“程序设计与问题求解”三阶段―四层次实践教学研究
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计算机实验教学的“四个三”教学模式摘要:计算机课程实验是大学本科计算机教学的核心内容之一,根据我校计算机实验教学的基本情况,我们将改革的重点放在打通计算机专业的所有计算机课程,构建上下统一、先后呼应、互为服务、前后铺垫的实验课程平台体系,实施实验教学的“三段式”、实验内容的“三层次”、实验体系的“三技术”、实验教学的“三结合”实验教学模式。
本文介绍了这一教学模式。
关键词:实践教学;三段式;三层次;三技术;三结合1引言计算机课程实验是大学本科计算机教学的核心内容之一,提高学生的综合素质和创新能力是计算机实验教学的主要教学目标。
根据我校基础计算机实验教学的基本情况,我们将改革的重点放在打通计算机应用技术专业的所有计算机课程,构建上下统一、先后呼应、互为铺垫、前服务后的实验课程平台体系,实施实验教学的“三段式”、实验内容的“三层次”、实验体系的“三技术”、实验教学的“三结合”实验教学模式的探索。
我校实验改革的指导思想为:加强基础训练,强化专业技能,注重实验基本技能和综合设计能力的培养,在明确实验教学内容和确定实验教学学时数的前提下,整体考虑计算机应用技术课程实验体系的构建。
避免实验内容重复,强化内涵,提高水平,将课程实验体系的构建形成一个有机的、互动的、充满活力的、贯穿始终的整体,以符合学生的认知水平和专业知识的相互呼应,通过实验努力满足与充实学生的专业知识结构和应用能力。
2 “四个三” 实验教学模式的构建2.1实验教学过程的“三段式”第一阶段(计算机基础素质实验教学):通过计算机基础课程实验对学生进行计算机专业要求比备专业基础素质和技能的训练。
使学生掌握计算机实验的基本知识、基本方法与基本技能,熟悉常用计算机设备及其仪器仪表的操作使用方法,培养学生对计算机的基本操作技能、应用技能和编程技能,以及理工科专业必备的观察、记录实验结果及整理、分析实验数据的能力。
第二阶段(多门专业课程融合的实验教学):按照实验内容归类梯次训练逐步深化的要求,从计算机应用技术教学的系统性、完整性、时代性方面总体设计教学内容和课程体系,把实验内容要求相近或相同类别(例如C语言程序设计与C++,平面设计、静态网页设计、动态网页设计与数据库技术等)的实验内容,采取由浅入深、循环渐进、逐步推进、融合重组等方式进行深化。
程序设计思想与方法问题求解中的计算思维课程设计介绍计算思维是指通过理解计算与计算机科学中的概念、模型、原则、方法与工具,从而培养出一种思考与解决问题的方式。
本文档将介绍在程序设计思想与方法问题求解中的计算思维课程设计。
课程设计目标本课程设计旨在:•培养学生计算思维的基本概念和方法。
•培养学生复杂问题求解和创新思维的能力。
•通过实践培养学生的程序设计和逻辑思维能力。
•提高学生对计算思维和程序设计的兴趣和热爱。
课程设计内容本课程设计分为三个阶段:第一阶段:计算思维基础本阶段旨在引导学生掌握计算思维中的基础知识和方法。
教学内容主要包括:•计算思维概述•算法与流程控制•编程构思与程序设计•问题建模与模拟•数字和算术计算•逻辑推理和规则建立第二阶段:问题求解中的计算思维本阶段旨在引导学生将计算思维应用于问题求解,培养学生复杂问题求解和创新思维的能力。
教学内容主要包括:•创意编程和程序设计•算法与实现的优化•数据处理和模式识别•数字证据和数据分析•风险控制和决策分析第三阶段:计算思维在行业中的应用本阶段旨在引导学生了解计算思维在不同行业中的应用,增加学生对计算思维和程序设计的认识。
教学内容主要包括:•人工智能和智能化•金融和保险•物流和金融•生物和医药•媒体和文化课程设计实施方法本课程通过课堂教学和实践教学相结合的方式进行实施。
