計算機專業應用型本科教學模式與考核方式的探討和實踐

黃 偉，陳建孝，鄭耿忠

(韓山師范學院計算機科學與工程系，廣東潮州 521041)

計算機專業應用型本科教學模式與考核方式的探討和實踐

黃 偉，陳建孝，鄭耿忠

(韓山師范學院計算機科學與工程系，廣東潮州 521041)

本科階段應用型人才的培養方式關乎學生以后職業生涯的發展和我國企業競爭力的提升，是目前高等教育的重點研究方向。本文討論了理論教學在應用型本科人才培養中的地位，以數據結構課程為例探討了專業基礎課的教學模式和考核方法的改革方案，并對教學實踐進行了總結。

應用型本科；教學模式；教學改革

在高等教育擴大招生之前，我國的高等教育是精英教育，培養研究型人才成為單一的培養目標。隨著高等教育的大眾化程度越來越高，將高等教育的培養目標明確為研究型教育和應用型教育勢在必行[1]。應用型人才的培養可以滿足各行各業對人才的需求，提高從業者的創新力和整體素質能夠進一步提高中國企業的競爭力。然而目前無論是課程體系的設置還是教學方法、考核標準，都帶有濃郁的研究型人才培養目標的特點[2]。研究型人才和應用型人才無論在培養方式還是在教學模式上都有著本質的區別，有必要根據應用型人才的特點進行教學改革來提高應用型人才培養質量。

眾所周知，培養研究型學生要注重理論教學，要求學生掌握厚實的理論基礎以便作進一步的研究。相對而言，對應用的需求則關注得少。忽視基本理論知識的培養是一種短視的行為，是以犧牲學生未來發展空間來換取短期效益的錯誤做法。而過分強調學生的理論知識又會讓學生無所適從，不能體現出應用型的特點。

1 計算機專業應用型本科教學模式與考核方式的研究方向

從就業的角度看，應用型學生比研究型學生的就業面更加寬廣。市場對應用型人才的需求有種類繁多、綜合性強等特點[3]。對于應用型的學生而言，對理論知識的掌握不需要像研究型學生那么全面深入，甚至可以讓學生在掌握一定理論知識的基礎上，只針對某一方面的應用作比較深入的學習[4]。應該給學生盡可能多的自由度，鼓勵他們在一定的行業背景中找到適合自己發展的空間。

通過分析可以看出，應用型本科生的培養應做到如下幾個方面。(1)學生應掌握一定的理論基礎，確保他們在以后的職業生涯上有足夠的發展空間[5]。(2)由于人才市場對應用型人才需求的特點和學生選擇自由度的不斷提高，不必像培養研究型學生一樣要求應用型學生在所有的基礎課上平均使力，盡可能引導他們根據自己的職業規劃進行有針對性的專業學習。(3)重視工程實踐的教學。可以考慮對教學模式作如下的修改：對理論課程的內容作適當選擇，為理論學習設置最低要求，創造條件鼓勵學生在理論方面的學習；增強對他們動手實踐能力的培養，并提高考核要求。對理論學習設置最低要求是為了保證學生的專業素養和確保以后職業生涯有足夠的發展空間。要引導學生在感興趣的領域投入更多的時間以提高理論基礎，同時在動手實踐能力上多花時間和精力，避免在所有的應用點上平均使力。最終使得學生不僅掌握一定的理論知識，而且熟悉掌握專業某個方向的實踐和技能，成為適用社會發展需要的應用型人才。

2 以數據結構課程為例，探討應用型本科人才培養中專業基礎課的教學模式和考核方式

數據結構課程是通過研究計算機程序設計中非數值計算數據的關系、存儲和操作等問題來培養學生的抽象思維和創造能力，使學生能夠設計出結構清晰、高效率、魯棒性強的算法來解決實際問題。因此數據結構這門課程具有很強的理論和實踐背景。在我校，數據結構課程是計算機科學與技術(師范)、計算機科學與技術(信息安全)、計算機科學與技術(物聯網)、軟件工程、信息管理與信息系統、信息管理與信息系統(金融方向)、信息與計算科學等6個專業(方向)的專業基礎課，同時也是電氣教育技術、數學與應用數學等專業的專業任意選修課。尤其對于計算機科學與技術和軟件工程等一級學科的課程設置而言，數據結構課程更是一門核心的綜合性專業課，在專業課程設置中有著不可替代的地位。美國ACM/IEEECC-2005教程將算法與數據結構類課程列為核心課程之首。由于數據結構課程的重要性和特殊地位，相關的教學改革一直不斷，總的來說大致有以下3個方面：(1)教學方法的改革；(2)教材體系的改革；(3)網絡共享資源的建設。

基于以上對應用型本科學生培養目標的討論，我們設計了如下的教學模式。(1)對數據結構課程的理論知識進行細化，降低學生對理論的要求，但注重基本概念和基礎算法在實際工作中的應用。(2)將專業基礎課的教學分為課堂教學和課外學習兩部分。在課外的學習中，教師可以利用足夠豐富的網絡學習資源，引導學生進行自主學習，使他們盡可能掌握概念性及一般性知識。另外，我們開展了基礎知識點的題庫建設，并通過測試平臺對學生自主學習的效果進行測評。(3)在課堂教學結束后，要求學生在在線測試平臺完成教師制定的練習和測試，鞏固學習效果，這對教師來說也是了解學生學習情況、調整教學進度和難度、完善教學資源和題庫的重要依據。教學模型如圖1所示。

