程序設計實踐課程中程序員素質的培養

摘要：本文以提升學生的程序員素質為目標，以培養學生的動手能力、學習能力和創新能力為核心，從課程的組織、選題、流程、考核等方面對程序設計實踐課程進行了改革，取得了較好的成果。

關鍵詞：程序設計實踐；素質培養；學習能力培養；課程改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 22-0025-03

1傳統程序設計實踐課程的不足

程序員素質的內涵很豐富，沒有統一的標準，公認包括如下幾個方面 [1-5]：① 持續學習的能力；② 團隊協作能力；③ 需求理解能力；④ 文檔習慣；⑤ 良好的代碼編寫風格；⑥ 測試習慣。

在目前的計算機課程體系中，程序設計實踐課程是培養程序員素質的一門關鍵課程，一般安排在程序語言課程之后，通過指導學生動手完成一個設計課題來達到三個目標。一是讓學生加深對編程語言的理解，提高綜合運用能力、自學能力與創新能力；二是讓學生體驗完整的開發過程，獲得具體的開發經驗；三是訓練邏輯思維能力，培養嚴謹的科學作風。在具體的實踐中該課程存在如下問題[4]：

(1) 在學生的組織上，經常是多個學生獨立完成同一個課題。學生沒有被組織起來，相互間的協作、溝通不夠。

(2) 在課程的選題上，過于偏重于語法，課題內容陳舊，趣味性不強，不能引起學生的興趣與積極性。

(3) 在開發的流程上，教師無法對學生的開發過程實施準確有效的監督與控制，編程習慣、編程風格等方面的引導、訓練不夠。

(4) 在課題的考核上，評分以程序最終實現的功能為主，考核指標中缺乏對文檔、代碼格式等方面的考慮，并且無法完全杜絕抄襲的發生。

這些問題極大地阻礙了學生程序員素質的培養。針對這些問題，我們結合教學的實際，以提升學生的程序員素質為目標，以培養學生的動手能力、學習能力和創新能力為核心，在組織、選題、流程、考核等方面對程序設計實踐課程進行了改革，取得了較好的成果。

2程序設計實踐課程中程序員素質的培養

2.1團隊協作能力的培養

團隊協作能力是程序員應具備的基本素質。我們在課程中把學生分為若干個小組，每組3~5人。分組時適當參考學生的實際能力，避免能力較弱的學生分在同一組。

每組一個組長，由老師指定或者學生推舉產生。組長應當具有較好的動手能力和奉獻精神，負責整個小組的成員組織以及程序開發的進度協調。

小組中的每個成員都要完成一定的編碼量，可以獨立或者與其他人合作來完成整個課題。碰到問題時一起交流、討論，各盡所能，取長補短。好的思路可以被整個團隊共享。

實踐證明，這種組織方式一方面培養了學生的責任感，提高了團隊協作能力，另一方面也有利于課題的進展，減少了被難題卡住的可能性。對教師來說，這種方式部分減輕了對學生個體的答疑工作量，使教師能把更多的精力放在程序設計的整體指導上。

2.2學習能力的培養

由于采取了小組模式，多人合作來共同完成一個任務，因此可以選擇相對較大的課題。從培養學習能力的角度出發，選題時我們考慮了如下幾個方面：

(1) 由于程序設計教學是編程語言教學的進一步深入，因此對編程語言中的一些語法難點進行了有意識的強化，包括動態內存管理、文本菜單、文件操作、鏈表操作、高級指針、排序查找算法等，以夯實學生的理論基礎。

(2) 選題時注意實用性與趣味性，并盡量與學生的專業相結合，以提高學生參與的積極性與主動性。

(3) 選題時注意新穎性，一方面提高了學生的興趣，另一方面也能避免從網上搜到現成的代碼。

(4) 課題具有一定的伸縮性，每個課題都設置了一些選做的功能，以滿足不同層次的學生。鼓勵水平高的學生完成較多的功能以及對功能的合理擴展。

(5) 為了培養學生的自學能力，出題時布置了一些超出課本范圍的內容，如一些函數(數學函數、延時函數、發音函數、隨機函數等)的使用以及界面的設計等。

(6) 鼓勵學生自己提出符合上述要求的新課題，以進一步提高學生參與的積極性。

表1是我校近年來老師與學生所設計的部分課題，涉及體育、專業、娛樂等多個方面。實踐證明，課題的多樣性擴大了知識點的覆蓋面，提升了學生的參與熱情，保證了程序設計實踐課程的質量，促進了學生學習能力的培養。

表1 我校近年老師與學生所設計的部分課題

2.3分析設計、編程風格、文檔習慣等多種能力的綜合培養

學生的動手能力是通過開發實踐鍛煉出來的。對開發過程實施積極有效的控制干預，是實現培養目標的關鍵。我們在課題進程中實施組長監督與教師引導的二級管理，注意培養學生的多種能力，并在不同階段各有側重。具體如表2所示。傳統的程序設計實踐課程對編碼、調試能力強調較多，這里不再詳述，下面討論其他幾種能力的培養。

