面向創新人才培養的計算機軟件課程群建設

戴敏++董晨

摘要：從計算機專業軟件課程群的建設入手，研究應用型創新人才培養問題。以計算機軟件基礎與核心課程為中心，通過建設系列課程、優化知識結構、改進教學內容、提高實踐教學質量等，將創新教育貫穿于整個專業教育過程中，面向應用培養和提高學生的創新意識。

關鍵詞：創新意識；計算機軟件；課程建設；實踐教學；

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0115-02

計算機學科的快速發展要求計算機專業人才不僅要具備扎實的專業基礎知識、計算機系統設計與分析能力，還要具備不斷掌握新知識、新概念、順應計算機快速發展的創新能力和創新素質。因此，如何面向應用培養學生的實踐能力、創新能力，不僅符合現代教育的要求，同時也適應計算機學科發展的需求。在現有計算機課程體系中，數據結構、操作系統、數據庫、軟件工程、編譯原理等課程是計算機專業的軟件基礎和核心課程。這些課程貫穿于四年的計算機專業教育，是培養學生全面、系統掌握計算機專業知識、提高軟件研發能力與應用創新能力的重要課程。本文從計算機專業軟件課程群建設、構建軟件知識平臺、改進教學方法、提高實踐教學質量等方面，探討如何通過優化知識結構、構建實踐教學體系，將創新教育貫穿于整個專業教育過程中，面向應用培養和提高學生的創新意識，以適應計算機學科發展和專業教育的需要。

一、科學設置課程群框架，構建軟件知識平臺

以掌握軟件理論知識、提高基本技能為目標，按學科、課程相互聯系構建軟件課程群，使以數據結構、操作系統、數據庫、軟件工程、編譯原理等課程為中心的專業基礎課、專業課相互滲透、交叉，形成網絡結構，形成計算機專業的軟件知識平臺。

（一）課程群和教學內容設置的原則

1.突破基礎性標準，突出前瞻性要求。教育往往落后于技術的發展，而課程體系制定后也有一個相對的穩定期。我們以夯實專業基礎、提升實踐能力為重點，對軟件課程群的設置采用“基礎課群”和“專業套餐”相結合的課程框架。以專業基礎課為中心的“基礎課群”保持相對穩定，“專業套餐”中相應專業課、選修課應突出一個“新”字，可隨技術的發展每年調整。學科平臺課程群包括的主要軟件課程有、高級程序設計語言、數據結構與算法、操作系統、數據庫系統、編譯原理等；專業課課程群主要包括數字圖像處理、計算機圖形學、軟件工程、多媒體技術、軟件新技術模塊等。

2.突破課程局限，構建系列課程。計算機的課程具有理論性與實踐性都強的特點，而這些要求有時很難通過單門課程達到。以課程建設為中心，構建系列課程的目的是通過多門相關課程的學習和相應的實踐環節，使學生既具有扎實的理論功底，又具有很強的實踐能力和創新能力。以數據庫課程建設為例，通過設置數據庫系統（側重理論性）、數據庫程序設計（理論向技術過渡）、數據庫系統課程設計（突出實踐能力和創新能力），達到使學生既掌握基本原理，又能熟練應用和操作數據庫管理系統，并能設計和開發數據庫應用系統的能力。為突出專業特色，提高學生嵌入式系統和軟件系統開發的能力，我們在課程體系中分別為嵌入式方向軟件開發方向設置了兩組系列課程，每組包含3門相關課程。

（二）改革教學內容，優化知識結構

根據學科發展特點對軟件課程群的教學大綱和實驗大綱進行了修訂，主要體現在如下幾方面：

1.優化課程教學的內容。例如，數據庫技術發展很快，一本數據庫教材若連續使用多屆，必定難以適應技術的發展，這就要及時進行教學大綱和教學內容的更新，適當壓縮、刪減教材中的陳舊內容，增加補充專題，實現教學內容的動態調整，以保證教學內容的先進性和前瞻性。

2.明確不同課程教學內容的重點，保證不同課程教學內容的銜接。通過加強課程間實驗的繼承性、設立系列課程設計等策略，循序漸進地提高學生實踐能力和創新能力。

3.加強實踐環節比重，創建一種新型的實驗指導方式：增設課外實踐環節，與課內實踐學時比例為1：1。改變傳統的以班為單位、學生完全按教師指定的時間完成指定實驗的教學方式，允許和鼓勵學生免做一些簡單的實驗，或改變實驗項目的順序，或自選一些實驗項目。將傳統的教師講授、學生按時完成指定實驗，改為學生在教師指導下自主組織完成實驗，形成以能力為導向的學習環境。

