計算機(jī)類專業(yè)多課程相結(jié)合的綜合實(shí)踐教學(xué)改革

尹志宇 白旭 姜興華

摘要：本文提出了以軟件工程、Web程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程為例的多課程相結(jié)合的綜合實(shí)踐教學(xué)模式。每門課程在各自一學(xué)期的基礎(chǔ)教學(xué)和實(shí)踐后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)專家組織學(xué)生進(jìn)行為期兩周的綜合實(shí)踐教學(xué)，包括項(xiàng)目案例教學(xué)和學(xué)生項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，充分培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、自主學(xué)習(xí)能力等，滿足了用人單位對計算機(jī)專業(yè)高素質(zhì)人才的需求。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)類專業(yè);多課程結(jié)合;綜合實(shí)踐;校企合作

一、緒論

目前，全國有900多所大學(xué)開設(shè)有計算機(jī)專業(yè)，從用人單位的反饋結(jié)果來看，應(yīng)屆畢業(yè)生一般存在基礎(chǔ)知識比較薄弱、實(shí)踐能力普遍較差等問題[1]。

實(shí)際上普通高校的大學(xué)教育是很注重基礎(chǔ)知識方面的教學(xué)的，但由于每門課程每周的教學(xué)時間過于集中，課程教學(xué)密度很大，教師講授的知識繁多，單靠課下的書面作業(yè)或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或?qū)嵺`課程環(huán)節(jié)的應(yīng)用實(shí)踐無法對所學(xué)知識完全鞏固，也無法獲得系統(tǒng)、完備的知識體系，導(dǎo)致所學(xué)基礎(chǔ)知識容易遺忘。另外，多課程都是單一的知識傳授，忽視了綜合能力的培養(yǎng)，無法滿足企業(yè)對人才的需求，所以大學(xué)期間在注重基礎(chǔ)知識教學(xué)和簡單實(shí)踐環(huán)節(jié)的前提下，應(yīng)加強(qiáng)綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從而為社會輸送具有過硬的基礎(chǔ)知識功底的高技能畢業(yè)生。

近幾年，有許多大學(xué)開始執(zhí)行“16+X”教學(xué)安排，明確“X”為實(shí)踐教學(xué)周，以強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。本文以軟件工程、Web程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程為例提出多課程相結(jié)合的綜合實(shí)踐教學(xué)模式。

二、課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

（一）軟件工程課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

“軟件工程”是指導(dǎo)計算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的一門工程學(xué)科[2]。它注重的是軟件設(shè)計和開發(fā)的過程指導(dǎo)，不涉及應(yīng)用程序開發(fā)的具體語言和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，也不涉及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的管理及SQL語言編程，理論性更強(qiáng)一些，但需要與實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)相結(jié)合。

軟件工程課程的理論內(nèi)容非常多，要求學(xué)生必須掌握扎實(shí)的軟件工程理論知識，理解軟件生命周期中每一個階段的作用和應(yīng)用，掌握軟件項(xiàng)目管理的相關(guān)理論和技能。另外，軟件工程課程還要求學(xué)生掌握科學(xué)的軟件設(shè)計方法和開發(fā)、維護(hù)高質(zhì)量軟件的技能，掌握在軟件生命周期中如何完成需求、設(shè)計和測試等文檔的編寫工作。這就需要學(xué)生具有足夠的項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐，通過項(xiàng)目來理解和掌握相關(guān)的理論和技術(shù)方法[3]。

由于學(xué)時的限制，大部分高校軟件工程課程是不安排實(shí)踐操作學(xué)時的，一般會安排課程設(shè)計作業(yè)[4]。理論與實(shí)踐脫節(jié)的教學(xué)方式，使得學(xué)生無法理解軟件工程的意義和價值;沒有參與軟件項(xiàng)目的開發(fā)，更無法理解如何采用軟件工程的理論和方法解決軟件開發(fā)工程中的問題。

（二）Web程序設(shè)計課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

“Web程序設(shè)計”注重的是Web應(yīng)用程序的前臺開發(fā)，即利用某種程序設(shè)計語言進(jìn)行軟件編程，不涉及軟件生命周期中需求分析、軟件設(shè)計及測試、維護(hù)等階段的技術(shù)和應(yīng)用，也不研究后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的編程和數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性、并發(fā)操作等問題。