表2 課題實施各階段能力培養的側重點

(1) 分析能力與設計能力

對于剛學完編程語言的學生，這兩個方面不宜提過高的要求。我們在這兩個階段與學生進行較多的交互與指導，使學生能明確課題的功能需求與性能需求，學會正確表達程序設計的思路。通過對這兩種能力的培養，可以讓學生了解自己的任務在整個課題中的地位，并建立初步的軟件工程觀念。

(2) 編程風格

在現代軟件開發中，良好的編程風格不僅有助于代碼的移植和糾錯，也有助于不同技術人員之間的協作。我們參考了一些知名軟件公司的開發規范，從變量命名、注釋、空行、縮進格式等方面對學生進行簡單的引導與訓練，幫助學生培養良好的編程風格，以適應將來社會的需求。

(3) 測試習慣

測試是軟件工程質量保證的重要環節。在課題的實施中，我們要求學生掌握一定的測試方法，并養成及時測試的習慣，每編完一個函數都要進行測試。這樣做既能提高學生的查錯能力，也能幫助學生樹立的軟件產品質量保障的觀念。

(4) 文檔習慣

文檔是軟件產品的重要組成部分。一些知名的軟件公司要求員工必須將30％以上的工作時間用于編寫技術文檔。我們對此也予以充分重視，要求學生在各個階段都進行文檔的記錄，包括分析方案、設計方案、每天的開發進度、總結報告等。對于學生來說，這樣做可以培養良好的習慣。對于教師來說，可以通過這些文檔掌握課題進度，及時進行干預，并且這些文檔也是最后評分的重要依據之一。

(5) 自學能力

自學能力是創新能力的基礎。我們在課題實施中，強調發揮學生的主觀能動性。布置課題時，提供了一些網站、工具書和論壇供學生參考。學生遇到問題時，教師以引導和提示為主，一般不直接提供答案。從而使得整個過程成為學生主動求知、探索的過程。

2.4全方面的考核

為了最大程度的杜絕抄襲現象，在課題結束時，我們要求每個學生進行答辯，介紹自己的作品和工作。成績的評定在綜合多個方面之后給出，主要的指標體系包括如下幾個方面：

(1) 程序方面，從功能的實現與代碼的風格兩個角度來進行評價。

(2) 文檔方面，從文檔的質量、數量以及報告的內容來綜合評價。

(3) 團隊協作方面，主要評價個人在團隊的作用，包括個人工作在課題中的比重，與他人的合作情況等。

(4) 答辯表現，包括PPT的制作和問題的回答情況等。

通過以上這些方面，能夠對學生進行比較全面、公正的評價。

3比較

程序設計實踐課程改革前后的比較如表3所示。從表中可以看出，新的實踐課程能夠保證課程質量，全面提高學生各方面的能力。學生的反響也比較好，不少學生在總結報告中表示“得到了很大的鍛煉”、“受益匪淺”、“找到了編程的樂趣”。

表3 程序設計實踐課程改革前后的比較

4結束語

合格的軟件人員是我國信息化進程中的中堅力量。為了培養符合社會需求的軟件人才，我們進行了一定的探索。我們的程序設計實踐課程注意發揮學生的主動性，注重對學生程序員素質的培養，因而取得了比較顯著的成效。這也是一個值得深入探討的課題，我們將繼續進行研究，以期能進一步提高效果。

參考文獻

[1] 教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會. 中國計算機本科專業發展戰略研究報告[R]. 中國大學教學， 2005， 5:7-10.

[2] Gerald Weinberg. The Psychology of Computer Programming: Silver Anniversary Edition [M]. New York: DORSET HOUSE Publishing Company， 2003

[3] Andrew Hunt， David Thomas. The Pragmatic Programmer: From Journeyman to Master [M]. New York: Addison Wesley Publishing Company， 1999

[4] 李曉明， 陳平， 張銘， 朱敏悅. 關于計算機人才需求的調研報告[J]. 計算機教育，2004，(8):11-18.

[5] 梁肇新. 編程高手箴言[M]. 北京:電子工業出版社， 2003.

作者簡介

郭劍(1978-)，男，講師，南京郵電大學計算機軟件基礎教學中心，主要研究方向為演化計算、計算機在通信中的應用。

朱立華(1970-)，女，副教授，南京郵電大學計算機軟件基礎教學中心主任，主要研究方向為計算機軟件。

孫力娟(1963-)，女，教授，碩士生導師，南京郵電大學計算機學院副院長，主要研究方向為演化計算、計算機網絡。

基金項目：南京郵電大學教學改革研究項目(JG00406JX16)