面向工程实训的“C++程序设计”教学改革研究与实践

摘要:为了从基础课程阶段提高学生的动手能力,本文提出一种面向工程实训的“C++程序设计”课程改革方案。该方案按照“点―线―面”三位一体的模式进行,即课程实验(点)、课程设计(线)、工程训练(面)相结合的方式。经过实践检验,该课程实施方案能够较好地培养学生的动手能力,帮助我们达到培养应用型人才的目的。

关键词:教学改革;C++程序设计;工程实训;应用型人才

计算机专业是我国近年最热门的专业之一。随着高校大规模扩招,计算机专业教育面临巨大的挑战。突出表现在两个方面:一方面毕业人数剧增,就业率逐年下降;另一方面,社会对计算机人才需求数量增加,而学校人才培养质量下降。如何改变这一现状,提高学生的就业率成了各高校研究的热点。

根据各方调研结果的总结和用人单位的反馈,缺乏工程实践能力是目前大学毕业生就业困难的主要原因之一。因此,如何提高学生的工程实践能力既是社会关注的焦点,也是国内高等教育教学改革的热点。作者根据自己多年的工程项目经验和课程教学经验,提出一种以工程实训为基础的“C++程序设计”课程教学改革方案,从基础阶段提高学生实践动手能力,进而提高学生的工程实践能力[1]。

1面向工程实训改革的两个前提

要进行面向工程实训的课程改革,首先需要做两个方面的准备。

(1) 修改教学大纲。在“C++程序设计”课程的传统大纲中,实践环节所占比重少,课堂教学内容规定死板,讲授哪些知识点,每个知识点讲授多少课时都有规定,严重限制了教师的主观能动性,不能根据学生的具体情况进行授课。在新修订的大纲中,实践环节所占比重大大增加。课堂教学内容规定比较柔性,将理论学时分为两部分,一部分用于讲授“C++程序设计”课程的基本知识;另一部分用于讲授“C++程序设计”课程的扩展知识。扩展部分内容不具体规定,可以讲授C++的最新发展、最新应用、工程案例等,根据学生具体情况决定。新大纲可以充分发挥教师的主观能动性和学生的学习积极性,主讲教师可以加强与学生沟通,随时根据学生需要调整教学内容,更好地为学生提供辅导。

(2) 革新教学方法。改变以教师为中心的传统教学理念,建立以学生为中心的现代教育理念。利用多媒体课件辅助教学,采用任务驱动式、合作式学习、自主式学习、工程训练等多种教学方法。这些方法创造出一种工程实践的教学氛围,让学生由被动的学习者变为主动的参与者,激发学生的学习兴趣、工程实践和科研兴趣,调动其探求知识的积极性。通过“方案”的讨论,能锻炼学生的语言表达能力和思辨能力。以工程训练项目本身的魅力吸引学生自主学习,培养其创新精神、创造性思维和创造性个人品质,从而提高学生的综合素质,拓宽他们获取知识的渠道[2]。 2改革方案

“C++程序设计”课程的工程实训改革按照“点―线―面”三位一体的模式进行,即课程实验(点)、课程设计(线)、工程训练(面)相结合的方式进行。

2.1课程实验

课程实验是对课程各个特定知识点的练习,是对知识“点”的训练。课程实验一般分为验证性实验、设计性实验和综合性实验。“C++程序设计”课程共设有8个实验,其中7个为设计性实验,1个为综合性实验。为了使课程实验取得更好的效果,要制定多层次的课程实验指导书。这是因为不同学生的能力水平存在有较大的差异,统一的实验指导书不能适应多层次能力水平学生的需要。在进行课程实验时,鼓励学生根据自己的实际情况选择合适的实验指导书进行设计。通过课程实验,学生能够加强对课程知识点的理解,达到熟练掌握课程知识点的目的[3]。

2.2课程设计[1]

