IEET認(rèn)證背景下《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及應(yīng)用》的教學(xué)改革

黃振永 王利利 薛竣文 裴雪丹 蘇秉華

（北京理工大學(xué)珠海學(xué)院，廣東 珠海 519085）

一、IEET認(rèn)證簡(jiǎn)介

中華工程教育學(xué)會(huì)(IEET)成立于2003年，是臺(tái)灣地區(qū)非官方、非營(yíng)利的社團(tuán)法人。IEET主要業(yè)務(wù)為規(guī)劃及執(zhí)行符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工程教育(EAC)、信息教育(CAC)、技術(shù)教育(TAC)、建筑教育(AAC)認(rèn)證及設(shè)計(jì)教育(DAC)認(rèn)證。工程教育認(rèn)證制度是國(guó)際通行的教育質(zhì)量保證辦法，是工程師制度改革的基礎(chǔ)，是未來(lái)工程師能力水平的保證。IEET推動(dòng)的工程教育認(rèn)證是一項(xiàng)非政府的審查機(jī)制，主旨為“以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向(Outcome-Based)，確保專業(yè)的教育品質(zhì)”。[1]近年來(lái)，IEET工程教育認(rèn)證已成為國(guó)內(nèi)外工程教育改革發(fā)展的趨勢(shì)和研究的熱點(diǎn)。[2]臺(tái)灣從“中華工程教育學(xué)會(huì)”成立之日起，不斷緊跟工程及科技教育發(fā)展前沿，不斷探索與完善工程認(rèn)證實(shí)踐制度，在逐步推進(jìn)臺(tái)灣工程及科技教育與國(guó)際接軌的歷史進(jìn)程之中，積累了豐富的認(rèn)證經(jīng)驗(yàn)，使得臺(tái)灣的IEET認(rèn)證在國(guó)際工程及科技教育界有廣泛的影響力。[3]

二、學(xué)院的IEET認(rèn)證情況暨課程改革的背景

2018年3月：我校第一批的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和機(jī)械工程專業(yè)通過(guò)了第一周期的IEET工程及科技教育認(rèn)證，有效期為三年。這表明我校相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到IEET認(rèn)證規(guī)范要求，教學(xué)品質(zhì)達(dá)到《華盛頓協(xié)議》專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。2019年3月：我校第二批的自動(dòng)化專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)也順利通過(guò)了第一周期的IEET認(rèn)證。至此，我校已有5個(gè)專業(yè)通過(guò)IEET專業(yè)認(rèn)證，是廣東省通過(guò)IEET專業(yè)認(rèn)證專業(yè)數(shù)量最多的高校之一。就信息學(xué)院而言，已經(jīng)有兩個(gè)專業(yè)（電子科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化）順利通過(guò)了第一周期的IEET認(rèn)證。