圖1 應用型本科的專業基礎課教學模式

值得注意的是，過去我國大學本科生的培養模式一直是以研究型為主，教材中存在著大量比較艱深的理論知識。我們從應用型本科的培養目標出發，對理論知識的內容和要求作了相應的降低和調整。教學過程中為專業基礎課設置了最低要求。應該指出，由于不同的應用型人才對專業基礎課的要求不同，我們設定的要求可能不能滿足學生某種職業規劃的要求。對于將自己的興趣、愛好或者職業規劃設定為多媒體制作的學生來說，可以降低數據結構課程的學習要求；但對于選擇程序設計、游戲設計等方向的學生而言，數據結構課程卻是重要的專業課程。為了滿足部分學生對某些專業基礎課的較高要求，在降低理論要求的同時，我們將一些專業競賽或者專業活動小組建設納入到課程教學體系中來，鼓勵在算法及算法分析設計等方面感興趣或者在職業規劃中有需要的學生通過競賽前的專門訓練提高相應的能力。例如，針對應用型本科數據結構課程的教學模式，可將ACM的競賽納入到教學體系中來。ACM/ICPC(Association of Computing Machinery International Collegiate Programming Contest)由美國計算機協會(ACM)主辦，是世界上公認的規模最大、水平最高的大學生程序競賽，其目的在使大學生運用計算機程序設計理論來充分展示學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創造力和團隊合作精神，也培養學生在壓力下進行創新思維和理性實踐的能力。同時也為那些將算法分析和設計與自己的職業規劃一致的學生提供學習、交流的平臺，提高他們的專業素養。

在考核方面，單一的理論考核方式削弱了數據結構課程的實踐性，而增加上機操作的考核能夠有效提高學生對動手能力的重視。學生的考核方式由傳統的紙質考試、上機操作和平時表現組成。考慮到不同專業對數據結構課程的要求不盡相同，學生的總評分數計算公式為：總評分數=理論考核成績×α+上機操作成績×β+平時成績×γ，其中α，β，γ為權重因子，且α+β+γ=1。理論考核方式為閉卷考試，總分仍為100分，在計算總評分數的時候進行折算，但理論考核不再包含有關編程的具體問題。上機操作考核時間為120分鐘，要求學生獨立完成若干題目，考核在無網絡環境下開卷考試，允許攜帶非電子版本資料和書籍。具體的考核環境嚴格按照ACM進行，只是不再分成小組，由學生獨立完成。上機操作考核共設8份不同試題，學生隨機抽取試題并按照一定順序間隔坐好，保證學生前后左右試題不同。

我校對2013級軟件工程專業、2012級信息管理系統專業和2012級計算機科學與技術(師范)專業等進行了教學實踐。在題庫建設方面，目前已經對教學內容按照知識點進行了分類，并組織學生根據知識點進行了主觀題目的錄入。題庫包括選擇題、判斷題和填空題共約1500道題目，所有題目已經讓修過這門課的學生根據難度分別標記為預習和復習類型，并且開通了基于題庫的在線測試，要求學生完成必要的測試，作為平時成績的重要參考。考核中權重的設置主要從不同專業對理論和實踐的要求進行考慮。軟件工程專業對學生動手能力的要求最高，信息管理與信息系統次之，而師范專業學生的培養目標是中等教育的師資，因此要求他們掌握比較扎實的理論功底以滿足以后的教學需要即可。具體的權重系數設置如表1所示。

表1 不同專業考核中權重系數分布表

3 研究成果

經過一年的教學實踐，收到良好的教學效果。由于理論內容有所刪減，針對基本概念及基礎算法應用的學習實踐相應增加，學生學習數據結構課程的理論障礙減少，其學習興趣得到了相應的提高。同時我們鼓勵學生參加ACM訓練隊的訓練，使那些職業規劃與算法分析與設計相符合或者對程序設計、算法分析感興趣，或者學有余力的學生能夠得到更為深入的學習。由于增加了上機操作的考核，學生在實驗教學方面的學習興趣和投入的時間和精力都有所提高。其中，軟件工程專業的學生在上機操作考核方面表現得更好一些，對自己的職業規劃更為明確，認識到數據結構課程的重要性；計算機科學與技術(師范)專業學生的理論成績最好，但他們在上機操作方面明顯不如軟件工程專業的學生；信息管理與信息系統專業學生的理論學習、上機操作的成績介于另外兩個專業之間；另外，參加ACM訓練的學生在理論知識學習和上機操作方面都表現得更優秀。

在以后的教學中，我們應在堅持理論學習底線的基礎上，探討更為靈活的教學和考核方式，鼓勵學生參加ACM訓練隊的訓練，提高學生的創新能力和實際動手能力；繼續完善上機操作考核，使考試方式、權重比例、考試時間都趨于合理化。

[1]徐理勤,顧建明.應用型本科人才培養模式及其運行條件探討[J].高教探索,2007(2).

[2]陳新民.應用型本科的教學改革：培養目標、課程體系和教學方法[J].中國大學教學,2011(7).

[3]劉相明,王心剛.應用型本科人才培養的需求導向理論分析與實踐探索[J].中國科科教創新導刊,2012(32).

[4]伍一.應用型本科實踐教學建設的探討[J].高等理科教育,2006(1).

[5]陳飛.應用型本科教育課程調整與改革研究[D].上海:華東師范大學,2014.

2015-01-20

黃 偉(1978-)，男，廣東潮州人，韓山師范學院計算機科學與工程系高級實驗師，博士，從事模式識別、機器學習與數字圖像處理研究。

G642

A

2095-7602(2015)04-0101-03