以培養卓越工程師為目標的程序設計基礎教學

李洪國　劉啟明　岳峻　蘇慶堂

摘要：計算機公共基礎課程是學生素質教育中的重要組成部分。文章基于“卓越工程師教育培養計劃”，探討程序設計基礎課程在應用型人才培養方面所做的教學改革與實踐，探索在教學中如何有效培養學生的計算思維能力、應用能力和創新能力。

關鍵詞：卓越工程師；程序設計課程；應用型人才培養；計算思維

0 引言

教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”旨在國家經濟轉型的關鍵時期提高全國工程人才質量，培養具有較強實踐能力的高質量應用型、創新型人才，以適應社會經濟發展需要。計算機科學與其他學科日益交融，幾乎所有的學科在科研和工程中都會用到計算機技術。如何提升非計算機專業學生的計算思維能力、應用能力、創新能力，成為高校公共課教學改革面臨的重大課題。筆者圍繞程序設計基礎（VB.NET）課程，探討該課程在教材建設、教學內容、教學方法、考核方式等方面所做的教學改革，期望通過引導學生學習程序設計基礎課程，提高學生的計算機應用能力。

1 程序設計基礎（VB.NET）教學改革與實踐

程序設計基礎作為公共必修課，是非計算機專業學生的第一門計算機編程語言類課程，在整個課程培養體系中占有非常重要的地位，也是對學生之前所掌握計算機知識的一種提升，更是對學生后續參與科研或工程時計算機應用能力的一種培養，擔負著培養學生發現問題、分析問題及使用計算機程序解決實際問題的能力。

程序設計基礎課程可分別教授C和VB兩種語言，學生在大一第二學期選課時可以自由選擇學習其中一種語言，由于使用VB語言可以很方便地設計并實現一個窗體類應用程序，操作簡單明了，所以工科學生比較傾向于學習VB語言。

1.1 存在的問題

程序設計基礎（VB）課程之前采用VisualStudio 6開發工具教授VB語言。在信息技術飛速發展的今天，該開發環境及編程語言已經無法滿足當前教學的需要。相對于Visual Studio 2010開發平臺，在開發大中型管理系統方面，其易用性及可操作性都已經遠遠落后。VB.NET是一種面向對象的程序設計語言，它采用面向對象的編程技術、事件驅動的模塊設計，使程序設計變得輕松快捷。在VS2010中使用VB.NET語言開發功能完善的窗體應用程序更加簡單，因此在各個領域得到了廣泛的應用。

目前VB.NET教學資源匱乏，大多數教材重理論，實用性案例較少，無法達到培養學生計算思維、應用能力和創新能力的目的，不能適應信息技術的飛速發展，也無法實現培養應用型人才的目標。課程組決定教授VB.NET語言，并且為該課程編寫合適的本科教材。

1.2 教學目標

（1）通過基礎案例的學習讓學生理解基礎知識，掌握基本的程序設計方法。

（2）通過案例驅動式教學，培養學生綜合運用所學知識發現問題、分析問題、解決問題的計算思維和計算機應用能力。

（3）通過引導學生積極參與課堂討論，培養學生的表達能力、溝通能力、創新能力及獨立思考能力，促進學生自學相關知識的興趣。

（4）通過大型綜合案例激發學生學習興趣，培養學生自主深入學習并勇于探索的能力，鼓勵基礎好的同學起到帶頭示范作用，培養學生的團隊協作能力。

1.3 教材體系建設

在教材建設過程中我們充分考慮到了應用型人才培養的特點，以培養學生計算思維及應用能力為目的，精心策劃教材內容，結合實際情況設計教學案例構建全新的課程體系，從而使課程更顯實用性。

理論教材以“案例驅動”為教材編寫思路。根據知識體系，所編教材每一章內由淺入深、循序漸進地劃分為若干案例，選取具有一定代表性和實用性的案例，引導學生逐步掌握相關知識及程序設計的方法。案例也有選擇地吸收了.NET框架新知識和新技術，不僅提高了解決問題的效率，同時也培養了學生獲取新知識的能力。

每一個案例都是一個實際的任務，包括要求、任務、解決方案和知識點4部分內容。要求部分描述實際問題；任務部分提示解決該問題時會用到的知識點；解決方案部分詳細描述使用相關知識和技術如何解決該問題；知識點部分則詳盡講解該案例所用到的知識點及這些知識點的擴展用法。通過完成每一個案例，讓學生了解如何使用所學知識解決實際問題，鍛煉了學生的計算思維能力和應用能力。

實驗教材內容與理論教材內容相配合，與新的應用型實踐教學相適應，目的在于培養學生的應用能力。我們選取了具有綜合性和前瞻性的案例，有效地擴展了主教材內容的深度和廣度。教材也提供了多層次的案例，有利于學生自主學習。

