以學(xué)科競賽為動力推動《Java程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革的實(shí)踐研究

楊澤，李世豪

(廣東理工學(xué)院，廣東肇慶 526100)

1 國內(nèi)高校關(guān)于編程類課程教學(xué)現(xiàn)狀

隨著社會的不斷進(jìn)步，高等教育對于社會的進(jìn)步與人才的培養(yǎng)顯得格外重要，高等教育課程的教學(xué)質(zhì)量成了高校人才培養(yǎng)的首要問題。現(xiàn)教育部和各高校的主要目標(biāo)就是培養(yǎng)迎合企業(yè)需求以及社會的應(yīng)用型人才。尤其是對于工科院校，學(xué)生必須要掌握一定的編程能力，學(xué)生的編程能力可以通過一些學(xué)科競賽比如互聯(lián)網(wǎng)+、高校大學(xué)生藍(lán)橋杯大賽、大學(xué)生計(jì)算機(jī)編程大賽、挑戰(zhàn)杯等各種學(xué)科競賽來鍛煉獲得相應(yīng)的提高。

在“十一五”期間為推動創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作，教育部提出實(shí)施一項(xiàng)重要改革舉措即大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，該項(xiàng)目是教育部在國家層面實(shí)施的第一個(gè)直接針對大學(xué)生的創(chuàng)新培訓(xùn)項(xiàng)目。目的在于探索并建立一個(gè)改變傳統(tǒng)高校教學(xué)模式為核心,提倡要調(diào)動大學(xué)生在學(xué)校的主動積極性，發(fā)揮年輕大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，能夠?qū)W(xué)校課本上學(xué)到的知識有效應(yīng)用到實(shí)際生活中去改善生活中的某些問題，可以讓本科的學(xué)生也可以展開在相關(guān)領(lǐng)域的科研和發(fā)明創(chuàng)造，從而提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力[1]。

廣東理工學(xué)院的定位為應(yīng)用技術(shù)類型的高等本科院校，其主要目的就是培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才，并以教學(xué)工作為核心，所以如何提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量就成了學(xué)校最重要的一部分，本文將以廣東理工學(xué)院軟件工程專業(yè)為研究對象，結(jié)合軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案和部分計(jì)算機(jī)編程類課程體系的改革，并提出以大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽為載體，將計(jì)算機(jī)編程類課程與學(xué)科競賽相結(jié)合的方式來培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神，運(yùn)用《Java程序設(shè)計(jì)》課程學(xué)習(xí)的編程知識去解決實(shí)際問題。

2 改變傳統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，加入競賽元素

將學(xué)科競賽的相關(guān)題目與計(jì)算機(jī)編程類課程進(jìn)行緊密結(jié)合，構(gòu)建起以競賽驅(qū)動的計(jì)算機(jī)課程。以往的計(jì)算機(jī)專業(yè)，在一些實(shí)踐類課程尤其是編程類課程的學(xué)習(xí)中，任課教師只教授課本的理論知識，所以學(xué)生的理解只停留在課本知識上，這樣就會導(dǎo)致學(xué)生不能夠利用課本所學(xué)到的知識去解決生活中的實(shí)際問題，不重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，不嚴(yán)格要求學(xué)生。考試以筆試為主，實(shí)踐考試不受重視，就可能出現(xiàn)期末有些學(xué)生的筆試分?jǐn)?shù)雖然高但是實(shí)際動手解決實(shí)際問題的能力就較弱的現(xiàn)象較多。

因此，針對上面提到的種種問題，就需要對計(jì)算機(jī)類專業(yè)的編程課程進(jìn)行改革，從一定程度上加強(qiáng)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，并且在實(shí)踐環(huán)節(jié)中加入學(xué)科競賽中的題目，從而形成以競賽型創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)為依托，搭建學(xué)生參加各類編程競賽的專業(yè)平臺，整體的改革思路如圖1所示。

