彭秀芬 陸克中

摘要：以“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，分析當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，以及面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程的特點。從理論教學(xué)、實踐教學(xué)以及考核機(jī)制等方面，探討如何優(yōu)化課程知識體系和教學(xué)內(nèi)容，如何利用線上線下資源提高面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，如何拓展實踐教學(xué)方式，以及如何制定考核機(jī)制，以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識、綜合實踐能力和持續(xù)競爭力。

關(guān)鍵詞：新工科；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；理論教學(xué)；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）21-0186-03

Abstract：Guided by the target of talent-cultivating in Emerging Engineering Education， the paper analyzes the problems existing in current teaching and the characteristics of the object-oriented programming course. And then， from the aspects of theory teaching， practice teaching and assessment mechanism， this paper discusses how to optimize the curriculum knowledge system and teaching content，how use online and offline resources to improve the teaching quality of object-oriented programming， how to expand the practice teaching method， and how to make the assessment mechanism， in order to improve students' awareness of autonomous learning， comprehensive practical ability and sustainable competitive power.

Key words：Emerging Engineering Education； Object-Oriented Programming； Theory Teaching； Practice Teaching； Reform in Teaching

以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高要求。教育部組織高校進(jìn)行深入研討，并發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》，要求圍繞工程教育，以新理念、新模式培養(yǎng)具有可持續(xù)競爭力的創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。

為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)與社會形態(tài)的迅猛變化，高?！坝嬎銠C(jī)+”專業(yè)開始加入“新工科”建設(shè)。面對新的形勢，解決地方性高校“計算機(jī)+”專業(yè)在實施能力培養(yǎng)教育方面的問題和困惑，不僅僅是體現(xiàn)在課程體系的改革上，更重要的是課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（Object Oriented Programming，OOP）課程是“計算機(jī)+”專業(yè)的必修課，其工程實踐性很強(qiáng)，具有綜合能力培養(yǎng)方面的教學(xué)優(yōu)勢，對學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng)具有一定的可見性。在“新工科”背景下進(jìn)行課程教學(xué)改革探討，可以為地方性應(yīng)用型高校進(jìn)行“新工科”研究與實踐提供有益的參考。

1 當(dāng)前教學(xué)存在的問題

1.1課程認(rèn)識問題

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程是計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在由基礎(chǔ)訓(xùn)練到專業(yè)課教學(xué)階段過渡過程中起到承上啟下的作用。它不僅為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課打下堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，而且為軟件開發(fā)、程序設(shè)計提供必要的理論、方法和工具。但面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學(xué)理念與當(dāng)前的變化和未來需求不適應(yīng)。例如，課程的教學(xué)目標(biāo)單一，過多集中于單一的專業(yè)能力培養(yǎng)，忽略了溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作能力，創(chuàng)新意識等方面的培養(yǎng)。以學(xué)生為中心的教育理念貫徹落實不到位。例如，課程知識體系設(shè)置沒有兼顧學(xué)生個體差異，難以滿足學(xué)生的不同需要。這些現(xiàn)象與“以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才?！?[2]的“新工科”建設(shè)內(nèi)涵不相符。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是典型的工程設(shè)計類課程，其工程實踐性強(qiáng)，需要更多的學(xué)時實踐能力。在傳統(tǒng)課程教學(xué)安排中往往“重理論，輕實踐”。例如，我校面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計共64學(xué)時，其中理論48學(xué)時，而實踐只有16學(xué)時，課上沒有足夠的時間進(jìn)行實踐訓(xùn)練。課程學(xué)完后，學(xué)生能讀懂程序，但不會設(shè)計程序。

