電子專業編程人才培養的教學改革研究

[摘 要]硬件編程能力是應用型電子信息專業學生的核心能力，但是高職院校的編程教育現狀卻不盡如人意，除了學生基礎差、缺乏自主學習能力等主觀原因外，還存在著課程設置不合理、師資力量不足等客觀原因。要想實現高職學校電子信息專業的核心化，就要轉變教學觀念，調動學生積極性，改革教學模式，采用理論與實踐結合的思路，提升學生應用能力;構建編程實踐體系，打造硬件編程能力培養機制，實現編程思維的培養，這樣才能提高高職學生編程操作能力，打造高職學校特色專科。

[關鍵詞]電子信息;編程教育;人才培養

[作者簡介]李景照（1983—），男，廣東佛山人，碩士，順德職業技術學院副教授，主要從事嵌入式技術研究。

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）46-0-03[收稿日期] 2020-09-08

電子信息是應用計算機進行信息處理和信息控制的學科，具備一定的編程能力是對電子信息專業學生的基本要求，熟練掌握編程技術對提高電子信息類專業人才的應用能力至關重要[1]。

目前，我校電子信息類專業編程課程雖然占專業課總課程的三分之一，但是編程教學還存在著一系列問題，比如理論課程與實踐課程比例失衡，課程層次和課程知識之間缺乏有效聯系;教學方式單一;課程評價機制單一且僵化等。再加上高職學生數學理論基礎差[2]，邏輯思維不強，學生不喜歡編程基礎這種乏味的理論學習，使得編程教學現狀不盡如人意，實踐時難度增加，只有約10%的學生能學有所成。

隨著中國特色高水平高職院校建設要求的提出[3]，對電子信息類專業編程人才培養提出了具體要求，要實現電子信息專業的特色化、核心化，實現學校人才培養由知識型向創新型轉變。

一、電子專業編程課程的現狀

編程是電子信息類的專業基礎課，需要掌握C語言編程，精通數據結構和算法，掌握電路仿真軟件，會實際操作多種硬件電路測試設備。編程開發難度大、研發周期長，是一門具有很強實踐性的課程。但是由于高職院校入學門檻低，大多數學生在中學階段數學和英語基礎比較薄弱，初次接觸編程設計語言時一頭霧水，再加上高職學校的編程教育教學墨守成規，依然沿用傳統的教育方法，不利于學生的進步成才;因此，改革編程課程的教學現狀，適應高職院校新形勢發展要求勢在必行。

目前，高職院校電子信息類專業在編程實踐教學中存在著許多問題，主要表現為幾個方面[4]。

（一）學生學習動力不足，缺乏正確引導

高職的教育定位不明導致學生無法正確自我定位。很多高職學生基礎差、底子薄，再加上學習積極性不高，自律能力差，學習過程中產生迷惑、畏懼、自信心不足等心理現象。學校因為自身的教育定位不明，無法給學生正確積極的引導，導致許多學生徹底失去對課程的興趣和信心，編程教學難以取得好的效果。

（二）課程設置不科學，缺少實踐

電子信息專業課程設置中，編程側重于理論知識的講解，采用“2+2”教學模式，先是2節填鴨式的枯燥理論講解，然后是2節的上機模擬演練，理論與實踐處于分離狀態，學生編程技能的實操教學效果較差，無法激發學生的學習興趣，更無助于培養學生的算法創新能力。

（三）教師缺乏實踐經驗

如今高職院校的教師大多是無企業工作經歷的研究生甚至本科生，缺乏項目研發經驗，編程實戰能力薄弱，導致課堂教學和實操演示都不到位，難以幫助學生夯實基礎、進階提升。大多數電子專業教師不重視編程類課程在專業中的作用，用敷衍的態度來應付教學工作，沒能真正培養學生的編程能力。這些影響了高職電子專業的編程課程的教學工作。

（四）教學評價體系不合理

對于編程的考核，學校采用的是考勤和理論考試相結合的評價方式，把分數高低作為主要評價手段，沒有對編程的實踐操作能力的評價，一味追求理論分數，這樣的評價結果使得教師無法評定學生的實際編程能力，從而進行有效性的教育提升;同時，這樣的評價機制也容易造成學生對課本內容死記硬背，不愿花時間來提升實際操作能力。

二、電子專業編程課程的改革路徑

以中國特色高水平高職院校建設為研究背景，以提升高職生編程能力培養為目標，在分析現階段電子信息類專業編程人才培養現狀存在問題的基礎上，從模式和體系入手對課程進行優化融合，開展針對性的電子信息類專業實踐體系的研究[5]，促進編程人才教育模式的創新研究，從而調動電子信息類專業學生學習編程的興趣，實現編程思維的培養。（圖1）

