以培养卓越工程师为目标的程序设计基础教学

李洪国　刘启明　岳峻　苏庆堂

摘要：计算机公共基础课程是学生素质教育中的重要组成部分。文章基于“卓越工程师教育培养计划”，探讨程序设计基础课程在应用型人才培养方面所做的教学改革与实践，探索在教学中如何有效培养学生的计算思维能力、应用能力和创新能力。

关键词：卓越工程师；程序设计课程；应用型人才培养；计算思维

0 引言

教育部启动的“卓越工程师教育培养计划”旨在国家经济转型的关键时期提高全国工程人才质量，培养具有较强实践能力的高质量应用型、创新型人才，以适应社会经济发展需要。计算机科学与其他学科日益交融，几乎所有的学科在科研和工程中都会用到计算机技术。如何提升非计算机专业学生的计算思维能力、应用能力、创新能力，成为高校公共课教学改革面临的重大课题。笔者围绕程序设计基础（VB.NET）课程，探讨该课程在教材建设、教学内容、教学方法、考核方式等方面所做的教学改革，期望通过引导学生学习程序设计基础课程，提高学生的计算机应用能力。

1 程序设计基础（VB.NET）教学改革与实践

程序设计基础作为公共必修课，是非计算机专业学生的第一门计算机编程语言类课程，在整个课程培养体系中占有非常重要的地位，也是对学生之前所掌握计算机知识的一种提升，更是对学生后续参与科研或工程时计算机应用能力的一种培养，担负着培养学生发现问题、分析问题及使用计算机程序解决实际问题的能力。

程序设计基础课程可分别教授C和VB两种语言，学生在大一第二学期选课时可以自由选择学习其中一种语言，由于使用VB语言可以很方便地设计并实现一个窗体类应用程序，操作简单明了，所以工科学生比较倾向于学习VB语言。

1.1 存在的问题

程序设计基础（VB）课程之前采用VisualStudio 6开发工具教授VB语言。在信息技术飞速发展的今天，该开发环境及编程语言已经无法满足当前教学的需要。相对于Visual Studio 2010开发平台，在开发大中型管理系统方面，其易用性及可操作性都已经远远落后。VB.NET是一种面向对象的程序设计语言，它采用面向对象的编程技术、事件驱动的模块设计，使程序设计变得轻松快捷。在VS2010中使用VB.NET语言开发功能完善的窗体应用程序更加简单，因此在各个领域得到了广泛的应用。

目前VB.NET教学资源匮乏，大多数教材重理论，实用性案例较少，无法达到培养学生计算思维、应用能力和创新能力的目的，不能适应信息技术的飞速发展，也无法实现培养应用型人才的目标。课程组决定教授VB.NET语言，并且为该课程编写合适的本科教材。

1.2 教学目标

（1）通过基础案例的学习让学生理解基础知识，掌握基本的程序设计方法。

（2）通过案例驱动式教学，培养学生综合运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题的计算思维和计算机应用能力。

（3）通过引导学生积极参与课堂讨论，培养学生的表达能力、沟通能力、创新能力及独立思考能力，促进学生自学相关知识的兴趣。

（4）通过大型综合案例激发学生学习兴趣，培养学生自主深入学习并勇于探索的能力，鼓励基础好的同学起到带头示范作用，培养学生的团队协作能力。

1.3 教材体系建设

在教材建设过程中我们充分考虑到了应用型人才培养的特点，以培养学生计算思维及应用能力为目的，精心策划教材内容，结合实际情况设计教学案例构建全新的课程体系，从而使课程更显实用性。

理论教材以“案例驱动”为教材编写思路。根据知识体系，所编教材每一章内由浅入深、循序渐进地划分为若干案例，选取具有一定代表性和实用性的案例，引导学生逐步掌握相关知识及程序设计的方法。案例也有选择地吸收了.NET框架新知识和新技术，不仅提高了解决问题的效率，同时也培养了学生获取新知识的能力。

每一个案例都是一个实际的任务，包括要求、任务、解决方案和知识点4部分内容。要求部分描述实际问题；任务部分提示解决该问题时会用到的知识点；解决方案部分详细描述使用相关知识和技术如何解决该问题；知识点部分则详尽讲解该案例所用到的知识点及这些知识点的扩展用法。通过完成每一个案例，让学生了解如何使用所学知识解决实际问题，锻炼了学生的计算思维能力和应用能力。

实验教材内容与理论教材内容相配合，与新的应用型实践教学相适应，目的在于培养学生的应用能力。我们选取了具有综合性和前瞻性的案例，有效地扩展了主教材内容的深度和广度。教材也提供了多层次的案例，有利于学生自主学习。

两本教材讲解详细，拥有丰富的案例，对案例中的重点、难点讲解透彻，以深入浅出的语言风格、简洁明了的程序解决生活中的一些实际应用，具有很高的实用性，既能锻炼学生的计算思维能力、应用能力，也为后续学习奠定了坚实的基础。在实际教学过程中可以根据实际情况有选择地讲授相应案例。