圖1 加入競賽元素的教學(xué)改革

《Java程序設(shè)計(jì)》課程除理論課學(xué)習(xí)外，對教材的15個(gè)教學(xué)章節(jié)，根據(jù)這幾個(gè)章節(jié)的內(nèi)容分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生及時(shí)對課程內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)和掌握。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容共有9個(gè)項(xiàng)目，由于各項(xiàng)目之間存在關(guān)聯(lián)性，所以合并為3 個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目一是入學(xué)新生信息管理程序，主要練習(xí)Java 基本語法、類與對象、異常處理機(jī)制、輸入/輸出流、泛類型與集合框架等知識點(diǎn)。項(xiàng)目二是局域網(wǎng)下的聊天室，主要練習(xí)Java Swing 圖形用戶界面和Socket 網(wǎng)絡(luò)編程等知識點(diǎn)。項(xiàng)目三是圖書館圖書租借系統(tǒng)，主要運(yùn)用Java Swing 繪制界面，使用JDBC 訪問數(shù)據(jù)庫。在各個(gè)項(xiàng)目中加入程序設(shè)計(jì)競賽的相關(guān)問題，使學(xué)生能用所學(xué)知識解決競賽問題。不僅動手能力提高了，而且也提高了學(xué)生的自信心，作為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的成就感也提高了。

廣東理工學(xué)院已經(jīng)組織學(xué)生參加了多屆"藍(lán)橋杯"全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽以及大學(xué)生軟件設(shè)計(jì)大賽并且都取得了相應(yīng)的成果，為了培養(yǎng)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力[3]。還可組織開展一些校級的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)大賽，這樣一些校級的輔助競賽能夠使學(xué)科競賽促進(jìn)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)向更加實(shí)用、創(chuàng)新的積極方向發(fā)展。可以按照以下的幾點(diǎn)措施進(jìn)行改革：

(1)改變學(xué)生平時(shí)課上的學(xué)習(xí)方式。由于上課時(shí)間的限制和試驗(yàn)環(huán)境的要求，最合理的方式就是在課堂上進(jìn)行組隊(duì)。可以分成每組分成5～7人為一組，任課教師可以從歷年的競賽真題中選擇與教學(xué)內(nèi)容相符的題目，可以讓班級每組的學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的方式去解決這些題目，讓他們團(tuán)隊(duì)之間自己進(jìn)行分工，指導(dǎo)教師根據(jù)每一個(gè)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)從不同程度給予一定的指導(dǎo)，教師從原來多媒體教室集體授課的方式變?yōu)閷W(xué)生團(tuán)隊(duì)之間主動的學(xué)習(xí)，讓平時(shí)枯燥的課堂學(xué)習(xí)氛圍會變得更加活躍，對學(xué)生的實(shí)踐動手能力又有一定的幫助。

(2)學(xué)習(xí)方法的改變。傳統(tǒng)的編程實(shí)踐通常是在計(jì)算機(jī)教室里，每人一臺計(jì)算機(jī)，學(xué)生按照老師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成編程。學(xué)科競賽平臺為學(xué)生開拓了一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)空間，促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)成員之間的交流。由原來的師生學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)成了學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間的學(xué)習(xí)。

改變學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法。傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課一般在計(jì)算機(jī)房進(jìn)行，學(xué)生根據(jù)老師給出的實(shí)驗(yàn)題目在一定時(shí)間內(nèi)完成代碼編寫。學(xué)校可以為愿意參加競賽的學(xué)生開組建一個(gè)競賽團(tuán)隊(duì)，配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)成員之間的交流與學(xué)習(xí)。

(3)階段性評價(jià)方式。編程類課程的學(xué)習(xí)效果相對來說是很難進(jìn)行評價(jià)的，僅靠學(xué)生的期末考試試卷或?qū)τ谀硞€(gè)算法的設(shè)計(jì)是無法達(dá)到對學(xué)生的整體水平進(jìn)行評測目的的。通過競賽平臺來記錄競賽團(tuán)隊(duì)空間，記錄競賽學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和平臺題目的練習(xí)情況，可以全程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)過程，便于任課教師實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，或者對于個(gè)別學(xué)生進(jìn)行及時(shí)地一對一指導(dǎo)與解答。

3 根據(jù)課程測試，選拔組建競賽團(tuán)隊(duì)

