民族地區計算機專業實踐教學改革

　　摘要：計算機專業的實踐教學是人才培養活動中的重要環節。本文立足民族地區，總結目前計算機專業實踐教學方面存在的問題，并提出制定完善的計算機實踐教學體系。將該實踐教學改革的內容落實到實踐教學環境、實驗內容、實踐教材建設、實踐創新活動、實踐教學的考核評價及實踐教學團隊建設等多個方面，從而達到提高人才培養質量的目標。
　　關鍵詞：計算機專業；實踐教學改革；民族地區
　　
　　1問題的提出
　　隨著計算機在各行各業的快速普及，社會對計算機人才的需求持續增長，對計算機人才解決實際問題和創新能力的要求也在不斷提高。因此，計算機專業在未來幾年內的發展重點是以適應社會需求為目標，注重專業實踐，培養符合時代要求的專業人才[1]。
　　我校地處西北民族地區，計算機專業于1988年招收第一屆專科生，1993年招收第一屆本科生，1996年招收第一屆蒙語授課本科生。辦學歷史雖不長，但我們不斷調整專業教育內容，與時俱進，努力形成具有自身特色的、明確針對社會及自治區當前發展需要的計算機專業應用研究型人才的培養模式，不斷提高計算機專業人才的培養質量。在辦學過程中，一方面自治區經濟的快速發展使得社會對計算機專業人才的需求持續增長，我們的辦學規模在不斷擴張，而另一方面，卻出現了培養的人才無法適應社會實際需要，畢業生由于解決實際問題能力差而被企業拒之門外。
　　因此，無論從整個社會的發展趨勢，還是從地區的發展現狀來看，我們應該改革目前的實踐教學，切實提高人才培養質量。
　　2從民族地區計算機專業的實際出發，構建完善的實踐教學體系
　　為了切實改善計算機實踐教學的效果，我們認為，要從實際出發，因地制宜、因材施教，總結目前計算機專業實踐教學方面存在的問題，并在已有的研究基礎上，制定完善的計算機實踐教學體系，從而改革計算機實踐教學[2]。
　　首先，分析計算機實踐教學中存在的問題。一是無論是教學人員還是教學管理人員，都存在重視理論教學、忽視實踐教學的問題，所以對實踐教學的要求遠沒有對理論教學的要求嚴格。同時，實踐教學在安排落實上也很隨意，教學內容隨意、教學時間隨意等。二是實踐教學的組織管理問題。實踐教學方面的組織管理跟不上、管理制度不完善，實踐教學的評價體系不健全，直接導致實踐教學的質量難以保證。三是實踐教學的考核問題。沒有建立規范的實踐教學考核辦法，教好教壞一個樣。除了以上普遍存在的問題外，在我們民族地區還存在其他突出問題，如實踐教學起步較晚，經濟落后使得硬件條件跟不上，特別是實踐教學基地建設幾乎為零，學生參與實訓的機會少，基礎教育階段的實踐能力培養缺失等。
　　其次，跟蹤和關注國內外關于計算機實踐教學的發展動向。在實踐教學改革的過程中，我們長期關注美國計算機協會(ACM)和電氣與電子工程師協會(IEEE) 聯合推出的計算機教學計劃參考方案CC2001、CC2005和CS2008，長期跟蹤研究國內外十多所一流大學計算機專業的課程體系，從民族地區計算機專業實際出發，構建完善的實踐教學體系。將課程的實踐教學體系貫穿課程體系中，按照基礎驗證類實驗、課內綜合設計類實驗、綜合課程設計和自主創新實踐4個層次，貫穿整個實踐能力的培養過程。
　　3以能力培養為核心，創建實踐教學體系綜合化、多樣化的實現途徑
　　實踐教學是人才培養活動中的一項具有基礎性、長期性的工作，實施效果決定了人才的素質和質量。要將實踐教學體系的內容有效落實到人才培養的各個方面，應從實踐教學環境、實驗內容、實踐教材建設、實踐創新活動、實踐教學的考核評價及實踐教學團隊建設等多個方面強化實踐教學體系。
　　1) 搭建多元化的實踐教學環境。
　　CCC2002提出計算機專業的學生要具備以下幾種專業能力：計算機思維能力、算法設計能力、程序實現能力和系統實現能力，而這四大基本專業能力都需要以程序設計課程為基礎。因此，在培養學生的程序設計能力方面，計算機教學指導委員會提出要提高學生的上機時數和編程量，本科生至少要達到10萬行/年。為了達到該目標，我們針對程序設計類的課程提供了Windows和Linux兩種系統平臺作為實踐教學環境[3]。Windows平臺適合進行圖形界面程序的開發，將面向對象和可視化編程結合起來，訓練學生開發稍大規模的程序。Linux平臺適合進行字符界面程序的開發，從初學者階段加強學生實踐能力的培養。
　　2) 不斷更新實驗內容。
　　計算機專業是一門年輕的學科，新技術的產生和應用層出不窮，實驗教學內容是否合理將在很大程度上影響學生實踐能力的提高。所以在實驗題目的選題和設計上，應以“學以致用”為目標[4]，盡可能與實際應用掛鉤，給學生提供豐富的參考題目，并積極創造條件，鼓勵和促進學生開展創新活動。
　　3) 加強實踐教材建設。
　　為了更好地、有針對性地進行實踐教學改革，我們從實際教學需求出發，按照計算機創新人才的培養目標，依據實踐教學體系思想編寫相關的教材和實驗手冊。注重理論聯系實際，兼顧基本概念和基本訓練，培養學生的實踐意識與能力。
　　4) 開展實踐創新活動。
