摘要：面對信息科技行業(yè)日益激烈的人才競爭，高校計算機(jī)專業(yè)學(xué)生需要培養(yǎng)過硬的程序設(shè)計能力，以便適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、軟件開發(fā)、系統(tǒng)管理維護(hù)等領(lǐng)域的用人需求。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要中提出了“堅持能力為重，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量”的要求。文章在分析現(xiàn)有教育教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，提出在培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計能力方面應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生程序理解能力的實踐教學(xué)改革思路，并通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的建設(shè)予以實施和推廣。
　　關(guān)鍵詞：計算機(jī)專業(yè)；程序理解能力; 程序設(shè)計能力；教學(xué)管理平臺
　　
　　隨著信息科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，新型軟硬件產(chǎn)品和信息服務(wù)不斷涌現(xiàn)。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、軟件開發(fā)、系統(tǒng)管理維護(hù)等領(lǐng)域，高素質(zhì)程序設(shè)計人才的需求與日劇增，這對高校計算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更加具體的要求。如何適應(yīng)社會對高素質(zhì)程序設(shè)計人才的需求，對于重慶郵電大學(xué)這樣一所以信息科學(xué)技術(shù)為特色和優(yōu)勢的高校來說尤為迫切。
　　盡管各高校都制定了適合自身特色的培養(yǎng)方案以應(yīng)對社會對程序設(shè)計人才的需求，但受教學(xué)方法、實踐教學(xué)環(huán)境、考核方式等因素的影響，近年來，如何提高學(xué)生程序設(shè)計能力一直是高校計算機(jī)實踐教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一?！白x懂程序難，設(shè)計程序更難”成為計算機(jī)專業(yè)學(xué)生普遍反映的問題，有條件的用人單位通常需要組織專門的培訓(xùn)來滿足生產(chǎn)的要求，這極大地影響了學(xué)生的就業(yè)能力和企業(yè)的生產(chǎn)效率。提升在校學(xué)生的程序設(shè)計能力，需要從教學(xué)方法、教學(xué)手段和資源建設(shè)等方面入手，探索一些新的思路。
　　1現(xiàn)狀分析
　　目前，大多數(shù)高校均通過開設(shè)C/C++、Java等程序設(shè)計類課程培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力，而此類課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式是采用以知識點為單元的“講授—驗證—作業(yè)—考核”流程，即首先由主講教師在課堂上講授語法、結(jié)構(gòu)等知識點，學(xué)生在課后或?qū)嶒灜h(huán)節(jié)中上機(jī)驗證，通過完成習(xí)題來體會程序設(shè)計方法，最后組織考核[1-2]。多年的教學(xué)實踐表明，這樣的實施流程忽略了一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)——培養(yǎng)學(xué)生的程序理解能力。
　　什么是學(xué)生的程序理解能力？簡單說來就是當(dāng)大段代碼出現(xiàn)在學(xué)生面前的時候，學(xué)生是否能夠明白這樣一段程序代碼在計算機(jī)中是怎樣執(zhí)行的，執(zhí)行過程中環(huán)境會發(fā)生怎樣的變化，是否能獲得正確的執(zhí)行結(jié)果，等等。傳統(tǒng)的教學(xué)流程將程序設(shè)計這個有著嚴(yán)格的邏輯結(jié)構(gòu)的行為拆分成為了若干個離散的知識點，學(xué)生在僅僅掌握這些知識點的前提下，尚未透徹理解給定的代碼，此時，要設(shè)計出可用、高效的程序具有很大的挑戰(zhàn)。
　　程序設(shè)計類課程學(xué)習(xí)的一個主要內(nèi)容是掌握不同程序設(shè)計語言的語法規(guī)則和流程，進(jìn)而靈活運(yùn)用以解決遇到的專業(yè)領(lǐng)域問題。程序設(shè)計語言和人與人之間交流所用自然語言有一定的共性，且遠(yuǎn)沒有自然語言復(fù)雜。在學(xué)習(xí)自然語言的過程中，通常首先學(xué)習(xí)基礎(chǔ)語句，然后對語句的字詞進(jìn)行分析，進(jìn)而掌握句子的意思，最后在充分理解句法的基礎(chǔ)上組合出能表達(dá)