课程设计是锻炼学生实践能力的主要途径,在面向实训的教学改革中,课程设计是对知识“线”的训练。当前课程设计教学环节一般存在以下问题。

(1) 学生重视程度不够。一般情况下,课程设计环节学生的考核通过率较高,这就使得部分学生不认真去完成设计。

(2) 基础知识不扎实。课程设计是根据一门甚至多门专业课程所学的知识,解决特定的实际问题。如果基础课程知识不掌握,自然无法完成设计。

(3) 课程设计自身难度大。课程设计要解决实际问题,这需要在理解知识的基础上,有一定的设计和创造,对有些学生来说有一定的难度。

(4) 实施方法不当。课程设计实施中,教师占据主动地位,布置任务、检查结果,学生很少有自己的主动性。有的老师下达的任务单调、单一,有的甚至多年任务不变。考核方案的合理性、学生兴趣等问题没有合理解决方案。

(5) 学校对课程设计教学环节监管不利。学校对理论教学环节有很好的监管制度,而对于实践教学环节则没有进行有效的监管。这也引起教师和学生对实践教学环节的轻视。

在面向实训的课程改革中,我们充分认识到了课程设计环节的重要性,提出了面向实训的课程设计实施方案,提高课程设计的教学效果和学生学习的积极性。具体实施方法有以下几点。

(1) 制定多层次的课程设计指导书。同课程实验一样,不同学生的能力水平有较大的差异,统一的课程设计指导书不能适应多层次能力水平学生的需要。因此,根据学生的实际情况编写多层次的课程设计指导书,以适应不同层次学生的需要。在进行课程设计时,鼓励学生根据自己的实际情况选择合适的实验指导书进行设计。由于指导书是适合该学生的,学生需要进行一定的思考、设计,又能够取得一定的成绩,有成就感,可以提高学生的积极性,锻炼学生分析问题、解决问题的能力。

(2) 选择趣味性、多样化的题目作为课程设计的任务。所有学生针对同一个论题设计,学生没有发挥的余地,设计方案易雷同,很难避免相互抄袭和应付差事的现象。因此,在课程设计任务的时候,课题组查阅了大量资料,与学生进行深入交流,设计了数十个符合当前技术发展需要,符合学生兴趣的课程设计任务,供学生进行课程设计选做,并且设计题目每年都进行一定数量的更新。对一些特别优秀和个性独特的学生,允许他们自行选择题目,并且帮助学生分析自选的任务,如果合适,应该鼓励学生去完成。如果不合适,帮助学生分析为什么不合适,鼓励他们重新选择。以更好地锻炼这些学生的创新能力[4]。

(3) 提前布置题目,让学生有足够的时间进行思考。最好是在相应课程开课的时候下达,这样学生可在学习课程的时候考虑课程设计的任务。有了长时间的思考,而且是在课程学习的时候就进行了思考,学生就可以做出比较理想的设计结果。

(4) 在课程设计实施过程中,加强教师的指导力度和提高教师的指导方法。在当前课程设计实施中,大多教师的指导力度不够,一般教师下达任务后让学生自行进行设计,指导的很少。有的教师虽然进行了指导,但是指导的方法不恰当,没有达到指导的目的。

(5) 制定了合理的评价制度。以前对课程设计结果的检查,只是教师简单看一下学生的设计结果,凭感觉给一个分数。这样给出的成绩当然存在和实际情况不符合的地方,这就会伤害一些同学的感情,也会使一些同学心存侥幸。课题组制定了“学生自荐―学生推荐―学生评审―教师评审”的课程设计评价制度,主要由学生自己对设计结果进行评价,辅以教师参与评价。另外,每次设计教师再随即抽取一定比例的学生设计结果进行评价,以监督学生评价的结果。

总之,在课程设计教学环节中,可以采用各种措施激发学生对课程设计的兴趣,使学生由被动执行转变为主动创造,进而锻炼学生理论联系实际的能力。实现对课程知识“线”的训练。