（一）從思想意識入手，提高學生編程學習主動性

1.豐富學生知識面，明確自我定位。編程相對比較枯燥，但是現在網絡資源豐富，很容易找到網絡共享程序及應用案例，將這些具體鮮活的優秀編程案例引入編程教學課堂，直觀地展示給學生，開闊學生的眼界，豐富學生的編程知識。同時，加強學風和思想建設，讓電子信息的學生明確自我定位，擁有專業學科的自豪感，讓學生有信心有能力開發應用程序，在編程的舞臺大顯身手，體現自己的價值，從而提高編程學習的主動性和積極性。

2.改變教學方式，以學生為主體。改變目前的教學模式，實行因材施教策略，確定學生的主體地位;從學生學習習慣出發，增加教學內容趣味性，引發學生對編程語言教學內容的好奇心;增強學生學習實效性，轉變學生對編程的認識，讓學生明白編程語言學習的重要性，重視編程語言學習。可以通過開展競賽等活動增強學生競爭意識，讓壓力變成動力。

（二）明確編程教學方向，改變教學策略

1.優化編程課程設置，夯實人才培養基礎。編程能力培養課程的設置遵循以學生為本的原則，理論教學與實踐操作應平衡發展。①增加理論基礎知識教學，確保學生打好編程語言的基礎;劃分高級編程語言相關內容，分清學科主次，進行學科改進和學科融合。②加強電子信息類專業編程設計的合理性，加大課程體系結構的優化力度，將技術應用和互聯網工程應用等教學內容進行整合，根據教學內容進行層次劃分并把握教學進度，構建有效的人才培養實踐體系，實現中國特色高水平編程人才的培養。

2.改革教學模式，促進學生編程思維構建與學習興趣培養。改變傳統的教學模式，一是采用“三步教學”模式，從編程案例入手，通過實驗—實訓—競賽三段實踐教學培養體系和理論基礎知識學習后，以項目和案例進行實習實訓。要鼓勵部分對編程感興趣、學得比較好的同學積極參與各類競賽，鍛煉和增強學生的實際編程能力。二是建立不同類型的興趣小組，實現分層教學。以興趣小組為單位進行學習交流，讓編程能力較強的學生帶動、幫扶基礎差的學生，大家共同進步。三是定期舉辦講座等學習交流活動，邀請專家講解編程開發技巧，動員學生參與教師的科研項目特別是編程任務，以科研促教研，實現教學與項目工程、科學研究和社會應用的密切結合。

3.改進教學方法，激發學生學習熱情。第一，嘗試啟發式教學，把課堂交給學生，讓他們主動學習、探索和解決問題，從而使教學事半功倍。第二，采用寓教于樂的教學方式，根據學生特點因材施教，在課堂中以編程應用開發來激發學習興趣，讓學生快樂學習，成績自然得到了提高。第三，將開發案例引入到教學中，以案例為核心，讓學生在開發案例中總結經驗，找出編程調試中成功或失敗的原因。第四，開展行為導向教學，把案例研究、項目教學、模擬演示、角色扮演等應用到編程實踐教學中。

（三）構建編程教育教學實踐體系

1.利用軟件仿真與實物調試結合法，創新編程教育教學。借助Proteus軟件實現單片機、ARM等與外部設備的仿真教學[6]，學生在電腦上就可設計原理圖和PCB、編寫程序，了解軟硬件聯合調試過程和高效的程序調試方法，有效解決了課堂教學、實驗教學和課后自學相脫節的難題，實現系統仿真與實物調試相結合的創新教育教學。

2.利用Scratch程序設計，培養學生編程設計思維。利用Scratch教學生編程，是以搭積木式的程序設計方式，通過構思—編程—排錯—完善—發布分享的系列過程，以解決問題為目的進行項目設計。以軟硬件互動、動畫故事設計、音樂美術等藝術作品創作、游戲設計等，讓學生體驗藝術與編程的結合之美，把學生的注意力引導到創作學習中，培養學生的創造力[7]。用Scratch軟件進行程序設計思想的訓練，讓學生在編程、試錯、調試、完善的程序設計過程中培養計算思維，掌握基本的程序設計思想。

3.融入“項目案例”，將理論知識直觀化。“項目案例”是以實際項目案例為導向，融理論于項目案例之中，使學生親身運行項目案例程序，然后逐一分析案例程序中的各個模塊，把理論知識點融進模塊，通過可見的直觀結果，讓理論知識不再抽象，由此達到教學效果。

4.實現“項目開發”，強化學生實踐應用能力。建立“項目開發小組”，以小組為單位，每組3～5人，每小組負責開發一個小項目程序，項目開發來源于實際應用案例，不再僅僅停留在書本實驗程序的層面，讓學生運用理論知識，自由發揮進行獨立的程序設計，最終調試并完成項目的開發。最后由教師依據項目的完成情況對各小組進行評測，鍛煉學生的自主性，在項目開發中提升實踐應用能力。