加強(qiáng)《Java 編程》課程的教學(xué)與實(shí)踐，提高學(xué)生的編程能力。以編程課程和競爭創(chuàng)新實(shí)踐基地為基礎(chǔ)，建立學(xué)生參加各類編程競賽的專業(yè)平臺和競賽小組[4]。競賽團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)學(xué)生在編程類課程中的表現(xiàn)一方面由任課教師在教學(xué)過程中選拔有潛質(zhì)的學(xué)生，組織學(xué)校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生參加校級程序設(shè)計(jì)大賽、“藍(lán)橋杯”全國軟件專業(yè)人才設(shè)計(jì)和創(chuàng)業(yè)大賽。

另一方面，通過學(xué)校計(jì)算機(jī)相關(guān)社團(tuán)的宣傳，更多的學(xué)生可以參與其中。進(jìn)入競賽團(tuán)隊(duì)的學(xué)生分為兩個(gè)方向：C/C++和Java。除了課堂教學(xué)和指導(dǎo)教師深入培訓(xùn)外，還要根據(jù)競賽的最新要求進(jìn)行有針對性的培訓(xùn)。建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。著力構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制。以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，努力培養(yǎng)多元化、高素質(zhì)的創(chuàng)新人才，形成學(xué)校“創(chuàng)新人才培養(yǎng)”的特色。

4 以學(xué)科競賽為平臺，加強(qiáng)高水平競賽指導(dǎo)師資隊(duì)伍建設(shè)

學(xué)校還可以在信息學(xué)院設(shè)置獨(dú)立的學(xué)科競賽部門，主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)各專業(yè)各班級的競賽工作處室(如學(xué)科競賽中心)，并且要將組織管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范化，其次還要加大競賽宣傳力度，讓更多感興趣的學(xué)生參與進(jìn)來，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)也是一個(gè)非常重要的問題，學(xué)院應(yīng)建立一支具有扎實(shí)專業(yè)技能的競賽教師隊(duì)伍[2]。指導(dǎo)委員會設(shè)立相應(yīng)的競賽項(xiàng)目，還應(yīng)該明確開展教學(xué)競賽資金保障項(xiàng)目的資金來源，加強(qiáng)學(xué)校教師素質(zhì)建設(shè)，積極探索制定符合教學(xué)實(shí)際工作要求的考核、成績獎勵管理措施，以充分激發(fā)全校師生積極參與科學(xué)創(chuàng)新教育的主動性、理論與實(shí)踐教學(xué)活動的主動性和社會實(shí)踐的主動性。學(xué)校各部門要充分協(xié)調(diào)和履行職責(zé)。鼓勵更多的年輕教師參與程序競賽的指導(dǎo)工作中去，尤其是專業(yè)水平較高的教師。

5 健全學(xué)科競賽評價(jià)激勵機(jī)制

學(xué)科競賽的獎勵機(jī)制與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以從以下三個(gè)方面考慮，包括學(xué)生、教師和學(xué)校。獲獎學(xué)生將獲得一定的學(xué)分，或抵消一定的選修課學(xué)分。在獎學(xué)金評獎或三好學(xué)生評選中可以將競賽獲獎作為評選條件，開展編程競賽可以彌補(bǔ)教師只是停留在理論教學(xué)環(huán)節(jié)上而實(shí)踐教學(xué)的不足的問題，彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)與企業(yè)需求脫節(jié)的問題，大大提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。

要想將學(xué)科競賽和課程教學(xué)有效融合，不僅要求參加比賽的高校學(xué)生在編程技術(shù)上有一定的能力,而且要求具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，能夠課下積極地在網(wǎng)上找相應(yīng)的競賽訓(xùn)練平臺去練習(xí),而這些訓(xùn)練僅僅靠學(xué)生的興趣是很難堅(jiān)持下去的，所以要想讓學(xué)生堅(jiān)持訓(xùn)練題目以便在競賽中取得相應(yīng)的成績，就應(yīng)該建立相應(yīng)的學(xué)生獎勵機(jī)制，給予學(xué)生一個(gè)積極的引導(dǎo)，有了獎勵機(jī)制學(xué)生才能全身心地投入到平時(shí)的競賽訓(xùn)練模式中去，積極地備戰(zhàn)競賽。