具体方法如下:课堂教学在课堂教学中,将采用灵活性强的互动式教学方式,结合实例和案例,激发学生的求知欲,让学生在灵活和富有探究性的学习环境中自主探索,较好地达到教学目标。
实践教学在实践教学中,将采用项目式学习方式,让学生结合所学知识,进行实际项目的设计和实现,以实践增强学生的学习效果。
结束语通过本课程设计,我们希望能够培养学生计算思维的基本概念和方法,提高学生复杂问题求解和创新思维的能力,通过实践培养学生的程序设计和逻辑思维能力,最终达到提高学生对计算思维和程序设计的兴趣和热爱的目的。
高职“四层次\三阶段”渐进式实践教学体系实践构建高等职业教育实践教学体系是高职院校教学基础建设的重点。
一、“四层次、三阶段”渐进式实践教学体系的内涵实践教学体系是培养学生实践能力的具体方案,实践教学要找准理论与实习教学的结合方法,体现应用性和适度性,强化针对性、实用性。
通过实习教学环节达到加深对理论知识的理解、促进专业技能提高的目的。
玻璃专业以“突出职业能力、突出职业素质、突出创新能力为目标”,构建了“四层次、三阶段”渐进式实践教学体系。
所谓四层次是指基本技能训练、专项技能训练、职业能力训练、综合职业能力训练。
三阶段是指完成上述四个层次的训练必须经过的三个阶段:第一阶段包括公共学习领域、国防教育、专业认知实训、课程试验、专业课程实训、专业课程设计、校内模拟实训和企业专项实训;第二阶段包括职业资格培训和鉴定以及顶岗实习;第三阶段包括准就业顶岗实习、毕业综合实训报告、毕业论文和答辩。
通过“四层次、三阶段”渐进式的培养,将一个对玻璃行业一无所知的高中毕业生,培养成具有丰富的理论知识和一定专业技能的玻璃行业高质量专门型一线技术人才。
二、“四层次、三阶段”渐进式实践教学体系的实施1.实景模拟实景模拟分为三步进行:第一步,观摩玻璃窑炉模型,学生入学后即参观窑炉模型,使学生对本专业有个初步认识,加强对玻璃专业的兴趣。
学校拥有全国唯一一座玻璃熔窑模型,此模型是按1:10的日产300t/d的玻璃熔窑制作的,占地约70m2。
它不仅能真实地展示玻璃的窑炉整体结构,而且能展示窑炉的细微结构。
通过观摩该模型,可以使学生对窑炉的结构有一个全面细致深入的了解,使学生能够观看到窑炉的内部结构,同时可以使教学方法变得更加直观感性,易于学生理解。
该模型室解决了教学过程中抽象、学生难以理解的教学难题,提高了学生学习的积极性,大大提高了教学效果。
第二步,在学生学习了部分专业基础课后,带领学生到工厂参观,进行认识实习。
学生第一次面对真正的玻璃厂,见到真正的窑炉,对玻璃工厂的环境会有初步认识。
第1篇教学实践是教师专业成长的重要途径,是教师教学技能和教学理念不断提升的过程。
教学实践的四层次分别是:经验层次、能力层次、技巧层次和艺术层次。
本文将从这四个层次对教学实践进行探讨。
一、经验层次经验层次是教学实践的基础,教师在这一层次主要依靠个人经验和直觉来教学。
在这一层次,教师的教学行为具有以下特点:1. 教学行为具有偶然性和不确定性。
由于缺乏系统性的教学方法和策略,教师的教学行为往往受个人经验和直觉的影响,导致教学效果不稳定。
2. 教学行为缺乏规律性和系统性。
教师在这一层次的教学过程中,往往注重个别学生的需求和兴趣,忽视了对全体学生的关注和引导。
3. 教学评价以主观感受为主。
由于缺乏科学的教学评价体系,教师在这一层次的教学评价主要依靠主观感受,难以客观、全面地评价教学效果。
4. 教学研究以个人反思为主。
教师在这一层次的教学研究中,主要依靠个人经验和直觉进行反思,缺乏系统性的教学理论和方法指导。
二、能力层次能力层次是教学实践的关键,教师在这一层次开始关注教学方法和策略,并逐渐形成自己的教学风格。
在这一层次,教师的教学行为具有以下特点:1. 教学行为具有规律性和系统性。
教师在这一层次的教学过程中,开始关注教学规律,运用教学方法和策略,使教学行为更加有序。
2. 教学评价具有客观性和全面性。
教师在这一层次的教学评价中,运用科学的教学评价体系,对教学效果进行全面、客观的评价。
