǎng)復合型卓越軟件工程師的探索[J].高教探索，2013，（1）：71-76

[3]董晨，戴敏，張樺.基于CDIO模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學改革研究[J].計算機教育，2012，（5）.

[4]董晨，戴敏，張樺.基于CDIO模式的“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”課程實踐教學研究[J].計算機教育，2012，（6）.