以创新能力培养为导向的程序设计核心课程教学改革与实践

袁辉勇 曾翰颖 戴经国

摘 要：程序设计课程在计算机学科知识体系中具有核心的重要位置，针对计算机及其相关专业程序设计课程教学中存在的问题，通过改革课程体系和教学方法，加强教学资源建设、引导学生自主学习等方面的改革措施，提高了学生的程序设计能力。

关键词：程序设计 创新能力 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0099-02

计算机的本质是“程序的机器”，只有懂得程序设计，才能懂得计算机，才能真正了解计算机是怎样工作的。程序设计课程在计算机学科知识体系中具有核心的重要位置，在程序设计过程中贯穿阅读判断、分析思考、工具利用、抽象表达等多项技能，对计算机专业人才的培养至关重要。

1 程序设计课程中存在的不足

目前高校计算机专业教育要求培养有一定的计算机基础理论、较强的计算机应用能力的毕业生，计算机应用能力最终是通过程序设计能力体现出来的。当前，程序设计课程教学中存在的问题主要表现在：

（1）课程设置泛而不专。程序设计课程的教学内容有雷同，每门课程都学了一些基本的知识，教学的深度还不够。学到的知识广而不精，毕业生面对社会择业时很难适应工作。

（2）教学方法陈旧落后。目前基本上采用课堂教学主要介绍语法知识、实践教学让学生调试程序。枯燥的语法知识介绍往往提不起学生的兴趣，而简单的验证性上机实践使学生的上机可以草草了事。

（3）理论教学偏离重点。目前一般是以语言为主线，把主要精力放在对语言的掌握和使用上，而对程序设计过程中涉及的基本方法和技术的教学就显得比较薄弱。

（4）实践能力培养不够。目前仍然采用按教材内容的先后顺序来设计实验项目，很少将各个知识点融合起来设计综合性的实验、项目，尤其缺乏综合性的应用实验项目，缺乏实践能力的培养，从而忽视了对课程整体性的把握和实践能力的培养。

（5）实验项目缺少创新。实验项目多以验证性实验为主，缺少创新性实验，这种简单的验证性实验项目很难涉及算法设计、编程实现、调试修改、功能测试等多个环节，对学生程序的检查缺少严格的数据测试，不利于对学生实践能力和创新能力的培养。

2 研究现状

为了提高程序设计课程的教学效果，国内已有许多学者对程序设计核心课程的教学进行了研究，提出了一些改革方案，这些研究对学习某一门程序设计语言和某个教学环节能起到很好的作用。然而这些研究大多是独立地针对某一门程序设计语言课程或者某个教学环节，如针对课程体系[1]，针对某一门课程，如C语言程序设计[2]等。程序设计能力的培养不是简单地学习几门语言和改革某个教学环节就能达到的，程序设计能力的提高需要经过一系列课程的训练才能实现。因此，很有必要对程序设计能力的培养作更深入的研究与探索，以提高学生的实践能力和创新能力。

3 程序设计核心课程改革措施

以培养学生的实践能力和创新能力为导向，总结程序设计能力培养中取得的成功经验和存在的问题，分析和研究C程序设计、C++面向对象程序设计、JAVA 程序设计、数据结构、算法分析与设计五门课程的知识体系，对程序设计课程教学进行改革，建立课程体系和实践教学体系，加强教学资源建设，引导学生自主学习，开展综合性、创新性实验。

3.1 课程体系改革

从课程体系规划的大处入手，通过分析和研究五门课程的知识体系，用工程应用理念全面改革了程序设计课程体系的设置；结合计算机产业应用型人才需求，建立了相应的课程体系和实践教学体系，制订出了有针对性的课程标准，全面改革了程序设计课程的教学内容。

3.2 课堂教学方法改革

（1）案例型教学。程序设计中有很多情景性的方法、技术和工程原则，例如各种不同的分析和设计技术，它们只有在具体的应用环境中才能得到深刻理解。通过采用案例型教学方法，紧密结合应用环境的理论教学使知识具体化，让学生真正理解和掌握设计原理。

（2）面向问题教学。建立这种“有目标的选择性”观念就是“工程”观培养和技术主题培养的最大不同之处。培养学生的这种观念，通过采用面向问题的教学方法，在教学当中紧紧抓住“解决实际问题”这一目标，培养学生从解决问题的角度来看待程序设计开发，而不是单纯的技术运用。

（3）研讨式教学。简单的课堂教学只能建立对这些知识浅尝辄止的理解，无法帮助学生真正将其融入“能力”。通过采用研讨式的教学方法，给学生提供了对相关知识进行深入分析的经典文献，组织学生进行思考和讨论。既能帮助学生深入理解重要的知识，又能激发学生的主动学习热情。

（4）面向“实际”教学。五门课程的教学内容是程序设计的知识积累，既有程序设计的经典理论、方法和技术，又涉及程序设计的现状和最新进展。采用面向“实际”的教学方法在保证教学内容完整性的同时，还能进一步促进学生职业素质的培养。

3.3 实践教学方法改革

（1）面向问题的实践教学方法。为了培养学生的工程化程序设计观念，除了在课程讲授上使用面向问题的教学之外，在实践中也将采用面向问题的实践教学方法。例如，在C程序设计课程中，将一个系统的开发分为规划、需求分析、设计与实现、测试4个阶段。分别对每个阶段提出过程规范和验收要求，培养学生在过程规范下为满足验收要求而运用工程方法与技术，完成“工程”活动，解决“工程”问题的能力，而不仅仅是让学生开发一个程序。

（2）探究型学习。程序设计中经常会出现各种各样的特定问题，而且它们大都是课堂教学内容难以覆盖的。为了培养学生解决这些特定问题的能力，在实践中采用了探究型学习方法。在解决问题的过程中，安排使用了一些在课堂教学内没有涉及的方法与技术，并要求学生有效利用网络资源，自主进行探究型学习。

（3）校企合作体验式教学。通过校企合作方式，采用一系列的实践设计，在一个受控的环境下模拟程序开发生命周期的各个部分，使学生在其中获得了尽可能真实的体验。强化团队合作能力和交流沟通能力的培养，将团组实验引入课程，重视文档写作、交流沟通，提高了团队合作积极性和团队协作能力。

3.4 加强教学资源建设，引导学生自主学习

开发了“韶关学院程序设计在线评测系统”。系统包含了核心课程群的相关课程资源，系统已经实现了教师发布作业、学生自我测试、师生之间自由讨论、程序设计竞赛等功能。学生利用网络向系统提交程序代码，评测系统可以自动按照教师的测试用例执行程序，从执行情况来评判程序的正确性。使学生感受到程序设计不仅要求“对不对”，还要求“好不好”，既可培养学生分析问题和解决问题的能力，同时能训练学生科学、严谨的作风，提高学生自主学习的积极性。

4 结语

提高学生学习程序设计的兴趣、实践能力和创新能力日益成为深化程序设计课程改革的重要课题。针对程序设计课程群，提出了课程体系、教学方法、资源建设和引导学生自主学习等方面的改革措施，这些措施还需要在今后的教学过程中不断完善，进一步培养学生的实践能力和创新能力。

参考文献

[1] 宋人杰，张洪业.程序设计类课程教学体系的改革与实践[J].科技信息，2012（3）：269.

[2] 张蕾.基于项目化教学的“C语言程序设计”课程改革[J].计算机教育，2013（2）：17-20.