　　個人意愿的句子。程序設(shè)計語言也可以遵循這樣的學(xué)習(xí)方法，先學(xué)習(xí)示例程序語句，然后拆分語句，用離散的知識點去分析解釋語句的構(gòu)造，并查看運(yùn)行過程和結(jié)果，在頭腦中形成直觀印象，然后利用這些知識點有組織地結(jié)合程序結(jié)構(gòu)的思想去解決問題。因此，先熟識程序的“廬山真面目”，理解程序的編寫方法，然后模仿編寫，將使得程序設(shè)計能力的培養(yǎng)變得事半功倍。
　　從另一方面來看，多樣化的程序設(shè)計語言對于高校程序設(shè)計類課程的教學(xué)要求提出了新的挑戰(zhàn)?？紤]到學(xué)分結(jié)構(gòu)、師資力量、個性教育、教學(xué)管理等因素，不可能、也沒必要為每一門程序設(shè)計語言都開設(shè)相關(guān)的課程。即便能夠這樣做，往往會出于對學(xué)生成績考核的量化而要求學(xué)生在選課階段便對相應(yīng)的語言進(jìn)行選擇，由不同的教師對其進(jìn)行授課指導(dǎo)。絕大多數(shù)學(xué)生在選擇程序設(shè)計語言時，由于沒有直觀的印象，也沒有具體的應(yīng)用需求，僅從教師簡單的介紹和外界輿論，很難選擇適合個人發(fā)展方向的語言環(huán)境。為滿足個性培養(yǎng)的需求，讓學(xué)生能找到適合自己的主要語言方向，需要提供豐富的、開放的程序設(shè)計教學(xué)資源[3]，且允許學(xué)生靈活選擇。同時，多樣化、自由選擇的程序設(shè)計語言教學(xué)資源也將使得學(xué)有余力的學(xué)生能對照學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。
　　2改革思路
　　圍繞上述分析，為了培養(yǎng)具有良好程序設(shè)計能力的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，在教學(xué)實踐過程中，我們結(jié)合學(xué)校的專業(yè)建設(shè)、團(tuán)隊建設(shè)、課程建設(shè)和實驗室建設(shè)工作，主要從以下幾個方面進(jìn)行改革探索。
　　1) 培養(yǎng)學(xué)生的程序閱讀能力。在培養(yǎng)方案中，加大實驗實踐學(xué)分的比重，明確程序設(shè)計類課程在實踐能力方面的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和能力要求。實踐環(huán)節(jié)并不是強(qiáng)調(diào)學(xué)生立即進(jìn)入到具體的程序設(shè)計的學(xué)習(xí)，而是提供大量程序和針對這些程序提出的問題，引導(dǎo)學(xué)生對程序設(shè)計風(fēng)格和相關(guān)知識點進(jìn)行模仿學(xué)習(xí)，并追蹤程序運(yùn)行過程，查看運(yùn)行結(jié)果。在這個過程中，教師通過評價學(xué)生的閱讀效果，指導(dǎo)學(xué)生理解程序中具體知識點。
　　2) 培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力。在現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，教學(xué)內(nèi)容貫穿程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程等系列課程，明確每一階段的能力要求，采用基礎(chǔ)訓(xùn)練、項目驅(qū)動和課賽結(jié)合等教學(xué)組織形式，以在校期間編寫數(shù)萬行代碼為形式要求，以解決某一領(lǐng)域的具體應(yīng)用問題為導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生程序設(shè)計能力的逐步提高。
　　3) 建設(shè)包含多種程序設(shè)計語言的教學(xué)資源。組織教師建設(shè)多樣化、開放式的程序設(shè)計類課程教學(xué)資源，包括大量的程序代碼、知識點和幫助學(xué)生理解程序。學(xué)生可自主選擇不同的語言進(jìn)行學(xué)習(xí)，并在階段性考核前自愿隨意調(diào)整，教師僅對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程和最終階段性學(xué)習(xí)效果進(jìn)行控制。為實現(xiàn)這一改革思路，我們采用以題庫為核心的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺，原因有以下幾點：
　　① 從網(wǎng)絡(luò)使用角度來看，網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)管理平臺具有開放、訪問方便等特點。目前，絕大多數(shù)高校都構(gòu)建了良好的校園網(wǎng)，有條件的高校甚至可以將其發(fā)布在Internet上，提供校內(nèi)校外的同步訪問。學(xué)生的學(xué)習(xí)場所不再局限于課堂，而是擴(kuò)展到了校園網(wǎng)(或Internet)上。
　?、?從資源管理角度來看，培養(yǎng)程序閱讀能力所需的大量程序代碼和針對不同知識點進(jìn)行學(xué)習(xí)可按照“一對多”或“多對多”的對應(yīng)關(guān)系存儲在數(shù)據(jù)庫中，學(xué)生僅需通過發(fā)送請求就可獲得相互關(guān)聯(lián)的程序、知識點和問題等，再圍繞相關(guān)的問題進(jìn)行在線練習(xí)。同時，授課教師還可根據(jù)教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況，在數(shù)據(jù)庫中陸續(xù)添加和補(bǔ)充新的內(nèi)容。