兩本教材講解詳細，擁有豐富的案例，對案例中的重點、難點講解透徹，以深入淺出的語言風格、簡潔明了的程序解決生活中的一些實際應用，具有很高的實用性，既能鍛煉學生的計算思維能力、應用能力，也為后續學習奠定了堅實的基礎。在實際教學過程中可以根據實際情況有選擇地講授相應案例。

1.4 案例驅動式教學

課程的實踐性很強，如何使學生在較少的課時內快速掌握相關知識，更好地培養學生的應用能力和創新意識，全面提升學生綜合素質，做好教學內容組織和教學方法非常關鍵。理論課環節在保證教材系統性的基礎上，合理精簡課程、強化重點，優化教學內容組織和教學環節。教學中，我們采用案例驅動式教學，通過基礎案例演示如何應用理論知識解決實際問題，增強學生對基礎知識的理解；通過高階案例的學習，逐步介紹更完善的程序設計方法及實現方式，引導學生獨立思考，提高學生的應用能力。

案例以“提出問題、分析問題、設計算法、歸納總計”的方式講授，該教學方式有利于激發學生的學習興趣，調動學生的積極性和主動性，這種教學方式不僅培養了學生的表達能力、應用能力、計算思維、創新能力，也激發學生的競爭意識，促進了學生的上進心和求知欲望。教師在一些知識點中加入了經典算法或實用案例展示，引導學生進一步理解和掌握程序設計方法及最新的技術，提高實踐應用能力。endprint

1.5 積極引導，因材施教

學生的計算機基礎水平不同，理解能力也不同。要提高授課質量，就一定要重視這種差異。教師要引導并調動學生的積極性、主動性，提升學生自信心，讓學生的能力得到最大程度的發揮。為了促進學生之間互幫互助、互相督促，我們重點培養了學生的團隊協作能力。在學期之初指導學生自由組成小組，小組成員基本都是相處比較融洽的同學，有利于溝通和問題的討論。適時在課堂上以實際問題引導學生討論，不僅可以活躍課堂氣氛，還能激發學生學習欲望及思維能力。在學期末每個小組都要上交一個功能實用并解決現實問題的綜合管理系統。如果功能比較完善、設計新穎、有創新，可以給予加分。

在教學過程中，教師要適時關心基礎較差的學生，給予鼓勵和幫助，增強他們的自信心，讓學習能力差的同學也可以掌握案例所涉及的知識，跟上教學進度。對于基礎較好且對計算機程序設計感興趣的學生，要充分調動他們的積極性、主動性和創造性，鼓勵他們加快學習進度并完成教材中的高階知識部分內容，在實踐過程中給予適當引導，讓他們發揮帶頭作用，帶動整組同學的學習興趣，培養團隊協作精神。

1.6 多元化的考核方式

課程采用多元化的考核評價方式，全面客觀地考核學生的學習情況，具有較好的區分度?？己藘热莅ǔ銮诼剩?0%）、課堂表現（包括回答問題、課堂討論等，10%）、實踐課作業（30%）、綜合設計（40%）、綜合設計報告（10%），視情況給予組長加分?？己嗽u價方式重在培養學生的計算思維能力、表達能力、實踐能力和創新能力，鼓勵學生多動腦探索，激發學生自主學習的能動性，提高學生的計算機應用能力。

2 教學效果

課程改革以培養卓越工程師為目標，重在強化學生的計算思維及應用能力。教學方式從傳統的知識講授改變為案例驅動式教學，教師在課堂上營造一個和諧的討論氛圍，通過案例提出問題，引導學生積極參與討論，激發學生學習的主動性，讓教與學形成良好的互動，打破一言堂的局面，增加課堂的趣味性。通過案例導向的教學方法，引導學生發現問題，運用所學知識分析問題，使用正確的技術方法解決問題，不僅加深了學生對知識的理解，還培養了學生的計算思維能力，提高了計算機應用能力和創新能力。

在課堂上教師與學生之間的良好互動，不僅拉近了教師與學生的距離，消除了教師和學生之間的隔閡，而且讓教師更容易發現教學問題，促進教學改革，形成教學相長的良好態勢，取得了良好的教學效果。這種教學方式一方面激發了學生的學習興趣和求知欲，降低了不及格率，另一方面教師與學生之間的關系也更融洽。課程結束后很多同學相繼報名參加全國計算機等級考試、軟件設計師考試及軟件設計大賽。一些同學也積極參與教師主持的各類科研項目，不僅為科研項目增加了新鮮動力，而且通過參與科研項目的開發進一步培養了學生的計算思維、應用能力、創新能力、團隊能力，為將來的就業打下良好的基礎。

3 結語

該教學方法通過強化教材建設、改革教學內容和考核方式，促進了教學體系、教學內容、教學方法、考核評價體制的完善，深受學生的歡迎和支持。課程的教學改革還需要在實踐中不斷完善，以促進學生知識、能力和素質的協調發展，培養具有創新精神的高素質卓越人才。

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（編輯：孫怡銘）endprint