　　從2006年開始，我們結合自治區和我校實際，將ACM/ICPC國際大學生程序設計競賽率先引入到自治區的大學校園。通過舉辦學校、自治區的程序設計大賽，我們以學科知識競賽為切入點，針對計算機專業的實踐教學進行了教學改革與大膽探索，涉及實踐教學模式、教學方法、教學手段、人才培養等各個方面的內容。從學生歷次參賽的成績來看，學生的實踐創新能力得到了很好的鍛煉與提高，尤其是在分析問題、解決問題、團隊協作等方面都有長足的進步。與此同時，我們也認真分析了學科競賽和日常實踐教學兩者之間的關系，我們在實踐教學體系上做了相應調整，更加重視專業技術基礎課程的教學；實驗教學模式從“簡單驗證”向“科學驗證、分析設計、綜合訓練相結合”方向轉變；為學校非計算機專業的學生開設了程序設計類的選修課程，把原有賽前培訓的那種小范圍、短期突擊行為逐漸轉化為日常教學規范內容，使更多的學生可以系統地接受實際技能的鍛煉。因此，大學生程序設計競賽使大學生們得以自主學習和實踐，其鍛煉的廣度和強度是任何其他日常實踐教學環節無法比擬的，真正做到了“以賽促教，以賽促學，賽課結合”。
　　5) 建立新的實踐教學考核評價方法。
　　程序設計類課程在計算機專業的人才培養中占有很大的比重，而程序設計類課程與傳統的理論課程不同，其實踐性很強。如果使用傳統的考核評價方法，顯然不夠客觀、準確，難以反映出學生真實的學習效果。因此，我們采用程序的在線評測系統(Online Judge，OJ)對學生進行考核與評價，該系統可以適用于C、C++、Java、數據結構等多門課程。如果在實際教學當中，需要對除了編程題之外的理論試題進行考核的話，則可以使用網上考試系統進行考核，同樣可以實現自動抽題、自動閱卷。
　　在程序設計課程的教學中還存在一個不能回避的事實，那就是即使在一些學風良好的大學，上機考試或平時作業中互相抄襲程序代碼的現象也較為普遍。所以，為了發現抄襲并對抄襲的學生起到震懾的作用，我們還自主開發了抄襲檢測系統，既能有效督促學生學習，又能幫助學生樹立和維持誠信，達到教書育人的目的。
　　通過改革程序設計類課程實踐教學的考核方法[5-6]，我們認識到，針對不同的課程其實踐教學環節的考核形式也不同，因此，針對不同課程的特點，制定相應的實踐教學考核評價方法，這對于客觀評價實踐教學的學習效果具有重要的作用。
　　
　　6) 加強實踐教學團隊的建設。
　　由于師資不足，我們的理論課教學團隊同時也是實踐課的教學團隊，我們經常組織任課教師進行教學研討，取長補短，共同進步，通過形式多樣的教研活動，進一步規范實踐教學過程，統一實踐教學內容、進度和要求，克服了實踐教學的隨意性；同時培養自己的實踐教學梯隊，安排新教師進行實踐課試講，幫助新教師迅速成長起來，形成了一個老中青相結合的以傳幫帶為優良傳統的教學團隊；在科研方面，組成了一個穩定的科研團隊，先后承擔并完成了多項教學改革和教學研究項目，并結合教學中發現的問題展開科學研究，尤其在程序代碼的自動評測、程序代碼抄襲檢測方面進行了深入研究，獲得相關立項的資助，并取得了一系列的研究成果，提高了教師的學術水平和教學水平，有利于教師在更高的起點上鉆研教學。此外，教學團隊中有3名教師長期擔任學院ACM大學生程序設計競賽和機器人相關比賽的教練，著力培養學生分析問題和解決問題的能力。
　　4通過計算機專業實踐教學改革，切實提高民族地區計算機人才培養的質量
　　近幾年來，通過加強實踐教學改革，我們的學生取得了可喜的成績。學生參加各級、各類程序設計競賽、挑戰杯大賽，成績突出，具有一定的實踐創新能力，至今保持著自治區各高校的最好成績(國際大學生程序設計競賽亞洲分區賽中曾獲得銅牌、自治區挑戰杯決賽金獎)。此外，計算機實踐教學改革切實改善了教學效果，我們自主研發的程序代碼在線評測系統所使用的技術先進，可靠性好，經過8年使用，完全適應無紙化考試的要求。從收集的數據來看，這種考試具有極高的可信度和區分度，能考查出學生真實的編程水平，并在全校的程序設計語言公共課中推廣使用。此外，程序代碼抄襲檢測技術成功運用于教學實際，能從一定程度上減少抄襲現象的發生，從而促進學生學習，同時大大減輕了教師進行人工判別抄襲的工作負擔。另外，計算機實踐教學的改革促進了廣大教師的教學研究和科學研究，我們將教學研究與科學研究相結合，并在程序代碼抄襲檢測方面得到了國家自然科學基金研究項目的資助、省級教學研究與科學研究項目的資助，并先后獲得4項教學成果獎。
　　5結語
　　我們深入分析民族地區計算機專業的社會環境和特點，總結目前計算機專業實踐教學方面存在的問題，在已有的教學改革基礎上，借鑒國內外獲得良好成果經驗的大學計算機專業實踐教學體系，制定了完善的計算機實踐教學體系。改革全面培養了學生的綜合素質、工程實踐能力、團隊意識、創造性思維，從而滿足民族地區新時代的人才需求。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會. 發展戰略研究報告暨專業規范[M]. 北京:高等教育