1.2理論教學(xué)問題

目前，理論教學(xué)主要存在的問題有：1）教學(xué)模式單一。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程的教學(xué)還是以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主。由于內(nèi)容多課時少，教師往往容易從自身角度出發(fā)，專注于講解知識點，急于在有限的課時內(nèi)完成課程的教學(xué)任務(wù)，忽略了學(xué)生個體感受。往往教師講得熱情洋溢，學(xué)生卻一臉茫然。這種以“講”為主，學(xué)生跟著老師講解的“知識點”轉(zhuǎn)的方式，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。另外，單一的教學(xué)方式，也使得較大教學(xué)容量與有限課時沖突更明顯。2）教學(xué)內(nèi)容與后續(xù)課程脫節(jié)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是為后續(xù)很多課程的基礎(chǔ)。例如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Web開發(fā)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，企業(yè)應(yīng)用開發(fā)等都與這門課有著千絲萬縷的聯(lián)系。僅以掌握知識點和程序設(shè)計方法作為本課程的教學(xué)核心，不利于培養(yǎng)學(xué)生的前瞻意識和可持續(xù)發(fā)展的競爭力。

1.3實踐教學(xué)問題

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一門工程實踐性較強(qiáng)的課程，其學(xué)習(xí)效果可以通過程序設(shè)計實踐進(jìn)行檢驗。但目前實驗教學(xué)存在著一些問題，主要有：

1）實驗內(nèi)容簡單枯燥。由于實驗課時有限，實驗內(nèi)容主要以驗證性為主，內(nèi)容缺乏吸引力，不能充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。即使有一些設(shè)計類的實驗項目，內(nèi)容也很陳舊，只是一些求解簡單數(shù)學(xué)問題的程序設(shè)計。課程結(jié)束后，學(xué)生往往只會閱讀分析程序，不會利用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想解決新問題。內(nèi)容單一的驗證實驗，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。

2）實驗項目獨立設(shè)計，沒有貫穿整個教學(xué)過程，缺乏工程實踐的系統(tǒng)性，不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)學(xué)習(xí)和改進(jìn)能力。

3）實驗項目要求簡單，各個學(xué)生能獨立完成，不需要團(tuán)隊合作。這種實驗項目雖然培養(yǎng)了學(xué)生的獨立能力，但不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的項目組織和團(tuán)隊協(xié)作等方面能力。

2 教學(xué)改革探討

2.1課程知識體系和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

面向新興產(chǎn)業(yè)與引領(lǐng)性行業(yè)的需求，從面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程地位出發(fā)，確定課程教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化課程知識體系，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。

2.1.1 課程地位和性質(zhì)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程是“計算機(jī)+”專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是核心課程。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計具有抽象性、封裝性、繼承性和多態(tài)性等特點，對象與對象之間有弱耦合的關(guān)系[3]。OOP的思想是以具體的事物（對象）為單位，關(guān)注事物的整體：特征（屬性）和行為（方法）。設(shè)計和開發(fā)出來的程序更加模塊化，數(shù)據(jù)抽象程度高，模塊具有低耦合性、高內(nèi)聚、信息隱蔽、可復(fù)用、易修改、易擴(kuò)充等特性。該課程中所涉及的程序設(shè)計思想、方法和素質(zhì)是后續(xù)軟件開發(fā)類課程的基礎(chǔ)，更是軟件開發(fā)人員必須具備的一種基本素質(zhì)與能力。

2.1.2 課程改革目標(biāo)

為服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求和構(gòu)建國際競爭新優(yōu)勢，“新工科”培養(yǎng)的“計算機(jī)+”專業(yè)人才不僅要具有“IT工程師職業(yè)道德、行業(yè)公約、業(yè)務(wù)素質(zhì)、職業(yè)實踐國際標(biāo)準(zhǔn)、誠信、溝通與合作、工程項目管理等” 職業(yè)素養(yǎng)，還需具有“前瞻意識和創(chuàng)造性思維、溝通協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)力、國際視野、團(tuán)隊協(xié)同、歷史和社會責(zé)任感等”精英素質(zhì)。對就面向?qū)ο蟮恼n程教學(xué)而言，以“新工科”建設(shè)為導(dǎo)向的教學(xué)改革目標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，包括：理論分析與抽象、問題理解與求解、系統(tǒng)分析與設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)、系統(tǒng)應(yīng)用與管理、實踐經(jīng)驗與動手、持續(xù)學(xué)習(xí)與改進(jìn)等專業(yè)能力；還要提高學(xué)生的交流溝通、項目組織與團(tuán)隊協(xié)作、經(jīng)營管理、創(chuàng)新意識與能力及國際競爭等能力[4]。通過理論聯(lián)系實際，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，通過多種教學(xué)方法，將具體能力培養(yǎng)細(xì)化到教學(xué)的各個過程和環(huán)節(jié)中。

