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摘要:針對(duì)普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生編程能力普遍較差且水平參差不齊等問(wèn)題,分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因,提出以面向?qū)ο蠹夹g(shù)課程為基礎(chǔ),采用分類(lèi)教學(xué)并更新教學(xué)內(nèi)容,使課程內(nèi)容更符合課題研究需要和企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)際需要,并通過(guò)實(shí)踐教學(xué)提升研究生的編程能力。
關(guān)鍵詞:面向?qū)ο蠹夹g(shù);編程能力;計(jì)算機(jī)專業(yè);案例教學(xué)
0引言
隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的快速發(fā)展,社會(huì)對(duì)掌握相關(guān)技術(shù)的從業(yè)人員的需求越來(lái)越大,同時(shí),對(duì)從業(yè)人員需要的技能要求也越來(lái)越高。然而,計(jì)算機(jī)技術(shù)蓬勃發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)編程技術(shù)和編程語(yǔ)言的日新月異,更新?lián)Q代極快,導(dǎo)致編程技術(shù)越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜,這就要求研究生緊跟時(shí)展,掌握最新的編程技術(shù)。計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生的研究課題大部分是面向?qū)嶋H應(yīng)用的算法研究,在提出或改進(jìn)算法的同時(shí),必須編程實(shí)現(xiàn)該算法,以驗(yàn)證所提算法的正確性和優(yōu)越性。因此,編程能力對(duì)于研究生兩年多的課題研究也至關(guān)重要。然而,目前普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生的編程能力普遍較差,分析原因主要包括:①很多學(xué)生從三本院??紒?lái)或由其他非計(jì)算機(jī)類(lèi)專業(yè)調(diào)劑過(guò)來(lái),原有的編程基礎(chǔ)較差,沒(méi)有掌握基本的編程思維和方法,無(wú)法滿足未來(lái)學(xué)習(xí)和工作需要;②很多學(xué)生為了考研,在本科階段只注重考研理論課程的學(xué)習(xí),缺少編程訓(xùn)練和實(shí)踐。此外,不同研究生的研究方向、興趣點(diǎn)和熟悉的編程語(yǔ)言各不相同[1]。因此,如何合理安排教學(xué),提高普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生的整體編程能力至關(guān)重要。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是目前計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)使用最廣泛的編程技術(shù),很多最新的編程框架都是以面向?qū)ο蠹夹g(shù)為基礎(chǔ)[2-3],面向?qū)ο蠹夹g(shù)也是計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生階段所開(kāi)設(shè)的與編程最密切相關(guān)的一門(mén)課程,因此,通過(guò)面向?qū)ο蠹夹g(shù)課程建設(shè),提高普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生的編程能力,是一種很好的選擇。
1課程改革建設(shè)內(nèi)容
1)開(kāi)展分類(lèi)教學(xué)。普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生的編程能力普遍不強(qiáng),而且存在較大差異,有一部分學(xué)生的編程基礎(chǔ)較好,而個(gè)別學(xué)生編程能力很差,幾乎是零基礎(chǔ)。目前一門(mén)研究生課程的課時(shí)為32課時(shí),無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)兼顧各類(lèi)學(xué)生的個(gè)體差異。有的學(xué)生反映,由于基礎(chǔ)差,原有的講課內(nèi)容不好理解;而有的學(xué)生則反映講課內(nèi)容應(yīng)該多講實(shí)際案例和最新的編程技術(shù)。為了提高研究生的整體編程能力,有必要開(kāi)展分類(lèi)教學(xué)。教師可以將課程內(nèi)容分為課堂講授和課下自學(xué)兩部分,解決課時(shí)不足和學(xué)生個(gè)體差異的問(wèn)題。課堂講授內(nèi)容是要求大部分學(xué)生能掌握的編程技術(shù)。課下自學(xué)部分主要針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)和個(gè)體能力不同的特點(diǎn),開(kāi)展高低層次學(xué)習(xí):①將最基礎(chǔ)的編程技術(shù)課件、視頻和學(xué)習(xí)資料放到課程教學(xué)平臺(tái)上,要求編程基礎(chǔ)差的學(xué)生利用課后時(shí)間按照計(jì)劃提前自學(xué);②將最新的編程技術(shù)學(xué)習(xí)資料放到課程教學(xué)平臺(tái),供學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生課后自主選擇學(xué)習(xí)。2)更新教學(xué)內(nèi)容,緊跟最新編程技術(shù)發(fā)展。