Web程序設(shè)計課程編程實(shí)踐內(nèi)容非常多，是一門專業(yè)技能課程，培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握基于面向?qū)ο笳Z言的Web編程技能，重在技能培養(yǎng)，使學(xué)生能夠熟練掌握相關(guān)技術(shù)，具備開發(fā)Web系統(tǒng)的技能，達(dá)到獨(dú)立或合作完成中小型網(wǎng)站的建設(shè)與開發(fā)的目的。

依據(jù)教學(xué)計劃和教學(xué)進(jìn)度，本課程會在每次教學(xué)的同時安排學(xué)生完成相應(yīng)的編程實(shí)踐，一直到學(xué)期末，一個諸如聊天室、博客、網(wǎng)上書店之類的小型網(wǎng)站最終成型。由于課程側(cè)重點(diǎn)的單一性，本課程一般不會將軟件工程理論和技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫理論和技術(shù)與Web編程相融合，導(dǎo)致學(xué)生雖然具有了一定的Web編程技能，卻不清楚軟件的需求分析、設(shè)計、測試、維護(hù)等與Web編程的關(guān)系，也不清楚高效的數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全、完整性保護(hù)等問題與Web編程的關(guān)系。

（三）數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”是研究如何科學(xué)的組織和存儲數(shù)據(jù)以及如何高效地獲取和管理數(shù)據(jù)[5]。它注重的是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計理論以及后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作和管理，不研究與前臺應(yīng)用程序的結(jié)合進(jìn)行完整的項(xiàng)目開發(fā)。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程要求學(xué)生具備數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論，包括概念模型、數(shù)據(jù)模型以及物理模型的設(shè)計，要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的編程和管理，包括數(shù)據(jù)庫、表、視圖、索引、函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器、事務(wù)等操作以及數(shù)據(jù)的完整性、安全性、并發(fā)控制等的數(shù)據(jù)庫保護(hù)。所以在教師授課的同時需要安排學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，以鞏固理論、培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫操作和管理的動手實(shí)踐能力。

本課程會在每次教學(xué)的同時安排學(xué)生完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫操作和管理實(shí)踐，一直到學(xué)期末，一個完整的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和服務(wù)器端操作和管理的實(shí)例（如教務(wù)管理系統(tǒng)、圖書館借閱系統(tǒng)等）最終完成。但由于課程側(cè)重點(diǎn)的單一性和學(xué)時的限制，本課程一般不會將軟件工程理論和技術(shù)以及應(yīng)用程序前臺的Web編程相結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生雖然具有了一定的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和服務(wù)器端操作和管理技能，卻不清楚如何將數(shù)據(jù)庫技術(shù)與軟件工程理論和技術(shù)以及應(yīng)用程序前臺的Web編程相融合。

三、綜合實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計

經(jīng)過一學(xué)期的軟件工程課程教學(xué)加課程設(shè)計、Web程序設(shè)計課程教學(xué)加編程實(shí)踐、數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)加數(shù)據(jù)庫操作和管理實(shí)踐，學(xué)生具備了每門課程的基本理論和設(shè)計及實(shí)踐技能;同時在軟件工程課程的學(xué)習(xí)中了解到軟件生命周期中包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計和軟件實(shí)現(xiàn)，在Web程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)中了解到Web編程需要與后臺數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中了解到數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和服務(wù)器端編程是為前臺Web應(yīng)用程序服務(wù)的。

根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們提出為期兩周的軟件工程、Web程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程相結(jié)合的實(shí)踐周綜合實(shí)踐教學(xué)模式，為滿足企業(yè)對人才的需求，我們還聘請了與我們有長期合作的企業(yè)專家做技術(shù)指導(dǎo)。

（一）教學(xué)案例設(shè)計

在實(shí)踐周的教學(xué)活動開始之前，我們首先要設(shè)計實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)案例。

為了設(shè)計出系統(tǒng)、完備又具有綜合性、現(xiàn)實(shí)意義和參考價值的教學(xué)案例，我們組建了教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)中包括教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師，深受學(xué)生好評的明星授課教師以及軟件開發(fā)課程教師，也包括軟件工程、Web程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫技術(shù)三門課程的主講教師以及企業(yè)專家。

經(jīng)過近半年的調(diào)研、討論、設(shè)計和開發(fā)，我們最終設(shè)計的教學(xué)案例項(xiàng)目是“簡單教務(wù)管理系統(tǒng)”，就目前的社會環(huán)境來講，非常具有實(shí)用價值，對于教學(xué)來講，也易于學(xué)生學(xué)習(xí)、理解和參考。