3. 教学研究具有理论性和实践性。
教师在这一层次的教学研究中,结合教学理论和实践经验,探索有效的教学策略和方法。
4. 教学交流与合作意识增强。
教师在这一层次的教学实践中,开始关注与其他教师的交流与合作,共同提高教学水平。
三、技巧层次技巧层次是教学实践的提升阶段,教师在这一层次具备较强的教学技巧,能够灵活运用各种教学方法和策略。
在这一层次,教师的教学行为具有以下特点:1. 教学行为具有多样性和创新性。
教师在这一层次的教学过程中,能够根据教学情境和学生的需求,灵活运用多种教学方法和策略。
161计算机教育Computer Education第 11 期2019 年 11 月 10 日中图分类号:G642程序设计课程体系的维度与层次划分及其教学实践唐四薪,郑光勇(衡阳师范学院 计算机科学与技术学院, 湖南 衡阳 421001)摘 要:分析当前程序设计课程体系存在的问题,提出一种程序设计类课程维度和层次的划分方案,就如何实施本方案从课程体系改革的角度进行了探讨,并以衡阳师范学院网络工程专业的程序设计课程教学为例进行了具体的教学实践。
关键词:程序设计;课程体系;维度;层次0 引 言我国软件行业每年需要大量的程序设计人才,而我国高等教育培养的计算机人才虽然在数量上能满足需求,但在质量上仍然和软件企业的要求有较大差距。
例如,很多计算机专业学生毕业后需要再参加社会培训才能从事软件开发行业工作。
这说明我国程序设计类课程体系的教学效果仍然不能令人满意,特别是对于学生基础较一般的应用型本科院校。
由于程序设计能力是计算机专业学生的核心能力,因此如何改进教学,高效地培养学生的程序设计能力一直是一个具有重大研究意义的课题[1]。
目前大多数教学研究都是对教学方法、教学手段进行改革,但对课程体系结构、培养目标层次这类教学改革的基础性问题研究较少[2-4]。
1 当前程序设计课程体系存在的问题与我国相比,印度的高等教育毛入学率不及我国,但却培养了大量合格的软件开发人员,说明印度的软件教育比我国成功。
有人认为,这是因为印度的母语是英语,因此学习软件开发有语言方面的优势。
这种观点实际上并没有意识到问题的关键,我们认为这是由于两国在程序设计人基金项目:湖南省普通高等学校教学改革研究项目“计算机类专业学生程序设计能力持续性培养体系及机制的研究与实践” (湘教通[2017]452号);衡阳师范学院优质课程项目“Web 开发”(校教字 [2017]41 号);湖南省教育厅科学研究项目(15C0204)。
第一作者简介:唐四薪,男,讲师,研究方向为软件设计模式,tangsix@。
第1篇随着我国教育改革的不断深入,实践教学在高等教育中的地位日益凸显。
实践教学体系作为提高学生综合素质和创新能力的重要途径,已成为高等教育人才培养的关键环节。
本文将从四个层次构建一个递进式的实践教学体系,旨在全面提升学生的实践能力。
一、基础实践层基础实践层是实践教学体系的基础,旨在培养学生的基本实践技能和素养。
该层次主要包括以下内容:1. 实验教学:通过实验课程,使学生掌握本专业的基本实验方法和技能,培养严谨的科学态度和实验操作能力。
2. 课程设计:在完成专业课程学习的基础上,通过课程设计培养学生的综合运用所学知识解决实际问题的能力。
3. 实习实训:组织学生参加企业、事业单位的实习实训,让学生在真实的工作环境中了解行业现状,提高实际操作能力。
二、专业实践层专业实践层是在基础实践层的基础上,进一步深化专业知识的层次。
该层次主要包括以下内容:1. 专业实习:在完成基础实践层的学习后,组织学生到专业对口的企业进行实习,让学生在实践中检验所学知识,提高专业素养。
2. 专业竞赛:鼓励学生参加各类专业竞赛,激发学生的创新意识和团队协作精神,提升专业实践能力。
3. 实践项目:引导学生参与教师科研项目或企业项目,让学生在实践中锻炼科研能力和创新思维。