另一方面除了建立健全學(xué)生的獎勵機(jī)制外，在參與競賽的學(xué)生的選拔過程中競賽的指導(dǎo)老師也起著至關(guān)重要的角色，要想競賽取得相應(yīng)的成果，組建一支優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)是非常重要的，那么如何讓有優(yōu)秀的指導(dǎo)教師積極的參與進(jìn)來就是一個(gè)需要探討的問題，要想指導(dǎo)教師在平時(shí)的授課工作中抽出時(shí)間來指導(dǎo)學(xué)生競賽，相應(yīng)的教師競賽獎勵機(jī)制也需要建立健全。建議教師年工作量與崗位津貼直接掛鉤。在此政策下，學(xué)校應(yīng)及時(shí)確定教師指導(dǎo)學(xué)科競賽的工作量。在學(xué)院年度總工作量定額的情況下，學(xué)校應(yīng)該采取直接計(jì)算教師工作量的方法，而不是把工作量計(jì)入學(xué)院，然后由學(xué)院進(jìn)行二次分配，可以有效保證了教師的工作量。這樣才能保證他們工作的基本報(bào)酬，解決他們在年終考核上的顧慮，同時(shí)也不會影響他們的積極性。通過解決這些教師顧慮的問題，從一定程度上可以消除教師的不滿情緒，使他們能夠安心從事與學(xué)科競賽指導(dǎo)相關(guān)的工作。

6 成績考核方式的改革

期末成績的評定是對于教師教學(xué)成果評判的標(biāo)準(zhǔn)之一，廣東理工學(xué)院編程類的考試的考核方式基本是平時(shí)成績占40%，期末成績占60%，由于編程類課程考察的是學(xué)生利用理論知識解決實(shí)際問題，而且這種考核方式只是側(cè)重于學(xué)生的記憶力考察，是很難對于學(xué)生的動手實(shí)踐能力有一定的幫助，因此要對期末的考核方式進(jìn)行改革，可以將考核標(biāo)準(zhǔn)定位：上機(jī)考核占據(jù)60%，期末考試占30%，課堂考核占10%。

上機(jī)考核主要包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)編程題目的完成情況，以及包括學(xué)生在課后的一些競賽平臺上的練習(xí)題目的完成情況進(jìn)行評定，課堂考核主要包括學(xué)生在課上的問題回答情況，以及在各自小組中的表現(xiàn)情況，可以采用班級幾個(gè)小組內(nèi)進(jìn)行相互評定的方式。期末考試采用閉卷的考核方式，主要考察學(xué)生對于算法的設(shè)計(jì)能力以及對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的掌握能力。通過這樣實(shí)踐并且加上理論評定的方式更能夠從多方面來對一個(gè)學(xué)生的綜合編程能力以及對于課程的掌握能力做出一個(gè)正確的評判。

7 結(jié)論

以學(xué)科競賽為依托的程序設(shè)計(jì)類課程群建設(shè)改革,將競賽案例引入到課堂教學(xué)。注重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力及程序設(shè)計(jì)能力。引入競爭、討論、團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制[6]。

以學(xué)科競賽為導(dǎo)向驅(qū)動《Java程序設(shè)計(jì)》課程改革，改變了以往傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師對于編程語言語法，基礎(chǔ)知識的講解。這種填鴨式教學(xué)會使得學(xué)生被動接受知識，很難讓激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，久而久之就會對編程類課程失去興趣，而以學(xué)科競賽為導(dǎo)向?qū)幊填愓n程進(jìn)行改革，能夠利用學(xué)科競賽對一個(gè)學(xué)生的課程掌握能力進(jìn)行全方位的評估。

對于課程的教學(xué)，將競賽與學(xué)科教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，能夠有效推進(jìn)課程的改革，提高教學(xué)質(zhì)量，從而使得學(xué)生發(fā)展更加全面，更加適合社會以及企業(yè)的需要，此外開展與學(xué)科競賽相關(guān)的改革措施還在一定程度上有助于一些教育落后地區(qū)計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)際脫節(jié)等問題，希望對同類型的高校有一定的借鑒意義。