三、面向IEET認(rèn)證中核心能力培養(yǎng)的課程教學(xué)改革設(shè)想

（一）課程目標(biāo)與核心能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系

在IEET認(rèn)證的背景下，信息學(xué)院的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及應(yīng)用》課程面臨著教學(xué)改革的必然要求。該課程自建校之初就開(kāi)設(shè)（前身是《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》），后經(jīng)多次教學(xué)改革，目前歸屬信息學(xué)院管理，面向全學(xué)院的大一新生（入學(xué)的第2學(xué)期）開(kāi)課。根據(jù)IEET認(rèn)證的理念，學(xué)校的發(fā)展定位（堅(jiān)持“注重質(zhì)量、提升內(nèi)涵、凝練特色、創(chuàng)建品牌”的辦學(xué)思路，立足珠海、服務(wù)廣東、面向全國(guó)、放眼世界的辦學(xué)宗旨，努力創(chuàng)建應(yīng)用型名牌大學(xué)）決定了學(xué)院的發(fā)展目標(biāo)（秉承“強(qiáng)素質(zhì)、重實(shí)踐、求創(chuàng)新、育全人”的人才培養(yǎng)理念，致力于培養(yǎng)在電子信息領(lǐng)域具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的復(fù)合型、應(yīng)用型人才）。學(xué)院的發(fā)展目標(biāo)也就間接地決定了本課程的教學(xué)目標(biāo)。結(jié)合信息學(xué)院的實(shí)際情況，本課程的教學(xué)目標(biāo)與IEET認(rèn)證中核心能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 課程目標(biāo)與核心能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5.具有本專業(yè)項(xiàng)目管理（含經(jīng)費(fèi)規(guī)劃）、有效溝通、領(lǐng)域整合與團(tuán)隊(duì)合作的能力。能結(jié)合所學(xué)專業(yè)中實(shí)際工程項(xiàng)目編寫(xiě)程序解決復(fù)雜工程問(wèn)題。7.具有認(rèn)識(shí)時(shí)事議題，了解本專業(yè)工程技術(shù)對(duì)環(huán)境、社會(huì)及全球的影響，并培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能力。能合理地管理項(xiàng)目及其團(tuán)隊(duì)。6.具有發(fā)掘、分析、應(yīng)用本專業(yè)研究成果及綜合解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。形成用知識(shí)服務(wù)社會(huì)的工程倫理意識(shí)。能認(rèn)知到不同程序方案的優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短優(yōu)化程序。養(yǎng)成利用資訊工具了解軟件對(duì)社會(huì)的影響的習(xí)慣，并養(yǎng)成利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。8.理解及應(yīng)用專業(yè)倫理，認(rèn)知社會(huì)責(zé)任及尊重多元觀點(diǎn)。

（二）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

因?yàn)樾畔W(xué)院的專業(yè)基本上屬于電子信息類，本課程是后續(xù)嵌入式類和單片機(jī)類專業(yè)課的先修課程，是完成后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)課程，又考慮到學(xué)生有考證的需要（全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試（NCRE）--二級(jí)C語(yǔ)言），并照顧到每個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，所以本課程的教學(xué)內(nèi)容分為分為12章：C語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)范、順序結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、指針、函數(shù)與指針進(jìn)階、自定義數(shù)據(jù)類型、文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)及軟件工程。

（三）教學(xué)模式的選取

伴隨著MOOC時(shí)代的到來(lái)，本課程選用智慧樹(shù)網(wǎng)（www.zhihuishu.com）中的《C君帶你玩編程》作為慕課學(xué)習(xí)平臺(tái)。影響選用的因素有：它是國(guó)家級(jí)精品在線課程；它震撼引入，用電影、熱播劇、生活問(wèn)題等學(xué)習(xí)者喜歡的方式引入知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)興趣；它談古論今、旁征博引，《易經(jīng)》思維、巴赫狂想、人工智能等，引領(lǐng)學(xué)習(xí)者探尋程序設(shè)計(jì)的前世今生；它設(shè)置結(jié)合專業(yè)知識(shí)的軟件設(shè)計(jì)案例，培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)解決本專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的能力；它設(shè)置各知識(shí)點(diǎn)的等考考點(diǎn)真題解析，滿足學(xué)習(xí)者的獲取全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)C證書(shū)的需求；它落實(shí)學(xué)以致用，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自己動(dòng)手設(shè)計(jì)焊接電路板，編程實(shí)現(xiàn)硬件聲光控效果，提高實(shí)踐動(dòng)手能力。本課程采用混合式教學(xué)模式，以線下的課堂教學(xué)為主，以線上的慕課自學(xué)為輔，課程總成績(jī)的構(gòu)成方案是：總成績(jī)=考勤成績(jī)×5%+作業(yè)成績(jī)×5%+課堂成績(jī)×5%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×15%+智慧樹(shù)網(wǎng)的總成績(jī)×20%+期末考試成績(jī)×50%。

（四）課程教學(xué)中的痛點(diǎn)及其改革對(duì)策

1.信息學(xué)院的所有專業(yè)都不是計(jì)算機(jī)類專業(yè)，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容（含實(shí)驗(yàn)內(nèi)容）不能匹配專業(yè)人才培養(yǎng)方案。改革對(duì)策：結(jié)合所學(xué)專業(yè)的實(shí)際工程實(shí)踐項(xiàng)目，開(kāi)創(chuàng)新的教學(xué)案例，如結(jié)合線陣CCD講授一維數(shù)組，結(jié)合面陣CCD和LED點(diǎn)陣屏講授二維數(shù)組，結(jié)合專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練C語(yǔ)言的編程能力。