二、改革教學方法，探索新的教學模式

為適應創新型人才培養的需要，在教學方法與手段上應不斷進行探索與創新，在教學過程中吸取傳統的教學方法的精髓，對傳統的教學方法進行整合和改造，探索開放式教學模式。

1.加強啟發教育模式，改革傳統教學方法。從根本上改變學生死記硬背、照搬課本的習慣，高校教師要科學設計啟發教育模式，積極實現由教師為主的課堂模式向以學生為主的新模式轉變，課堂教學多交流、多探討，突出學生的主體地位。以《數據結構》課程為例，不少學生覺得這門課的知識點多、算法靈活多變，上課時能聽懂，在課后自己獨立解決問題時卻不知如何下手。教師把知識“嚼碎了”教給學生，學生卻不能解決問題，這是為什么呢？其實《數據結構》的教學目的不僅是要讓學生學習數據結構的基本理論知識，更重要的是培養學生的思維能力和掌握解決問題的基本方法，幫助學生實現從知識到能力和方法的轉化。我們結合數據結構課程的特點和啟發式教學的目標，以質疑和分析為基礎，探討了一種新的教學實踐方法：QADS[1]，使學生在學習過程中不斷思考，掌握學習方法，形成較強的學習能力，最終達到舉一反三目標。

2.探索基于CDIO的“開放式”教學模式。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）是麻省理工學院和瑞典皇家工學院等大學繼承和發展歐美20多年來工程教育改革經驗，創立的先進的工程教育模式[2]。C—D—I—O分別代表構思—設計—實現—運行，意指將工程教育寓于工程實踐之中，在產品從構思、研發、應用到再改進的全生命周期中，提升學生的工程基礎知識、個人技術能力、系統工程能力和團隊協作精神。我們根據軟件企業的人才需求，借鑒CDIO工程教育理念，探索基于CDIO的軟件課程教學模式，并將此教學模式成功應用于《數據庫系統》課程的教學中，選擇一個難度適中、知識拓展性強的工程項目貫穿整個課程，從項目需求分析，到概念設計、邏輯設計、物理設計，最后到數據庫的腳本生成，在這一系列過程中，展開各章理論知識的講解，將知識點的講授與項目的構思、設計、實現和運作緊密結合[3，4]。

3.建立多維互動教育教學模式。接受教育是以“講解—接受”的課堂教學模式為其實踐基礎的。由于我國的教育長期以來是一種以傳授知識為中心的教育，講授法長期以來成了“填鴨式”，學生的思想被禁錮起來，追求唯一答案的思想也嚴重地制約了創新意識的發展。進行創新教育，要鼓勵全體學生參與教學，在教育學的互動中調動學生的學習熱情、啟發學生的創造性思維。教學的互動并不僅僅局限于課堂教學中，還要延展到課堂外。結合精品課程建設，研發了網絡綜合教學平臺，為學生提供了包括課程介紹、課件下載、教學視頻、課后練習測試、在線答疑、提交作業、案例演示、工具下載、多媒體素材等豐富實用的教學資源。通過計算機網絡在線學習以及與教師在線交流，促進學生自主學習、個性學習和深入學習。教師還利用微博、微信、聊天群等途徑，實現與學生的多維互動。

課程教學是實現人才培養目標的基本途徑，是培養方案的基本落腳點。本文以計算機軟件專業基礎和核心課程為研究對象，將這些課程作為一個整體，從教學內容、考核方式、實踐教學環節等方面進行研究，圍繞課程群建設，將實踐教學和創新教育貫穿于整個專業教育過程中，全方位地培養和提高本科生的實踐能力和創新意識，將培養模式從“知識導向型”向“能力導向型”轉變，使學生不僅具體解決實際應用問題的能力，而且具有更好的靈活性和創新能力，以適應計算機技術的快速發展。

參考文獻：

[1]戴敏，劉鳳連，雷鳴.數據結構教學中QADS啟發式教學過程探討[Z].天津理工大學暑期教學研究論文集，2010.

[2]呂慶文，曹蕾，李遠念，陳武凡.基于CDIO模式培養復合型卓越軟件工程師的探索[J].高教探索，2013，（1）：71-76

[3]董晨，戴敏，張樺.基于CDIO模式的數據庫系統課程教學改革研究[J].計算機教育，2012，（5）.

[4]董晨，戴敏，張樺.基于CDIO模式的“數據庫系統”課程實踐教學研究[J].計算機教育，2012，（6）.