5.成立社團興趣小組，培養編程思維與學習興趣。將學生分成各種層次、類型的興趣小組，以競賽或者實驗項目展開編程的探討和交流，帶動和激勵學生的學習積極性和創造性[8]。定期邀請專家和優秀學生進行學術交流活動，講解學習經驗、開發編程技巧。以項目促科研，以科研促教研，實現教學與社會實際應用的密切結合。

（四）構建科學全面的編程考核評測體系

1.采用筆試、機考相結合的課程考核。理論考試考核的是學生的專業基礎知識，不能準確體現學生的實踐能力，將筆試、機考相結合能兼顧理論基礎和實踐應用兩方面。

2.增加實操能力考評內容。編程更側重操作能力，而操作能力在考核中屬于隱性因素。為了更全面科學的評價學生的編程實操能力，對各項目設計相應的編程考核內容，強調學練結合，讓學生能夠靈活運用應知應會的編程基本功，通過考核提升編程操作能力，完成學習能力的轉化，提高解決問題的能力。

3.建立課上課下雙向反饋機制。課上采用集中答疑和網絡答疑相結合的方式，課后通過小組互動式學習及時消化問題，并將問題反饋給專業教師，輔助教師設計更加完善的教學內容來滿足不同層次學生試驗項目的學習需求。

4.編程實驗的全方位考核。對于編程實驗的內容，不能只看書面成績，而要建立編程實驗的監督考核機制[9]。首先，學生講解程序流程的設計思路，再由教師針對具體內容對小組中的每個學生提問，并根據問題的回答情況進行評分;其次，根據每個同學參與的模塊設計進行考核，兩項考核相結合，既有理論知識的考核又有實踐能力的考核，提高了編程實驗成績在整個課程考核中的比例，強調了知識與能力、過程與結果的綜合評價方式，達到客觀、公平的評價目的。

三、結語

為建設中國特色高水平高職院校，高職教師應該致力于促進以學生為中心的教學模式和教學方法的轉變，注重專業人才實踐與實用技能的培養。電子信息專業中的編程能力以學生的實踐應用能力為標準，所以高職電子信息專業的編程專業人才的實踐培養顯得非常重要。通過對電子信息專業中編程課程的教學內容、課程設計等方面的改革，以及全方位的實踐能力培養體系的構筑，能夠提高高職學生的編程學習主動性。將理論和實踐結合，以實踐促進理論的學習，降低理論學習的難度，在客觀上通過課程教學的轉變和實踐能力的構建，讓電子信息專業的編程人才培養更加符合實際需要。

參考文獻

[1]曹風云，錢言玉.電子信息類專業《C語言程序設計》課程實踐教學研究[J].合肥師范學院學報，2018，36（3）：64-65.

[2]姚明，項順伯.提升計算機專業學生編程技能的教改實踐[J].電腦知識與技術，2013，9（14）：3349-3350+3355.

[3]陳必群.高職院校電子信息類專業實踐課程體系建設[J].中國職業技術教育，2012（11）：5-11.

[4]金明，高燕，顧斌，胡國兵，李玲.產業轉型期高職電子信息特色人才培養模式的研究與實踐—以南京信息職業技術學院特色專業為例[J].創新與創業教育，2014，5（2）：3-7.

[5]鄭璐璐.“C語言程序設計”課程改革的幾點措施[J].科教文匯（下旬刊），2018（11）：57-58.

[6]朱潔.單片機編程仿真實驗系統的設計與實現[J].電子制作，2014（2）：46.

[7]安建強.電子信息專業本科生“創新訓練”體系構建與實施研究[D].南京：南京大學，2017.

[8]陳晉音，楊東勇.基于拋錨式教學模式的電子信息類專業編程能力培養探究[J].中國電力教育，2011（32）：87+103.

[9]賈丹平，桂珺，朱建光，劉麗鈞.以特色專業建設為契機提升人才培養質量—以沈陽工業大學電子信息工程省級特色專業為例[J].武漢大學學報（理學版），2012，58（S2）：5-8.

Abstract： Hardware programming ability is the core competence of applied electronic information students， but the current situation of programming education in higher vocational colleges is not satisfactory. Besides the subjective reasons of students' poor foundation and lack of autonomous learning ability， there are also objective reasons such as unreasonable curriculum setting and insufficient teacher resources. In order to build the core of electronic information specialty in higher vocational colleges， we should first change the teaching consciousness， arouse students' enthusiasm， adopt the idea of combining theory with practice; secondly， we should construct the programming practice system and the hardware programming ability training mechanism， so as to mobilize the enthusiasm of students majoring in electronic information for learning programming subjects， realize the training of programming thinking， and create the characteristic specialty in higher vocational colleges.

Key words： electronic information; programming education; talent training