三、综合实践层综合实践层是实践教学体系的较高层次,旨在培养学生的综合素质和创新能力。
该层次主要包括以下内容:1. 创新创业教育:开展创新创业教育,培养学生的创新精神和创业意识,提高学生的综合素质。
2. 校企合作项目:与企业合作开展项目,让学生在实践中了解企业需求,提升就业竞争力。
3. 国际交流与合作:组织学生参加国际学术会议、短期交流项目等,拓宽国际视野,提高跨文化沟通能力。
四、实践拓展层实践拓展层是实践教学体系的高级层次,旨在培养学生的国际视野和终身学习能力。
该层次主要包括以下内容:1. 国际实习:组织学生到国外知名企业进行实习,让学生在全球化背景下提升实践能力。
结合“四阶段问题解决模式”进行实验设计教学作者:杜倩李新乡来源:《中学物理·高中》2012年第09期实验设计是指进行正式的科学实验之前,实验者根据一定的目的和要求,运用有关的科学知识原理(如生物学、物理学、化学、数学等),对实验过程中的材料、方法、步骤等全部方案的制定,是物理实验的前提和基础,是“科学探究”中的一个重要因素.而在实际的中学物理实验教学中,实验设计教学却是一个相对较为薄弱的环节.在进行物理实验之前,教师往往将实验器材、方法、步骤甚至注意事项等交代的一清二楚,学生只是机械的进行记录和读数,并无实验设计可言.一些教师注意到了实验设计的重要性,但是又缺乏相应的指导,实验设计流于形式,出现了设计场景非常活跃,学生却收获甚少的情况.为了解决以上问题,提出了基于“四阶段问题解决模式”的实验设计教学.1 “四阶段问题解决模式”对实验设计的指导意义所谓问题是指在人做某件事情、达到某种目标的过程中遇到障碍暂时不知道通向目标的方法.问题解决是指克服、越过当前的障碍,寻找通向目标的方法的过程,这一答案不是简单应用已经学过的规则,而是对已有的知识、技能或概念、原理进行重新改组,形成一个适应问题要求的方案.基克(M·L·Gick)针对问题的解决提出了一个问题解决过程的模式,认为一般问题的解决大致应当包括以下四个阶段——建立问题表征、搜寻解法、执行解法和评价,各阶段直接存在着动态的联系.如图1所示.解决问题首先要建立问题表征(problem representation),即要理解问题到底是什么,即学习者要分析把握问题的基本要点,在结合以往解决问题的经验的基础上,学习者会对问题的结构特征及其解法形成一定的理解,即所谓的问题图示(problem schema).在研究分析问题时,如果学习者能够找到完全匹配的问题图示,就能够直接进入到“执行解法”阶段,否则需要先“搜寻解法”.搜寻解法的策略如下:①问题类比当学习者遇到的现有问题与已解决问题相类似时,可以通过相关问题的类比,将原有经验迁移过来,体现了新旧知识经验间的联系.②手段—目的分析手段—目的分析是利用各种手段来消除初始状态与目标状态之间的种种差异,从而达到目标状态的一种搜索方法.③问题分解问题分解是指将一个问题分解为若干个子问题,再对每个子问题进行分解直至子问题得到解决,最终找到解决总问题的方法.④想法—检验当对某个问题完全一无所知的时候,学习者可以竭力想出各种解决方案,逐一检验直至找出解决方案.在找出解决方案后,进入“执行解法与评价”阶段,若是一个解法不能奏效,学习者需要对解法进行调整、修正,直至得出正确的解法.研究表明,专家与新手相比,由于拥有更加丰富的知识和问题图示,因而能够更快的解决问题 .实验设计过程同时也是一个问题解决的过程,因此,在实验设计过程中同样要遵循问题解决的过程模式.基于“四个阶段问题解决模式”进行实验设计首先需要构建问题表征,结合实验设计的过程,实验设计需要解决以下三个问题:①实验目的是什么?②实验原理是什么?③实验方案是什么?三个问题是依次递进的关系,实验目的表述实验要做什么,实验方案是实验的具体操作流程,实验原理则是将二者联系起来的重要桥梁.2 基于“四个阶段问题解决模式”进行实验设计2.1 实验目的进行实验设计首先要解决的问题是实验目的是什么,探究性实验的实验目的应当是(在某种条件下)研究两个物理量的定量/定性关系.