面向?qū)ο蠹夹g(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,已經(jīng)產(chǎn)生了許多新的技術(shù)和方法。雖然這些年也在不斷更新教學(xué)內(nèi)容,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上技術(shù)的發(fā)展速度。因此,有必要對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行梳理,除了講授面向?qū)ο蠡痉治龇椒ê途幊碳夹g(shù),還有必要針對(duì)目前流行的Web開(kāi)發(fā)框架、手機(jī)App開(kāi)發(fā)和微信小程序開(kāi)發(fā),講授相關(guān)的編程知識(shí),提高學(xué)生對(duì)新技術(shù)的了解,掌握使用新技術(shù)的編程能力。3)探索新的課程考核模式。雖然除了采用傳統(tǒng)的筆試外,還可以通過(guò)課程作業(yè)的方式考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,但整體上還存在無(wú)法真正度量學(xué)生編程能力、考核不及時(shí)的問(wèn)題。因此,有必要探索新的考核模式,探索“定期交流匯報(bào)—實(shí)踐過(guò)程監(jiān)督—最后答辯匯報(bào)”的考核新模式。通過(guò)交流匯報(bào)不僅了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,而且可以增強(qiáng)學(xué)生間的學(xué)習(xí)。通過(guò)中間實(shí)踐環(huán)節(jié)文檔和編程結(jié)果的審核考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而可以有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。最后要求學(xué)生就所做的課程實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行答辯匯報(bào),既考核了學(xué)生的實(shí)際編程能力,又鍛煉了學(xué)生的上臺(tái)匯報(bào)課題能力。4)以實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)需求為導(dǎo)向,以提高實(shí)際編程能力為目標(biāo),通過(guò)案例教學(xué)[4],提高研究生的編程實(shí)踐能力。編程能力的提高要靠實(shí)際項(xiàng)目訓(xùn)練,因此有必要在課程的內(nèi)容設(shè)置上,以企事業(yè)單位的實(shí)際項(xiàng)目為案例,采用最新的面向?qū)ο蠹夹g(shù),傳授最新的編程技術(shù)(web開(kāi)發(fā)框架、手機(jī)App開(kāi)發(fā)、微信小程序開(kāi)發(fā)、EChart可視化技術(shù)等技術(shù)),通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)實(shí)際項(xiàng)目的一部分功能,鍛煉學(xué)生的分析能力和實(shí)際編程技能。通過(guò)對(duì)比分析實(shí)際可運(yùn)行系統(tǒng)和自己編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的差異,學(xué)生能真正體會(huì)如何進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、編寫(xiě)好的程序代碼,從而找出自己不足,提高編程能力。5)建設(shè)課程的在線學(xué)習(xí)和分享平臺(tái),實(shí)現(xiàn)課程自學(xué)和編程技術(shù)的開(kāi)放共享。根據(jù)課程的實(shí)際需求,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)課程在線學(xué)習(xí)和分享平臺(tái)。首先,可以將提前準(zhǔn)備的課件和視頻資料放到平臺(tái)上,供學(xué)生在線自學(xué);其次,實(shí)現(xiàn)一些資源分享,包括最新技術(shù)介紹、優(yōu)秀代碼分享、歷屆研究生課程作品展示等。
2實(shí)施方案
2.1課程結(jié)構(gòu)安排
課程結(jié)構(gòu)安排的主導(dǎo)思想是通過(guò)減少理論授課學(xué)時(shí)、增加實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程能力,而且實(shí)踐環(huán)節(jié)選擇的內(nèi)容應(yīng)該是最近大家比較熟悉、比較熱門(mén)、可以采用最新技術(shù)實(shí)現(xiàn)、學(xué)好后能夠推廣應(yīng)用的課題,從而讓學(xué)生有興趣投入精力學(xué)習(xí)。筆者在有限的32學(xué)時(shí)內(nèi),安排講授18學(xué)時(shí)、案例編程實(shí)踐12學(xué)時(shí)、課程考核2學(xué)時(shí),其中講授內(nèi)容又分為基本理論教學(xué)10學(xué)時(shí)和實(shí)際編程技術(shù)教學(xué)8學(xué)時(shí);另外安排22學(xué)時(shí)的自學(xué)內(nèi)容,其中簡(jiǎn)單內(nèi)容8學(xué)時(shí)、高級(jí)內(nèi)容8學(xué)時(shí)、案例自學(xué)6學(xué)時(shí)。課程教授和實(shí)踐內(nèi)容以目前主流的Web開(kāi)發(fā)為主,以手機(jī)App、微信小程序開(kāi)發(fā)為輔。案例編程實(shí)踐安排3個(gè)內(nèi)容,其中第1個(gè)案例為簡(jiǎn)單案例,所有學(xué)生必須學(xué)會(huì),占用2學(xué)時(shí)(多余任務(wù)由學(xué)生課余時(shí)間完成);第2個(gè)案例為基本案例,完成一個(gè)相對(duì)完整的簡(jiǎn)單系統(tǒng),所有學(xué)生能夠基本掌握,為中等難度案例,占用10學(xué)時(shí);第3個(gè)案例為較復(fù)雜案例,作為自選任務(wù),鼓勵(lì)部分學(xué)生完成,占用8學(xué)時(shí)。
