程序設(shè)計類課程的實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)研究

胡麗娜，褚洪波，孟憲偉

（黑龍江工業(yè)學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，黑龍江 雞西 158100）

0 引 言

隨著各種信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前我國對于程序設(shè)計類人才的需求逐漸增大，程序設(shè)計類專業(yè)人才在很多行業(yè)中都有著較好的發(fā)展前景。無論是移動互聯(lián)網(wǎng)公司、電子科技公司還是網(wǎng)絡(luò)游戲公司等，對于這類人才的需求都有較大的缺口。因此，高校在培養(yǎng)程序設(shè)計類專業(yè)人才時除了傳授基礎(chǔ)的理論知識，對于學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)同樣需要引起重視并采取相關(guān)措施，通過對自身的教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生更快適應(yīng)社會的發(fā)展需求。程序設(shè)計類課程是計算機相關(guān)專業(yè)的主要課程，同樣也是其他專業(yè)課程和延伸課程的基礎(chǔ)。其中，C語言程序設(shè)計是最為基礎(chǔ)的一項實踐操作類課程。學(xué)生需要運用C語言程序設(shè)計知識，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、圖形學(xué)等方面進(jìn)行設(shè)計，形成一種用計算機來分析和解決問題的思維，也是教師在程序設(shè)計類課程中需要對學(xué)生進(jìn)行重點培養(yǎng)的一項實際操作能力。

1 程序設(shè)計類課程的發(fā)展背景

我國的第十三個五年規(guī)劃建議中明確指出，未來五年軟件工程師將會走向更加具有發(fā)展前景的道路。這一發(fā)展規(guī)劃的提出，對高校教師的程序設(shè)計類課程教學(xué)工作提出了更高的要求。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，軟件工程師已經(jīng)成為當(dāng)下非常受歡迎的一個職業(yè)。學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)過程中，對于專業(yè)的程序設(shè)計能力的掌握十分重要，還需要同時兼?zhèn)湎鄳?yīng)的實踐與創(chuàng)新能力，這樣才能在今后的工作中利用自己的能力為企業(yè)開發(fā)出更多有用的軟件和工程。除此之外，學(xué)生是否具備實踐與創(chuàng)新能力也是衡量計算機專業(yè)學(xué)生是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)。

高校在培養(yǎng)技能型專業(yè)人才的同時還需要構(gòu)建各類應(yīng)用型課程體系，尤其是程序設(shè)計類課程。學(xué)生擁有較強的實踐能力以及獨特的創(chuàng)新能力，也能夠提高學(xué)校的聲譽。高校培養(yǎng)人才可以從以下三方面入手：（1）將應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)課程體系建設(shè)作為應(yīng)用型高校教學(xué)改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的關(guān)鍵要素；（2）在課程建設(shè)和實際操作過程中，需要始終秉持以學(xué)生為本的教學(xué)理念，將學(xué)生對知識的掌握能力作為教學(xué)重點進(jìn)行建設(shè)，注重培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力；（3）還可以通過產(chǎn)教結(jié)合以及校企合作的方式，將人才培養(yǎng)理念轉(zhuǎn)化為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級所需要的新型課程體系。通過高效的人才培養(yǎng)教學(xué)方式提升高校知名度，擴大核心競爭能力，為高校的辦學(xué)創(chuàng)造更加有利的條件。

2 高校程序設(shè)計類課程教學(xué)中存在的問題

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低

程序設(shè)計類課程是當(dāng)前很多工科類高校重點建設(shè)的課程項目，同時也是基礎(chǔ)系最重要的課程。程序設(shè)計類課程本身對于學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握要求較高，需要學(xué)生具備嚴(yán)密的邏輯思維能力、較強的抽象思維能力以及扎實的文化基礎(chǔ)，因為這些基礎(chǔ)能力的缺乏也是很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生困難的主要因素。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能會受到很多因素的影響，導(dǎo)致他們失去對該課程的學(xué)習(xí)興趣，長時間發(fā)展下去，教師對于該課程的講授效率不高的問題也更嚴(yán)重。程序設(shè)計類課程最主要的教學(xué)目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生能夠正確使用計算機來解決一些基礎(chǔ)性問題，提升自己的思維能力以及創(chuàng)新能力。在學(xué)習(xí)過程中難免會感到內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致學(xué)習(xí)難度增大，因此需要培養(yǎng)學(xué)生具備足夠多的興趣和耐力。教師在這個過程中同樣需要發(fā)揮強大的引導(dǎo)作用，將枯燥的課程轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生感興趣的內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開發(fā)創(chuàng)新思維能力。