例如,在“探究加速度大小与力、质量的关系”实验中,学生会猜想“加速度大小可能与所受外力及自身质量大小有关”,要验证学生的猜想是否正确,需要实验进行验证,首先要明确实验目的,结合实验要求的单变量原则,实验目的可以确定为:①力一定时,加速度大小与质量定量关系;②质量一定时,加速度大小与力的定量关系.2.2 实验原理实验原理是指实验进行依据的原理.确定实验原理的目的在于为下一步进行的实验方案设计给出大体框架,便于进行实验方案设计从而完善整体实验设计.实验原理的表述的内容应当是实验设计的整体思路,即实验通过×××达到×××的目的,同时实验原理还应当包括实验现象与结果出现的原因以及重要实验步骤设计的根据等.明确实验原理,需要选择实验源、实验对象和实验效果显示器,即需要明确以下问题:①实验条件怎样保证?②怎样改变自变量?③怎样测量因变量?在“探究加速度大小与力、质量的关系”实验中需要明确的问题是:①怎样保持力、质量不变?②怎样改变质量和力?③怎样测量加速度的大小?学生很容易想到,物体质量的改变与否可以通过向物体上增添砝码解决.物体所受外力如何改变,由于教材在本实验之前安排的运用打点计时器探究小车运动规律实验中运用勾码给小车提供外力,两个实验的情况可以进行类比,学生能够将相关实验设计进行移植,即将勾码所受重力转换为小车拉力,改变勾码质量可以改变小车所受外力.由于研究的是定量关系,对于外力还需要知道其大小,但是结合受力分析可知,物体若在平面上运动,必然要受到滑动摩擦力,对于如何平衡摩擦力,学生经过已有实验,还是可以将原有实验经验进行移植,提出两种方法:气垫导轨和斜面.由于气垫导轨现多用于教师演示实验,尚未在学生中普及,因此此处选择斜面平衡摩擦力.加速度大小的测量,学生能够根据已有实验经验和物理规律提出多种方法,如前面使用过打点计时器研究加速度大小,学生可能选择使用打点计时器;由于初速度为零的匀加速运动的位移公式s=12at2,学生可能选择测量位移来间接测量加速度.进一步分析发现,研究中需要的是加速度大小的比值,加速度大小与位移大小在初速度为零的情况下是成正比的,因此,通过位移比值间接得到加速度大小比值明显更为简便.2.3 实验方案实验方案的设计是对于实验原理的丰满和具体化.实验方案设计是实验设计的重点,实验方案设计包括实验器材选择、实验步骤确定(包括实验数据表格设计)等内容.在确定“探究加速度大小与力、质量的关系”实验的原理后,可以确定实验器材,选用小车作为实验对象,为了让实验现象更为直观明显,同时减小人为测量时间带来的误差,可以使用两辆小车同时进行实验,要保证两辆小车同时启动同时停止,需要一个同步刹车启动装置.勾码的重力提供绳子拉力,需要选用一个定滑轮来改变力的作用方向.结合实验原理的分析,确定实验器材为:两辆相同的小车、可调斜面、细绳、勾码、两个定滑轮、同步刹车启动装置、天平.确定实验器材后,结合实验已有分析,确定实验步骤.首先,利用天平称量小车质量,然后调节斜面角度,使小车达到平衡状态,而后将两辆小车通过细绳与勾码相连,跨过定滑轮.调整小车位置,使两辆小车起始位置相同,向小车或者是勾码添加砝码,改变质量或者力.确定实验表格如下:3 结论。
VB程序设计课“三阶段教学法”探析摘要:本文结合VB语言的特点及学生的认知规律确定处理VB教材的思路,提出“三阶段教学法”,对该课程教学方法的改进、提高学生的编程能力等方面作了一些探索和实践。
关键词:VB程序设计;三阶段教学法;教学研究1 引言VB程序设计语言因其入门简单、功能强大、应用性强等特点已经成为高等院校非计算机专业的重要课程。
在以往的教学中,经常发现由于教师教学内容安排和教学方法选择不当,导致很多学生对VB语言感到枯燥难学,学过之后不能独立设计程序。