　?、?從教學(xué)管理角度來看，平臺可以記錄學(xué)生訪問行為、讀取程序細(xì)節(jié)等內(nèi)容，可以通過學(xué)生的練習(xí)結(jié)果追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)效果，統(tǒng)計分析后的信息可以為教師提供輔助決策，并可對學(xué)習(xí)效果明顯的學(xué)生進(jìn)行“精英指導(dǎo)”，而對學(xué)習(xí)效果不明顯的學(xué)生進(jìn)行人為干預(yù)，整體上促進(jìn)學(xué)生程序設(shè)計能力的提高。
　　④ 從程序設(shè)計語言選擇的角度來看，可以為每一種主流的程序設(shè)計語言提供一套題庫資源。在這個過程中，可以根據(jù)階段性教學(xué)目標(biāo)準(zhǔn)備難度相似、進(jìn)度相同的不同程序設(shè)計語言的資料。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，僅告知學(xué)習(xí)的大致進(jìn)度以及階段性考核檢查的時間，而由學(xué)生自行選擇感興趣的程序設(shè)計語言進(jìn)行理解學(xué)習(xí)，且在任何時間可以自行更換，僅需要在階段性考核時選定一種語言參與考核，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性。
　?、?從教學(xué)考核的角度來看，學(xué)生總體程序設(shè)計能力的考核不局限于以學(xué)期為單位的時間段，而是以能力要求為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的學(xué)習(xí)階段，在完成一個階段的學(xué)習(xí)之后自行申請考核。在校期間，必須分階段完成相應(yīng)的內(nèi)容并通過階段考核。這種方法使得能力要求明確，有利于個性化教育，并能充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力[4]。
　　
　　3具體實施
　　按照上述改革思路，學(xué)生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)可分三個階段來實施，如圖1所示。從最初程序閱讀能力的培養(yǎng)，到程序編寫能力的培養(yǎng)，最后進(jìn)行綜合程序設(shè)計能力的提高，每一個階段都有對應(yīng)的解決方案與之對應(yīng)。實施重點是建設(shè)以題庫為核心的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺。
　　網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺實現(xiàn)“程序”和“問題”一對多的映射關(guān)系，采用“知識點”的方式對每一個問題所針對的基礎(chǔ)培養(yǎng)的內(nèi)容進(jìn)行區(qū)別和歸納，通過“難度”來判定學(xué)生對于具體問題的掌握程度。系統(tǒng)主要對象關(guān)系如圖2所示。
　　在具體運(yùn)行過程中，以日志形式收集基本的信息，如學(xué)生的來訪次數(shù)、語境選擇、操作情況等，提供統(tǒng)計信息供教師進(jìn)行查看以評價學(xué)生階段性學(xué)習(xí)情況，必要時可進(jìn)行指導(dǎo)或干預(yù)。平臺主要工作流程如圖3所示。
　　目前，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺已為C/C++語言建設(shè)了一定規(guī)模的程序庫和問題庫，并不斷進(jìn)行擴(kuò)充，其他語言如Java等也正在建設(shè)中。平臺試運(yùn)行以來為重慶郵電大學(xué)計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供了開放的程序設(shè)計學(xué)習(xí)環(huán)境，并通過平臺在線考核評價其程序設(shè)計能力，從學(xué)生的投入程度和考核結(jié)果來看，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識和程序設(shè)計能力普遍得到了提高，教學(xué)效果良好。教學(xué)團(tuán)隊中指定一名教師對平臺的日常運(yùn)行進(jìn)行管理維護(hù)，并定期檢查學(xué)生訪問情況。其余教師擬定和補(bǔ)充多種語言的題庫資源，指定階段性學(xué)習(xí)任務(wù)，并定期答疑解惑。
　　4結(jié)語
　　我校對于計算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)還在不斷地改革和探索，現(xiàn)行的方法和平臺的優(yōu)缺點還有待進(jìn)一步實踐和檢驗。未來的工作除了對現(xiàn)有工作的總結(jié)提高，還需要重點對平臺的功能進(jìn)行擴(kuò)展完善，從而更好地服務(wù)于計算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)，為社會輸送高素質(zhì)程序設(shè)計人才，也為類似高校相關(guān)專業(yè)提供可借鑒的經(jīng)驗。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]