（2）教師專業(yè)能力有限

當(dāng)前很多高校的程序設(shè)計教學(xué)主要包含的課程為：《C語言程序設(shè)計》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》《算法設(shè)計與分析》《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》和《Java高級程序設(shè)計》。這些課程會貫穿在學(xué)生整個大學(xué)階段的學(xué)習(xí)過程中，但是由于可能會受到某些教師專業(yè)能力有限的影響，學(xué)生對于程序設(shè)計的融合貫通能力不足。教師在對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時，只能教授一些表面的知識，學(xué)生對于這些知識只了解到表面，就失去了學(xué)習(xí)和思考的興趣。另外，有的教師對于學(xué)生在程序設(shè)計方面的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)工作重視程度不夠，教學(xué)目的只是為了讓學(xué)生能夠通過考試，并未制定相應(yīng)的實踐作業(yè)，導(dǎo)致學(xué)生想要進(jìn)行實踐也無從下手。還有一個重要因素，有的高校本身缺乏對于程序設(shè)計類課程的項目資金支撐，在實踐課程教學(xué)過程中學(xué)生并未進(jìn)行過真正意義上的軟件項目開發(fā)訓(xùn)練，缺乏獨立的項目開發(fā)能力，初入職場時就無法獨立開展企業(yè)的技術(shù)開發(fā)工作。以上這些都是導(dǎo)致學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力得不到有效提升的原因。

（3）學(xué)生專業(yè)技能掌握不足

對于程序設(shè)計類課程來說基礎(chǔ)知識非常重要。很多高校在開設(shè)程序設(shè)計類課程時都會將其他一些計算機類的專業(yè)課程融入其中，見表1所列，例如C語言程序設(shè)計、Java高級程序設(shè)計，涵蓋的知識面較廣，需要學(xué)生擁有扎實的基礎(chǔ)。但是從當(dāng)前很多高校的程序設(shè)計類課程的發(fā)展情況來看，大多數(shù)學(xué)生存在基礎(chǔ)知識薄弱、自主學(xué)習(xí)能力差的問題，前期的基礎(chǔ)知識還未掌握就開設(shè)了后續(xù)課程，學(xué)生學(xué)習(xí)較為吃力，老師的教學(xué)也顯得力不從心。即使經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，學(xué)生對于一些簡單的設(shè)計項目仍然無法獨自處理。另外，當(dāng)前很多企業(yè)對于學(xué)生的程序設(shè)計能力、分析問題和解決問題的能力要求較高，這都應(yīng)該成為高校教學(xué)中需要重視的。

表1 程序設(shè)計類課程學(xué)時

3 立體教學(xué)模式的構(gòu)建

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著一定的差別，立體教學(xué)模式的建立更加注重的是學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的增長。教師在進(jìn)行課程教學(xué)的同時會借助新媒體對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全覆蓋，形成立體模式，分別以課堂教學(xué)為長、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為寬、課程項目驅(qū)動為高，從三個維度對課程的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善教學(xué)；學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中需要有三方面能力的提升，分別是學(xué)會了解問題、分析問題以及解決問題。以上三個能力得到培養(yǎng)的同時，學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立的思辨能力也能得到提升，這正是立體教學(xué)模式的意義所在。

從程序設(shè)計類課程的教學(xué)工作和學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況來看，還存在較多的問題。為此，筆者提出了新的教學(xué)模式—立體教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為教學(xué)目標(biāo)，采用項目驅(qū)動教學(xué)方法，以翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)手段。通過翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考的能力，還能在一定程度上培養(yǎng)他們的獨創(chuàng)思維。此外，翻轉(zhuǎn)課堂對于知識點會有一個重新構(gòu)建的過程，在信息傳遞的過程中通常是由教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的互動來實現(xiàn)的，學(xué)生對于知識點能夠更好地吸收，在這個過程中學(xué)生會對自己的能力有一定的了解，從中找到新的問題所在，并想出相應(yīng)的解決方法。教師還可以在課堂教學(xué)中將積分制作為考核方式來記錄學(xué)生的實踐課程成績，為之后的評價工作奠定基礎(chǔ)。

3.1 以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)

傳統(tǒng)教學(xué)模式的教師講授、學(xué)生操作和實踐，課程教學(xué)的重點內(nèi)容在編程語言的語法規(guī)則以及語義上，無形中學(xué)生就會認(rèn)為學(xué)習(xí)編程語言就是學(xué)習(xí)語法知識，只要掌握了語法知識就可以編程，并沒有真正意義上的將教學(xué)目標(biāo)落在程序設(shè)計的應(yīng)用方面。