2.3工程实训

工程实训是应用型人才培养的基本组成部分,是锻炼学生利用所学知识解决复杂实际问题的基本途径,是对知识“面”的训练。课题组组织有工程经验的教师从实际工程项目改编、抽象获得一批工程项目案例,并联系一些社会企业,供学生进行工程训。“C++程序设计”课程的工程训练分成3类,分别介绍如下。

2.3.1自主工程训练

为满足学生课外自主学习的需求,我们提供学生大量的工程案例作为自主训练的实例。每个实例包括核心部分(功能需求、实现目标、关键技术)和辅助部分(实现提示、核心代码等)。辅助部分给出不同层次水平的提示,供不同层次的学生自主学习参考。同时,构建了相应的自主学习辅导体系,比如定期举行相关知识领域的讲座、项目辅导等,为学生自主学习提供保障。

2.3.2实践创新训练

实践创新训练采用自愿、公开、公平原则,以自主工程训练为平台,选拔创新训练核心学生。根据自主、自愿原则由核心学生辅以其他学生组成创新训练小组。以“大学生研究训练计划”、“ITAT程序设计大赛”、“ACM程序设计大赛”、“挑战杯”等竞赛为平台,进行创新活动。

2.3.3产学研综合训练

人才的培养是为了社会服务,因此需要重视社会、企业在人才培养中的作用。在充分利用学校实习基地的基础上,我们还联合其他一些社会企业,鼓励学生进行“产学研综合训练”,发挥企业在人才培养中的作用。

工程训练环节通过大量的实际工程案例,训练学生解决复杂实际问题的能力,实现对课程知识“面”的训练。在该环节中,学生可以选择多样化的训练模式,选择适合自己兴趣的训练题目,最终实现人才培养的目标。

3结语

通过近两年的教学实践,我院面向工程实训的“C++程序设计”课程改革取得了一定的成果,该教学改革的创新性主要有以下几个方面。

(1) 改变传统教学模式,由传统的理论讲授为主,实践为辅的教学模式转换为以工程实训为主,理论教学为辅的新模式。

(2) 提供丰富的工程案例,以实训本身的魅力吸引学生自主学习。以实际工程项目为原型,抽象出适合学生难度的实训题目,吸引学生自主投入到工程实训中,提高学习的效果。

(3) 改变传统课程考核方法,以实训情况作为学习效果评价的主要评价因素。避免传统考核出现“高分低能”的现象,培养的学生具有较强的工程实践能力。

但是,改革中还存在不足的地方需要进一步完善。比如还需要更多的教师加入到工程项目案例开发行列;课程考核中虽然引入工程因素,但具体方法还没有制定;学生自主学习的辅导体系还没有完善等。这些将是我们进一步研究和实践的内容。

参考文献:

[1] 张明川,吴庆涛,黎蔚,等. 一种软件类课程设计实施方案研究[J]. 福建电脑,2009(6):2-3.

[2] 陈杰华. 教练式沟通在Visual C++课程教学中的实践[J]. 计算机教育,2008(20):15-16.

[3] 张本成,龚伟. 面向对象程序设计教学改革探讨[J]. 内蒙古师范大学学报:教育科学版,2008(1):134-136.

[4] 张顺利,田俊华,李卫斌. VC++程序设计课程教学改革研究[J]. 咸阳师范学院学报,2007(8):82-84.

Study and Practice of “C++ Programming” Teaching Reform Based on Engineering Training

ZHANG Ming-chuan, SUN Shi-bao, WU Qing-tao, ZHENG Rui-juan, WEI Wang-yang

(Electronic & Information Engineering College, Henan University of Science and Technology, Luoyang471003, China)

Abstract: In order to improve the students’ practice ability in the stage of basic course, a novel teaching reform scheme for “C++ Programming” is proposed in this paper. The scheme is implemented according to the pattern of “Dot, Line and Plane” trinity. The “Dot” is the course experiment; the “Line” is the course design and the “Plane” is the engineering training. The students’ practice ability is greatly improved using the scheme, which is proved by the practice.

Key words: teaching reform; C++ Programming; engineering training; application talents