2.1.3教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

在高?！坝嬎銠C(jī)+”專業(yè)的培養(yǎng)計劃中，通常在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程之前安排C語言程序設(shè)計課程。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教學(xué)都選擇C++或Java語言，而這兩種語言的基本語法與C語言大同小異。因此，在教學(xué)內(nèi)容安排上（如表3-1）將弱化基本語法的講解，重點通過類、對象、繼承、抽象、接口等面向?qū)ο笾R的講解與實踐，培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο缶幊趟枷耄箤W(xué)生掌握如何應(yīng)用面向?qū)ο缶幊陶Z言設(shè)計和實現(xiàn)基于面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)，為后續(xù)軟件開發(fā)課程打下堅實的基礎(chǔ)。設(shè)計綜合實踐項目，將項目內(nèi)容模塊化，根據(jù)各個模塊涉及的知識點，將項目貫穿到各部分教學(xué)內(nèi)容中。

2.2理論教學(xué)改革

在教學(xué)方式上，考慮到課堂教學(xué)的局限性，可以在原有課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用在線平臺拓展課堂。利用網(wǎng)絡(luò)開放教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合的信息化教學(xué)新模式，緩解有限的課時與豐富的教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾。

采用混合式教學(xué)的目的就是綜合傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)點，既能發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的導(dǎo)向和管理作用，又能促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性。對于“計算機(jī)+”專業(yè)的學(xué)生，更能提高他們對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。另外教學(xué)方式的創(chuàng)新，在一定程度也能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

1）線上教學(xué)準(zhǔn)備和安排

在運用混合新模式教學(xué)時，需要提前做好充分的準(zhǔn)備。首先，教師根據(jù)制定好的教學(xué)內(nèi)容安排，設(shè)計每次教學(xué)過程。根據(jù)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、重難點及知識點的相關(guān)性，制作教學(xué)課件、安排習(xí)題、討論問題、相應(yīng)知識點的貫穿實踐項目模塊、在線測試試題等。然后，在上課前將相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布到學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，組織學(xué)生提前預(yù)習(xí)相關(guān)課程內(nèi)容。同時借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的課程答疑討論區(qū)、QQ群等線上交互工具進(jìn)行課前課后輔助教學(xué)。課后，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的“在線測試”，檢測學(xué)生對本節(jié)課程的學(xué)習(xí)效果。通過“課程問卷”收集學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)心得和教學(xué)建議，為后續(xù)教學(xué)提供借鑒。

2）線下教學(xué)設(shè)計

在課堂教學(xué)過程中，教學(xué)安排主要分為以下幾個方面：（1）根據(jù)線上討論情況和教學(xué)平臺的“課程學(xué)習(xí)統(tǒng)計”，對普遍存在的問題、和難度大，晦澀難懂的知識點進(jìn)行面對面分析解答。（2）根據(jù)知識點安排貫穿項目模塊，并組織課堂討論和練習(xí)。（3）根據(jù)學(xué)生的線上線下學(xué)習(xí)情況，布置課后練習(xí)，調(diào)整線上測試試題。通過有針對性的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容重難點的掌握和運用能力。

2.3實踐教學(xué)改革

根據(jù)課程性質(zhì)，制定實踐教案。優(yōu)化實驗項目內(nèi)容，創(chuàng)建實踐項目庫。通過項目式教學(xué)、課程設(shè)計、學(xué)科競賽、校企合作平臺等方式強(qiáng)化實踐教學(xué)。