1.4 案例驱动式教学

课程的实践性很强，如何使学生在较少的课时内快速掌握相关知识，更好地培养学生的应用能力和创新意识，全面提升学生综合素质，做好教学内容组织和教学方法非常关键。理论课环节在保证教材系统性的基础上，合理精简课程、强化重点，优化教学内容组织和教学环节。教学中，我们采用案例驱动式教学，通过基础案例演示如何应用理论知识解决实际问题，增强学生对基础知识的理解；通过高阶案例的学习，逐步介绍更完善的程序设计方法及实现方式，引导学生独立思考，提高学生的应用能力。

案例以“提出问题、分析问题、设计算法、归纳总计”的方式讲授，该教学方式有利于激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性和主动性，这种教学方式不仅培养了学生的表达能力、应用能力、计算思维、创新能力，也激发学生的竞争意识，促进了学生的上进心和求知欲望。教师在一些知识点中加入了经典算法或实用案例展示，引导学生进一步理解和掌握程序设计方法及最新的技术，提高实践应用能力。endprint

1.5 积极引导，因材施教

学生的计算机基础水平不同，理解能力也不同。要提高授课质量，就一定要重视这种差异。教师要引导并调动学生的积极性、主动性，提升学生自信心，让学生的能力得到最大程度的发挥。为了促进学生之间互帮互助、互相督促，我们重点培养了学生的团队协作能力。在学期之初指导学生自由组成小组，小组成员基本都是相处比较融洽的同学，有利于沟通和问题的讨论。适时在课堂上以实际问题引导学生讨论，不仅可以活跃课堂气氛，还能激发学生学习欲望及思维能力。在学期末每个小组都要上交一个功能实用并解决现实问题的综合管理系统。如果功能比较完善、设计新颖、有创新，可以给予加分。

在教学过程中，教师要适时关心基础较差的学生，给予鼓励和帮助，增强他们的自信心，让学习能力差的同学也可以掌握案例所涉及的知识，跟上教学进度。对于基础较好且对计算机程序设计感兴趣的学生，要充分调动他们的积极性、主动性和创造性，鼓励他们加快学习进度并完成教材中的高阶知识部分内容，在实践过程中给予适当引导，让他们发挥带头作用，带动整组同学的学习兴趣，培养团队协作精神。

1.6 多元化的考核方式

课程采用多元化的考核评价方式，全面客观地考核学生的学习情况，具有较好的区分度。考核内容包括出勤率（10%）、课堂表现（包括回答问题、课堂讨论等，10%）、实践课作业（30%）、综合设计（40%）、综合设计报告（10%），视情况给予组长加分。考核评价方式重在培养学生的计算思维能力、表达能力、实践能力和创新能力，鼓励学生多动脑探索，激发学生自主学习的能动性，提高学生的计算机应用能力。

2 教学效果

课程改革以培养卓越工程师为目标，重在强化学生的计算思维及应用能力。教学方式从传统的知识讲授改变为案例驱动式教学，教师在课堂上营造一个和谐的讨论氛围，通过案例提出问题，引导学生积极参与讨论，激发学生学习的主动性，让教与学形成良好的互动，打破一言堂的局面，增加课堂的趣味性。通过案例导向的教学方法，引导学生发现问题，运用所学知识分析问题，使用正确的技术方法解决问题，不仅加深了学生对知识的理解，还培养了学生的计算思维能力，提高了计算机应用能力和创新能力。

在课堂上教师与学生之间的良好互动，不仅拉近了教师与学生的距离，消除了教师和学生之间的隔阂，而且让教师更容易发现教学问题，促进教学改革，形成教学相长的良好态势，取得了良好的教学效果。这种教学方式一方面激发了学生的学习兴趣和求知欲，降低了不及格率，另一方面教师与学生之间的关系也更融洽。课程结束后很多同学相继报名参加全国计算机等级考试、软件设计师考试及软件设计大赛。一些同学也积极参与教师主持的各类科研项目，不仅为科研项目增加了新鲜动力，而且通过参与科研项目的开发进一步培养了学生的计算思维、应用能力、创新能力、团队能力，为将来的就业打下良好的基础。

3 结语

该教学方法通过强化教材建设、改革教学内容和考核方式，促进了教学体系、教学内容、教学方法、考核评价体制的完善，深受学生的欢迎和支持。课程的教学改革还需要在实践中不断完善，以促进学生知识、能力和素质的协调发展，培养具有创新精神的高素质卓越人才。

参考文献：

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[2]陈道蓄，陶先平，钱柱中，等.重组计算机专业基础课程促进学生能力培养[J].计算机教育，2012（23）：2-5.

[3]强彦，赵涓涓，张瑞，等.计算机类专业的“团队学习”教学模式[J].计算机教育，2012（20）：5-7.

（编辑：孙怡铭）endprint