2.因?yàn)檎n內(nèi)學(xué)時(shí)有限，且教學(xué)的目標(biāo)不是通過(guò)考前培訓(xùn)提升考證通過(guò)率，所以課內(nèi)涉及到的考證培訓(xùn)需求得不到滿足，NCRE的考證通過(guò)率低。改革對(duì)策：充分利用慕課資源，為學(xué)生收集、整理考證的優(yōu)秀學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生在課外學(xué)習(xí)，并利用每周課程答疑的時(shí)間段和聊天工具、網(wǎng)課論壇等方式輔導(dǎo)學(xué)生。

3.純線下教學(xué)模式和純線上教學(xué)模式的弊端突出，不能滿足課程目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，純線下教學(xué)模式中在下課后學(xué)生的復(fù)習(xí)得不到幫助。改革對(duì)策：讓學(xué)生利用慕課課程進(jìn)行復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，慕課學(xué)習(xí)的突出特點(diǎn)是：學(xué)習(xí)不受時(shí)間、地點(diǎn)、頻次、順序、設(shè)備的限制，能滿足學(xué)生課外個(gè)性化自主學(xué)習(xí)的需求。純線上教學(xué)模式的突出弊端是誠(chéng)信問(wèn)題：目前還沒(méi)有妥善地的措施來(lái)保證利用甲的賬號(hào)學(xué)習(xí)、做網(wǎng)課任務(wù)、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試的是甲本人，并且沒(méi)有作弊行為。改革對(duì)策：每次學(xué)習(xí)時(shí)、做網(wǎng)課任務(wù)時(shí)、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)拍照并核對(duì)后臺(tái)信息，如果信息一致，再準(zhǔn)許其學(xué)習(xí)、做網(wǎng)課任務(wù)、參加網(wǎng)絡(luò)期末考試。學(xué)校須提供慕課見(jiàn)面課的適配教室，讓學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)直播課堂；在網(wǎng)課考試時(shí)段內(nèi)，提供考試機(jī)房，安排監(jiān)考老師，提升網(wǎng)課成績(jī)的誠(chéng)信度。

4.在敲打程序代碼時(shí)，容易出錯(cuò)，影響了實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)度。改革對(duì)策：老師為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的“程序改錯(cuò)題”、“程序填空題”的原始代碼文件或它們對(duì)應(yīng)的二維碼，讓學(xué)生在它的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。對(duì)于書(shū)中的例題，老師或教材需提供二維碼，學(xué)生掃描二維碼就可以獲得程序代碼，就能用手機(jī)APP或網(wǎng)頁(yè)版的編譯器來(lái)即時(shí)驗(yàn)證程序了。

5.傳統(tǒng)的期末考試的卷面形式弊端突出：批改試卷費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)，尤其是編程題，一旦學(xué)生的書(shū)寫(xiě)不規(guī)范，很難合理地判分；一旦出現(xiàn)了不同于標(biāo)準(zhǔn)答案的程序，也不方便驗(yàn)證其正確性。改革對(duì)策：利用問(wèn)卷星和網(wǎng)頁(yè)版的C語(yǔ)言編譯器在機(jī)房里進(jìn)行考試。VIP用戶的問(wèn)卷星可以實(shí)現(xiàn)題目順序是隨機(jī)的、選項(xiàng)順序是隨機(jī)的，有防止學(xué)生作弊的措施，其安全性和誠(chéng)信度高。在沒(méi)有安裝Visual C++或Dev C++軟件的電腦上考試時(shí)，可以用網(wǎng)頁(yè)版的C語(yǔ)言編譯器進(jìn)行編程。推薦使用：http://www.dooccn.com/和https://c.runoob.com/compile/12。

6.課堂互動(dòng)是確保課堂教學(xué)質(zhì)量的重要措施。在“滿堂灌”的課堂中，學(xué)生玩手機(jī)，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。改革對(duì)策：利用“雨課堂”實(shí)現(xiàn)課堂即時(shí)互動(dòng)，老師發(fā)布“單選題”、“多選題”、“判斷題”、“彈幕題（適合簡(jiǎn)答題）”后，學(xué)生用手機(jī)在限定的時(shí)間內(nèi)提交答案，可以在課堂上可以即時(shí)看到答題的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。