因此,在教学中科学合理地利用教材,改进教学方法,激发学生的学习积极性,提高VB程序设计课的教学质量成为高校计算机基础课教师需要思考的问题。
如何能教好VB程序设计课,笔者根据VB课的特点,摸索出一种以“三阶段教学法”为主的一整套教学方法和技巧,使VB课的教学取得了较好效果。
2 什么是“三阶段教学法”理解教材是备好课的基础,处理教材是上好课的前提。
教师要从VB课程的教学大纲和教学目标出发,结合VB语言的特点及学生的认知规律确定VB教材的处理思路。
VB程序设计课程教学的主要目标是使学生具有使用VB语言开发应用程序的基本能力。
VB是一种可视化编程语言,提供了丰富的控件,采用事件驱动的编程方法,使编程更加容易,程序开发不再需要过多地与编写代码打交道,从而可以将更多时间放在程序设计上,放在设计解决实际问题的算法及更友好的用户界面上。
但是以往教学中基础性实验比重过大,综合性实验比重相对较小,教学始终停留在语言基础层次上。
而要想将教材各部分结合起来,构成一个完整的有机教学体系,实现VB课程的教学目标,只有通过综合性练习才能使所学知识融会贯通。
那么怎样合理处理教材呢?2.1 纵观全面,确定重点确定教学重点是教师在处理教材中起决定作用的一项工作,需要统观全局,慎重对待。
VB程序设计课程总的来说分程序设计语言和可视化界面设计两部分,教学重点在前一部分,以教授程序设计基本思想和算法为主线。
“程序设计与问题求解”三阶段―四层次实践教学研究摘要:根据目前国内外软件人才培养的实际情况,以CDIO的教育理念为指导,以全面提高学生的动手实践能力为目的,提出“三阶段-四层次的实践教学体系”。
以程序设计与问题求解课程为例,构建了该课程的实践教学改革方案,细化了每个阶段的教学内容,并将其应用到实践教学中,提高了学生的综合应用能力。
关键词:软件人才;CDIO;实践教学;程序设计中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2016)06-85-04Abstract:According to the actual situation of domestic and international software talent training at present,in order to improve the students' practical ability,this paper puts forward the "practical teaching system of three phases and four levels" with the CDIO education philosophy as the guide. Taking programming and problem solving course as an example,the scheme of practical teaching reform of the course is constructed,and the teaching contents of each stage are refined and applied to practical teaching,which have improved the students' comprehensive application ability.Key words:software talent;CDIO;practical teaching;programming0 引言近十年来,我国各类高等院校共培养了100多万计算机专业人才,而且每年培养人数还在递增。
然而软件人才的供需缺口却越来越大,出现了前所未有的“人才饥荒”,各地对软件人才的争夺战也不断升温。
究其原因主要有三点[1]。
一是软件产业规模扩大,橄榄形人才结构中两极人才的短缺,导致了软件人才紧张。
二是毕业生到公司后不能很快胜任工作,须再经过6-12个月的培训才行。