2.2講授內(nèi)容安排
在課程講授的18課時(shí)安排上,內(nèi)容主要包括課程概述、軟件編程技術(shù)發(fā)展、面向?qū)ο蟾艣r和核心概念、面向?qū)ο蠡舅季S模式和分析方法、簡(jiǎn)單多層框架開(kāi)發(fā)模式、MVC模式、SSM(Spring+SpringMVC+MyBatis)框架,以及結(jié)合MVC框架需要的基本編程技術(shù)。在講授內(nèi)容的間隙,要求學(xué)生自學(xué)一些內(nèi)容,同時(shí)安排案例教學(xué)內(nèi)容,保證理論教學(xué)和實(shí)踐的交叉進(jìn)行。
2.3自學(xué)內(nèi)容安排
在自學(xué)內(nèi)容安排上,首先面向原來(lái)基礎(chǔ)較差的學(xué)生安排8學(xué)時(shí)的簡(jiǎn)單內(nèi)容,包括Java集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、調(diào)試和部署,面向?qū)ο蠡菊Z(yǔ)法,前端開(kāi)發(fā)技術(shù)JS的基本概念語(yǔ)法等;其次面向編程能力水平較高、學(xué)有余力的學(xué)生安排8學(xué)時(shí)較復(fù)雜內(nèi)容,包括EChart可視化技術(shù)、App應(yīng)用開(kāi)發(fā)、微信小程序開(kāi)發(fā)以及手機(jī)App和微信小程序應(yīng)用實(shí)踐學(xué)習(xí)。
2.4課程考核模式研究
整體考核分為兩個(gè)部分:筆試(50%)和案例實(shí)踐完成情況(50%)。筆試主要考核學(xué)生對(duì)基本概念、技術(shù)的掌握以及對(duì)整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路的掌握能力,分為填空題、選擇或者判斷題、簡(jiǎn)答題、設(shè)計(jì)題、論述題。案例實(shí)踐考核又分為3個(gè)部分:簡(jiǎn)單案例1(20%)、基本案例2(30%)和復(fù)雜加分案例(10%)。簡(jiǎn)單案例1是一個(gè)基本的實(shí)踐要求,要求學(xué)生必須完成,安排在課程中期,主要目的是通過(guò)中期的簡(jiǎn)單案例,了解各個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度以及設(shè)計(jì)編程能力,從而督促學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí),指明學(xué)習(xí)方向,同時(shí)適當(dāng)調(diào)整后續(xù)課程內(nèi)容。學(xué)生在規(guī)定期限完成案例后,教師逐個(gè)檢查并打分。基本案例2是一個(gè)真正培養(yǎng)學(xué)生編程能力的案例,要求學(xué)生基于基本需求,擴(kuò)展內(nèi)容,設(shè)計(jì)程序框架,并編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能相對(duì)完整的系統(tǒng)。學(xué)生上交項(xiàng)目文檔和源代碼,并到講臺(tái)進(jìn)行匯報(bào),匯報(bào)項(xiàng)目的主要功能、實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)、項(xiàng)目的心得體會(huì)等。教師對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出優(yōu)點(diǎn)和不足供全班同學(xué)學(xué)習(xí)與討論,學(xué)生也可以針對(duì)項(xiàng)目提問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生相互之間交換代碼學(xué)習(xí)。教師根據(jù)匯報(bào)情況和項(xiàng)目資料進(jìn)行打分。復(fù)雜加分案例是在基本案例2的基礎(chǔ)上,提出更多更難的功能要求,鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生完成,根據(jù)完成情況加分(0~10分),但加分后總分不超過(guò)100分。整體上采用實(shí)踐過(guò)程監(jiān)督(簡(jiǎn)單案例1)和最后案例匯報(bào)(基本案例2)來(lái)考核學(xué)生的實(shí)際編程能力和上臺(tái)匯報(bào)能力,鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生完成更多的實(shí)踐任務(wù),鼓勵(lì)學(xué)生相互之間學(xué)習(xí)。
3結(jié)語(yǔ)
本文的教學(xué)方法改革已經(jīng)在天津工業(yè)大學(xué)實(shí)行。從最終的實(shí)施情況來(lái)看,大部分研究生的編程能力得到較大提高,都能做出一個(gè)較為完整的應(yīng)用系統(tǒng),取得了較好的教學(xué)效果。
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作者:柯永振 王瑞昆 楊帥 單位:天津工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院
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榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
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