2.3.1實踐教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)教學(xué)大綱和理論教學(xué)計劃，選取和設(shè)計實踐項目，創(chuàng)建實踐項目庫。在選取實踐項目時要考慮是否能貫穿整個教學(xué)過程，完成項目后能形成一個完整的系統(tǒng)，使學(xué)生有獲得感和成就感。另外，還需考慮實踐項目的難度，要根據(jù)學(xué)生的知識水平和能力，選取難度適中的項目，避免使學(xué)生在實踐過程中產(chǎn)生畏難情緒。

實踐項目主要來源：1）教材配套的實踐教程；2）協(xié)同育人單位實訓(xùn)案例；3）網(wǎng)絡(luò)上一些開源項目；4）學(xué)科競賽項目等。在確定實踐項目后，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)適當(dāng)調(diào)整項目的需求，再根據(jù)實踐項目的難易度進(jìn)行分級，便于在不同的教學(xué)階段進(jìn)行布置。

2.3.2 實踐教學(xué)形式

實踐教學(xué)形式分為：課堂實踐、課程設(shè)計及學(xué)科競賽。實踐項目以團(tuán)隊的形式完成，每個學(xué)生發(fā)揮自己的特長。其中，課堂實踐項目和課程設(shè)計最后以答辯的形式展示自己的項目。在實施實踐教學(xué)前，先根據(jù)學(xué)生在理論教學(xué)中的表現(xiàn)以及對知識點的掌握情況對學(xué)生進(jìn)行分組。每組3～5人，按能力高、中、低進(jìn)行搭配合作，并推選出組長，負(fù)責(zé)改組實踐任務(wù)的分配和管理。

1）在課堂實踐教學(xué)中，使用貫穿項目進(jìn)行實踐。在課前，教師先準(zhǔn)備好實踐指導(dǎo)，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布給學(xué)生，讓學(xué)生預(yù)習(xí)實踐內(nèi)容，各組組長提前分配組內(nèi)各成員的實踐任務(wù)。課上，教師先講解本次實踐的目的、重點和難點，并隨堂解答學(xué)生在實踐過程中遇到的問題。

2）課程設(shè)計集中安排1～2周的時間進(jìn)行集中實踐。實踐項目可以是實踐項目庫中的項目，也可以直接引入?yún)f(xié)同育人企業(yè)的實訓(xùn)案例。由協(xié)同育人企業(yè)1～2名講師全權(quán)負(fù)責(zé)課程設(shè)計內(nèi)容，校內(nèi)教師輔助教學(xué)。

3）動員學(xué)生積極報名參加各類程序設(shè)計大賽，并利用線上教學(xué)平臺和周末對學(xué)生進(jìn)行競賽輔導(dǎo)。

2.4考核機(jī)制改革

課程考核不再以簡單的筆試成績?yōu)橹饕罁?jù)。以理論水平+實踐中學(xué)生分析和解決問題的能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等各方面表現(xiàn)為依據(jù)，制定新的評價體系，鼓勵學(xué)生參與實踐，創(chuàng)造性地完成實驗。具體考核參考如下：1）出勤及課堂表現(xiàn)：20%；2）課外編程作業(yè)：20%；3）實驗完成情況及實驗報告：30%；4）期末測試：30%。

3 總結(jié)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計主要研究如何從對象的角度出發(fā)，構(gòu)建程序單元以及程序開發(fā)機(jī)制，是一門理論與實踐并重的程序設(shè)計課程。在“新工科”背景下，改課程教學(xué)改革的重點在于如何將實踐貫穿到理論教學(xué)中，以及使學(xué)生在實踐過程中更深層次的理解和掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想，并通過實踐，提高學(xué)生的實踐經(jīng)驗和動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的項目管理能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，使之逐漸成長為具有“可持續(xù)競爭力”的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部. 教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知[EB/OL].[2017-02-20]. http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html2017.

[2] 鐘登華. 新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3] 郎波.Java語言程序設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社，2015：19-28.

[4] 徐曉飛. 新工科背景下軟件工程人才培養(yǎng)與教育改革[EB/OL].[2017-10-14]. https：//wenku.baidu.com/view/7f3541982dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefeb.html.

【通聯(lián)編輯：王力】