計算機程序設計類課程的實驗教學研究

李海軍

摘? 要： 隨著人工智能時代的到來，中國各高校開展了如火如荼的新專業建設和人才培養方案的重新審視和制定。根據對計算機專業大三學生的網絡調研結果并結合當前計算機程序設計類的實驗教學現狀，提出了過程管理和自我管理相結合的實驗教學方法。要求學生用軟件工程的思想進行項目的開發，在學習過程中注重自己角色的變化，增強適應社會發展的能力和拓展個人發展的空間。

關鍵詞： 人工智能; 程序設計; 實驗教學; 軟件工程

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻標志碼：C42? ? ?文章編號：1006-8228（2019）02-89-03

Research on the experimental teaching of computer programming courses

Li Haijun

（School of Information Management， Dezhou University， Dezhou， Shandong 253023， China）

Abstract： With the advent of the era of artificial intelligence， Chinese colleges and universities have carried out a vigorous new professional construction， as well as the re-examination and formulation of personnel training programs. In this paper， according to the results of network investigation of computer majored third-year undergraduates and combining with the current experimental teaching situation of computer programming， an experimental teaching method combining process management with self-management is put forward. Students are required to develop projects with the idea of software engineering， pay attention to the change of their roles in the learning process， enhance the ability to adapt to social development and expand the space for personal development.

Key words： artificial intelligence; programming; experimental teaching; software engineering

0 引言

當前人工智能正在全面進入人類的生產和生活的方方面面，人工智能的產業化應用，對計算機專業及其他專業的大學生來說，學習相關知識都是十分必要的。人工智能是計算機科學的一個分支，它的發展依賴于機器學習和大數據，也就是說，在大數據上開展機器學習是實現人工智能的主要方法。而計算機程序設計可視為算法+數據結構[1]。人工智能的發展離不開計算機程序設計，而計算機程序設計又促進了人工智能的發展。

人工智能的發展離不開創新型人才的培養，創新型人才的培養對計算機程序類設計教學提出了新的要求。程序設計類課程必須適應人工智能的發展，在教學實驗環節上重視創新型人才的培養，必須從創新意識的培養、創新能力的塑造等方面進行研究，改革現有的實驗教學模式。

我國有很多學者也對程序設計類實驗教學進行研究。牟倫田在“人工智能時代的計算機程序設計教學探討”中對人工智能時代的計算機程序設計教學提出了一些初步思考;畢振波在“以學科競賽驅動計算機專業實驗課教學的研究”中研究了計算機實驗教學作為一種以實踐能力培養為主的教學，應和學科競賽關聯的方法;袁景凌在“面向能力培養的計算機類實驗課程體系探究與實踐”中提出以計算思維和計算機系統能力培養為主線科學重組課程體系;華斌在“從興趣到志趣培養的實驗教學改革探究”中提出實驗教學改革的系統設計、實施過程、輔助措施以及評價方法。人工智能時代的新需求要求積極探索計算機程序設計類課程的新的教學方式。教學方法只有與時俱進、不斷創新，才能使高校的計算機設計類課程的教學效果更好，真正培養出適應各行各業的新需求人員[2]。

1 程序設計類課程實驗的現狀

1.1 程序設計類課程教學方式在一些院校仍然延續傳統的教學方式

程序設計類課程是高校跨學科、跨專業的課程。每個學科都開設了與之有關的課程，重在培養學生的創新意識和分析問題、解決問題的能力。但是在課程實驗教學中，人工智能的發展并沒有真正引起教學模式的改革，實驗內容和方式大部分還是以驗證型實驗為主。學生重視的是所學內容能否在課堂上消化或能否完成教師指定的某一任務，很少有學生對實驗能夠解決現實中的什么問題以及在系統化工程中的延伸進行思考，這樣就造成了實驗課程在能力培養環節缺位。

經過對學生調研發現，大部分同學認為程序設計類課程難學，學過也就忘掉了，不知道學習這門課程有什么用，也不清楚程序設計類課程在自己的能力提升方面起到了什么作用[3]。

1.2 電子資源利用率低

當前學生學習方式和知識來源多樣化，如果沒有教師的正確引導和學生創新精神的培養，大量身邊的優質資源將沉睡?，F在大量的慕課、微課及其他電子資源成就了一部分學生的求知欲，也為學生的自學，自創，自造提供了大空間?，F在很多教師的教學方式并沒有將實驗內容和電子資源進行有效鏈接，線下線上學習及翻轉課堂的教學模式沒有實質性的改變。

1.3 程序設計類課程的考核方式沒有進行深刻的改革

現在很多程序設計課程的考核方式實行了70%+30%，筆試占70%，平時考核占30%或者是60%+40%，但是很多筆試外的考核流于形式，沒有真正做到質量過程控制的效果。對于質量過程控制中沒有進行遞進跟蹤式的考核方法。在考核過程中對學生的做、練、思等方面評價方法還不夠科學。學生依然認為筆試是第一要務，存在著考試前的突擊情況，擺脫不了傳統的觀念的束縛。