在程序設(shè)計類課程教學(xué)中，筆者主要以《C語言程序設(shè)計》課程為例，為了能夠提升學(xué)生的編程能力和創(chuàng)新能力，教學(xué)過程中教師需要將自己的重心放在對于編程語言需要理解的思想上，而不是像以往那樣重點講述編程語言的語法。教學(xué)時需要摒棄傳統(tǒng)的“一言堂”教學(xué)方式，注重教學(xué)設(shè)計過程，從課堂設(shè)計到實驗設(shè)計，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，讓教學(xué)內(nèi)容更加有層次感，體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的思想，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力；還可以在自己的教學(xué)中充分地進(jìn)行跨學(xué)科、多方面的結(jié)合，以幫助學(xué)生形成自身的知識框架，建立完善的知識體系；同時要注意相關(guān)知識點的分解，并充分融入到具體的教學(xué)活動中，才能形成最優(yōu)化的教學(xué)方案。講解完每個知識點之后可以通過舉例的方式讓學(xué)生對問題進(jìn)行反思和思考，提出自己的想法和見解，真正做到獨立思考。

3.2 以項目驅(qū)動和以賽促學(xué)為教學(xué)方法

以《C語言程序設(shè)計》課程為例，教學(xué)的真正目的不只是讓學(xué)生掌握某個語法知識點，而是提升學(xué)生運用知識的能力，使其能夠獨立完成軟件項目。因此，教師在自己的課堂教學(xué)中需要正確地利用課堂時間，例如前半堂課程主要講解相應(yīng)的語法知識點，后半堂課程培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力。在課程設(shè)計中需要添加以下兩個項目：（1）“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”：管理系統(tǒng)內(nèi)部需要添加的內(nèi)容包含學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)以及基本的成績展示情況等；（2）“俄羅斯方塊游戲”：教師讓學(xué)生自由地組成合作小組，教師提供命題后要求學(xué)生通過各種渠道分析命題，各小組分工整理，確認(rèn)每一個成員的職能，這樣不僅能鍛煉學(xué)生的溝通合作能力，增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析問題的能力，還能激勵學(xué)生在實踐中不斷探究和創(chuàng)新。整個流程結(jié)束后學(xué)生對于軟件項目制作就有了大致了解，更有信心完成其他管理系統(tǒng)或游戲系統(tǒng)項目。項目驅(qū)動式教學(xué)方式是一種流動的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式有一定的區(qū)別，教師在整個教學(xué)過程中需要起到引導(dǎo)作用，促進(jìn)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力得到真正的提升，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3 以翻轉(zhuǎn)課堂作為教學(xué)手段

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段已經(jīng)在很多高校中得到了較好的實踐。在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，需要組織學(xué)生之間進(jìn)行交流和互動，幫助協(xié)調(diào)他們之間的關(guān)系。通過優(yōu)化教學(xué)資源、構(gòu)建多元的評價體系等方式，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，將教學(xué)轉(zhuǎn)化為探究性、自主性的學(xué)習(xí)活動，還可融合多種教學(xué)資源，提高教學(xué)資源的利用率，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。教師通過建立多元化的評價體系，將定性評價與定量評價結(jié)合起來，使評價更加全面準(zhǔn)確，根據(jù)學(xué)生在課堂的前中后三個階段的表現(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)評價，保證評價能夠因材施教地進(jìn)行。筆者從本校程序設(shè)計類課程中可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段實施產(chǎn)生了較好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到了提升，對于基本的編程語言知識點掌握較好，提升了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力；課堂上教師根據(jù)學(xué)生的疑問進(jìn)行專門講解和探討，與學(xué)生之間的交流和互動逐漸增多。

3.4 以積分制作為考核依據(jù)

與應(yīng)試教育的教學(xué)目標(biāo)有一定的差別，高校在人才建設(shè)和培養(yǎng)方面主要側(cè)重學(xué)生能力的提升，尤其是在程序設(shè)計類課程教學(xué)實踐中，對于學(xué)生的能力進(jìn)行考核十分重要。學(xué)生成績積分評定主要來自平時成績和綜合項目成績兩部分，各占50%的比例。教師在考核時需要加入學(xué)生的平時表現(xiàn)分以及小組之間互動的成績，以此進(jìn)行綜合性考察。將積分制作為考核標(biāo)準(zhǔn)形式，學(xué)生會有較高的參與感、成就感和滿足感，學(xué)習(xí)興趣也會隨之提高。

4 結(jié) 語

程序設(shè)計類課程是一門專業(yè)性和實踐性較強的課程，教師在整個教學(xué)過程中需要充分扮演引導(dǎo)者的角色，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。本文通過建立新型的立體教學(xué)模式讓學(xué)生能夠得到真正意義上能力的提升，有效提升學(xué)生分析和解決實際問題的能力，同樣為高校的人才建設(shè)和培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。