三是软件教育体制调整的速度落后于软件产业发展的速度。
四是软件人才培养层次不清,最终导致许多人才高不成低不就。
为了满足软件产业对人才的需求,国内各个高校进行了许多探索,特别是在实验教学体系建设上,采取了多种手段,想方设法提高人才培养质量,满足软件行业各岗位的需求。
1 国内外软件人才培养情况1.1 国外软件人才培养情况美国和印度是目前在软件产业和软件工程人才培养做得比较出色的国家。
美国的软件教育和人才培养的层次非常清晰[2]。
①基础教育:几乎所有的高校和社区学院的计算机科学、电子工程、信息技术系和有关继续教育系都设有软件工程、网络设计等软件基础课程,为本科生提供软件理论与工程方面的入门知识,为软件公司培养从事软件开发与设计方面的人才。
②系统理论:研究生教育侧重系统软件理论的教育,为高校的教学和研究以及大公司输送从事软件研究和项目人才[3]。
③一般较大的软件公司都设有培训部门或中心,主要根据市场和公司的需求培养各个层面的动手能力强的操作和编程人员,学习者不仅可以获得专业证书,而且可以获得学位。
从高校、社区学院、公司到社会,构成了全方位的教育和培训网,它们都由市场所驱动,为社会发展提供就业和服务。
印度软件产业及人才培养重视数学,注重沟通技巧和抗压能力的培养,学生与新技术的发展完全不脱节。
学校充分运用业界的力量,欢迎业界成立校园实验室,24小时对学生开放。
业界提供丰富的资源,学校搭桥运输养分,学生尽情吸收。
学生、学校、业界形成一个共存共荣的循环体系。
1.2 国内软件人才培养情况国防科技大学的计算机学院建立了“4433”计算机专业实践教学体系[4],即:计算机实践教学与能力培养贯穿于课程实验、实习/实训、课外实践和毕业设计等四个环节;将课程实验分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主科研创新活动四个层次。
依托学校在超级计算机上的科研优势,让学生参与科研子项目,与浪潮电子、长沙软件园、长沙电信等单位建立实训基地,让学生多参与项目开发,积累项目经验,提高实践能力。
华东交通大学软件学院提出了一种“基于螺旋模型”的软件人才培养模式[5],即产学研联合,企业参与到学校的教学活动中,学生也参与到企业的项目开发和实习中,学生在学校与企业的互动中不断提高自己的实践能力。
大连理工大学软件学院依托校企合作人才培养模型[6],共同研究制定实践教学培养标准,共建实践课程及双师型师资队伍,通过校企良性互动,共同培养卓越软件工程技术人才。
杭州电子科技大学引入CDIO工程教育理念,构建了一套以项目为核心、以学生团队为主体的课程教学体系,培养创新能力强的软件工程人才[7]。
我院为了培养高素质软件人才,以CDIO的教育理念为指导[8],提出了“三阶段-四层次的实践教学体系”,形成知识讲解案例化、课程设计项目化、毕业设计工程化的培养方式,使学生不仅能较好掌握专业知识,而且能有效提高实践创新能力和团队协作精神。
本文结合“三阶段-四层次的实践教学体系”,以程序设计与问题求解课程为例,提出该课程的实践教学改革的方案,并应用到实践教学中。
2 “三阶段-四层次”的实践教学体系“三阶段-四层次”实践教学体系是基于CDIO理念,以“培养工程能力强、创新能力高、综合素养好的软件工程人才”为目标,通过深入分析实践教学内涵与软件工程学科特点而提出的,如图1所示。
基于该体系设计培养学生专业技能、工程实践能力、创新能力和职业素养的渐进性阶梯式实践教学方案,围绕实践教学方案,构建分阶段、层次化的考核方案、评价体系和过程化管理平台。
2.1 三阶段三阶段主要是指校内实验、实训基地和企业实习三个主要阶段。
2.2 四层次⑴基础实验本层次主要指课含实验,实验类型包括技能型、验证型、设计型和创新型,要求学生掌握软件工程课程的核心内容、各种程序设计语言的框架结构以及编程所需的综合思维能力。