首先，利用軟件工程理論和技術(shù)進(jìn)行軟件生存期各種模型的設(shè)計和各種文檔的編寫，主要包括用例圖、類圖、順序圖、活動圖等模型以及需求、設(shè)計和測試等文檔。然后，利用數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論設(shè)計出滿足用戶需求并具有完整性的數(shù)據(jù)庫模型，利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的編程和管理技術(shù)設(shè)計視圖、索引、函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器、事務(wù)等，并實(shí)現(xiàn)加密、備份等安全性保護(hù)。最后，我們利用Web程序設(shè)計技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用程序前臺開發(fā)，本案例采用微軟VS軟件和C#語言進(jìn)行Web編程，并利用軟件工程理論和技術(shù)設(shè)計測試用例，完成項(xiàng)目測試。

（二）學(xué)生項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

實(shí)踐周的第一周，我們首先進(jìn)行項(xiàng)目案例教學(xué)。在進(jìn)行軟件生存期各種模型的設(shè)計和各種文檔的編寫的教學(xué)過程中，我們就啟發(fā)學(xué)生開始自己的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，學(xué)生自由組合，七個人左右組成一個項(xiàng)目小組，參考教師的教學(xué)案例討論并確定自己的項(xiàng)目方案。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生如何利用前期需求分析、軟件設(shè)計等模型及文檔設(shè)計出高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫，從而使學(xué)生深刻理解和掌握軟件工程理論和技術(shù)在項(xiàng)目開發(fā)中的重要作用。當(dāng)然，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程當(dāng)中也可能發(fā)現(xiàn)前期模型或文檔中存在的問題，需及時進(jìn)行修正。在進(jìn)行應(yīng)用程序前臺開發(fā)的講解過程中，我們需要將Web編程與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器管理緊密結(jié)合，使學(xué)生充分理解軟件前后臺的關(guān)系和各自的作用。在最后測試用例設(shè)計的講解中，需要將前期的所有工作與測試的關(guān)系講解清楚，讓學(xué)生學(xué)會測試技術(shù)的同時，深刻理解測試的重要性。

每個項(xiàng)目小組在確定了自己的項(xiàng)目主題后，在第一周就可以在老師和企業(yè)專家的指導(dǎo)下同時完成軟件生存期各種模型的設(shè)計和各種文檔的編寫以及后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的編程。第二周，各小組著手完成前臺編程和最后的項(xiàng)目測試。各項(xiàng)目組的項(xiàng)目設(shè)計都非常具有現(xiàn)實(shí)意義，包括“電影廳售票系統(tǒng)”“校園卡管理系統(tǒng)”“共享單車系統(tǒng)”“外賣點(diǎn)餐系統(tǒng)”“圖書館借閱系統(tǒng)”“網(wǎng)上書店系統(tǒng)”等。

在學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)的過程中，同學(xué)們熱情高漲、廢寢忘食，各小組團(tuán)結(jié)一心、氣氛熱烈，小組之間有一種參加大賽的競爭感，遇到問題積極向老師和企業(yè)專家請教，實(shí)踐效果非常好。實(shí)踐周的最后，企業(yè)專家對各小組的項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評，同學(xué)們決定寒假期間對自己的項(xiàng)目作進(jìn)一步的完善。

四、結(jié)語

實(shí)踐周多課程相結(jié)合的綜合實(shí)踐教學(xué)充分歷練了學(xué)生的實(shí)踐性、自主性、協(xié)作性、創(chuàng)新性，同時也促進(jìn)了教師素質(zhì)的全面發(fā)展。在實(shí)踐活動中，學(xué)生自主選擇項(xiàng)目小組，自主選擇項(xiàng)目主題和內(nèi)容，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，也夯實(shí)了理論基礎(chǔ)，同時也培養(yǎng)了學(xué)生自主和持續(xù)性的學(xué)習(xí)能力，滿足了企業(yè)對高素質(zhì)人才的需求。總之，這種多課程相結(jié)合的綜合實(shí)踐教學(xué)，對于教學(xué)模式的改革具有很好的實(shí)用價值和參考意義。

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基金項(xiàng)目：受河北省教育廳20192020年度河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號：2019GJJG116）

作者簡介：尹志宇（1970—），女，漢族，河北樂亭人，碩士研究生，副教授，研究方向：計算機(jī)類專業(yè)教學(xué);白旭（1963—），男，蒙古族，遼寧遼陽人，碩士研究生，正高級工程師，研究方向：軟件工程教學(xué);姜興華（1962—），女，漢族，山東煙臺人，本科，副教授，研究方向：計算機(jī)類專業(yè)教學(xué)。