1.4 師—生，生—生溝通平臺薄弱

計算機實驗不僅是學會課本知識，更重要的是讓學生學會溝通，在溝通中共同進步，共同發展，共同思考，建立項目引導為紐帶的團隊?，F在很多高校還沒有建立起學生—教師良好的溝通平臺，仍然存在著學生問問題，教師解答問題的多對一的方式。需要建立人人是學習者，人人可為師的學習平臺。

2 程序設計類實驗課程的教學方式改革

2.1 注重課程實驗的過程管理，建立遞進式、跟蹤式教學模式

教師在組織教學過程中全面分析教材內容，利用項目引導式教學，明確程序設計實驗過程中，學生應該怎樣遞進式進行學習最終以項目形式進行提交。程序設計類課程的考核方式需進一步改革，加強學生實驗的過程管理。在實驗過程中，制定小組式實驗課程的考核方法，并對階段性成果進行嚴格考核。

學生在學習過程中遇到的難題，如不能及時解決，會對課程后續內容產生恐懼甚至厭學。實驗過程中階段性成果的成功提交，會使學生產生成就感。靈活運用翻轉課堂模式和網絡工具，讓學生將自己的實驗過程進行錄屏，并在教學平臺進行演示播放，學生就會在實驗過程中加強自我管理，遇到不懂的，或者不清楚的問題就會積極地通過各種慕課、微課堂、同學、教師進行積極解決[4]。

2.2 注重培養計算思維及算法設計能力的提升

在實驗課程中注重計算思維與算法設計能力的培養，按照底層思維-形式化描述-算法設計-建模的順序設計分層教學體系，讓學生從身邊的問題出發，識別問題、描述問題、解決問題，逐層搭建問題-解答問題的橋梁。通過調研大部分計算機專業的學生和其他工科類學生對人工智能充滿了好奇，教師可以利用學生的好奇心，對人工智能方面的一些智能算法進行引導，并配以案例進行講解，讓學生充分認識到程序設計對社會未來及個人的發展有很大的幫助，同時也拓展了學生的視野和培養了計算思維和創新思維。在實驗教學過程中，可以在小組內或者班內進行風暴法討論，激發學生的想象能力。讓學生談問題，解決的方案及程序設計思路[5]。

2.3 提升社會敏捷性，促進校企協同育人模式

計算機實驗教學中，教師充分利用當前校企合作的大好時機，充分挖掘IT企業項目人員的思維方式、解決問題的方法、程序設計思路，靈活地把這些優勢融入到實驗教學中。企業是社會信息技術最敏感的觸發器，校企協同育人機制的建立，同樣也提升了高校對社會信息技術的敏感性。當前一些企業和學術團體舉行了一些信息技術方面的大賽，大賽的題目都是經過調研獲取的與社會信息化發展密切的問題。比如：“藍橋杯”計算機程序設計大賽、ACM程序設計大賽、中國大學生計算機設計大賽等國內知名的大賽。鼓勵學生積極參加大學生程序設計大賽，并將參賽后的經驗及時反饋到實驗教學中去。

2.4 培養學生自主學習的能力

自主學習能力的培養對計算機程序設計課程的學習尤為重要，社會對計算機專業的應用人才的衡量標準就是學生具有自主學習能力、具有創新性、質疑和探究能力。人工智能時代的到來，使得計算機知識的更新速度加快，自主學習能力的培養更是迫在眉睫。教師在教學過程中，注重培養學生自主查找相應學習資料并具備學習研究和能利用所學知識解決實際生活的問題的能力[6]。

3 小結

隨著人工智能時代的到來，計算機程序設計實驗課程也迎來了大的變革，要求計算機程序設計人員不但要有算法設計能力和程序編寫能力的提升，還要有自主學習能力的提高。這就要求計算機實驗課程既面向局部問題的解決，又要求利用軟件工程的思想進行項目開發。學生在學習過程中注重自己角色的變化，由被動學習者轉為主動學習者，積極探索問題，充分利用網絡資源和慕課、微視頻進行自主學習，增強適應社會發展的能力和拓展個人發展的空間。

參考文獻（References）：

[1] 牟倫田.人工智能時代的計算機程序設計教學探討[J].科技導刊，2018.3：106-108

[2] 周靜，劉全菊.理工科轉型發展專業實驗教學改革與實踐[J].大學教育，2018.2：55-57

[3] 袁景凌，饒文碧，熊盛武等.面向能力培養的計算機類實驗課程體系探究與實踐[J].計算機教育，2018.2：166-169

[4] 車 敏，安利，張紅梅.計算思維能力培養在程序設計課程中的落地實施[J].計算機教育，2017.4：9-11

[5] 賴曉錚，畢 盛，李垚圣等.面向系統能力培養的計算機硬件課程實驗教學改革[J].計算機教育，2018.2：161-165

[6] 胡明曉.程序設計類課程默會知識的分類及教學對策研究[J].計算機時代，2018.3：73-75