⑵课程设计本层次是指基于某一门课程的综合型软件系统开发训练,主要在实训周完成。
具体方案是在人才培养方案中安排与专业核心课程配套的实训周,专业核心课程在课程结束后(包括理论课程和课含实验)的下一学期,均安排有实训周,实训周内不安排其他课程教学,学生基于该门课程的整体知识,完成复杂程度较高的综合型软件系统设计,学生通过作品+答辩考核方式获得实训成绩和学分。
本层次要求学生从系统设计的角度出发,达到程序员(软件蓝领)的要求;学生可参与各种学科竞赛,培养学生的创新能力;可反馈信息到第一层次并修改实验教学内容。
⑶企业导向的中小型系统研发本层次是指基于课程群、企业实际项目案例的系统研发,主要在实训基地完成模拟软件设计和开发的整个过程。
该过程要求学生具有系统思维能力、综合实践能力;学生可参与各种综合型学科竞赛;还可承接软件工程中小型订单,团队协作完成系统研发;可反馈信息到第一、二层次并修改实验教学内容。
⑷企业应用级系统研发本层次要求学生在真实的企业环境中研发应用级软件,需要学生既懂技术又懂得协调和管理,成长为软件工程高级应用型人才;可反馈信息到第一、二、三层次并修改实验教学内容。
3 程序设计与问题求解课程实践教学改革该课程是我校计算机科学与技术专业第一学期开设的专业基础课,以C语言为平台,介绍高级语言程序设计的基本概念、基本理论和基本方法。
通过本课程的学习,使学生掌握C语言的基本语法知识和编程常用算法,掌握基本的程序设计过程和技巧,具备基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力,为后续课程学习和将来从事软件开发奠定良好的基础。
学生非常喜欢这门课程,但一般都学得不扎实,所以在设计“三阶段-四层次”实践教学内容的时候,要结合学生实际情况,引导学生学会提出问题、分析问题和解决问题。
3.1 基础实验本层次主要指课含实验,实验类型包括验证型、设计型和综合型,要求学生掌握C语言的核心内容、编程的框架结构以及编程所需的综合思维能力。
结合教学大纲,本层次主要设计10个基本实验,如表1所示。
本层次均要求学生提交实验报告,以便于考核学生的成绩。
3.2 课程设计本层次是指基于C语言的综合型软件系统开发训练,主要在第二学期开学的实训周内完成。
结合学生的学习情况,设计了综合基础实训库和综合设计实训库。
第一部分计划用时2.5天完成25道综合基础实训库里面的题目,如表2所示。
第二部分计划用时2.5天完成1个综合设计实训库里面的题目,如表3所示。
本层次要求学生提交综合课程设计的报告和设计的代码。
综合课程设计的报告要求学生理清设计思路,最后通过答辩的方法获得成绩。
3.3 企业导向的中小型系统研发本层次是指基于课程群或企业实际项目案例的系统研发,主要在校外实训基地完成,使用企业研发过的题目,模拟软件设计和开发的整个过程,学生分组协作,真题真做,训练系统思维能力、综合实践能力。
部分企业项目如表4所示。
本层次完全按照企业项目的管理办法,要求学生提交研发文档和研发的作品,才能获得成绩。
3.4 企业应用级系统研发本层次要求学生在企业实习,利用大四实习期间,在真实的企业环境中研发应用级软件,需要学生既懂技术又懂得协调和管理,成长为软件工程高级应用型人才。
4 总结本文以提高学生的动手实践能力为目的,提出“三阶段-四层次的实践教学体系”,根据各阶段的特点和层次的要求,结合“程序设计与问题求解”课程的特点,设计了相应的教学内容和教学方法,构建了培养学生专业技能、工程实践能力、创新能力和职业素养教育的渐进性阶梯式的实践教学课程方案,细化了每个阶段的教学内容,并应用到实践教学中,提高了学生的综合应用能力。
该体系是集教学、企业于一体的实践教学体系,为实践教学改革提供了支撑。
在今后的研究中,将进一步研究语言类课程群的三阶段-四层次实践教学方案。
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