计算机程序设计类课程的实验教学研究

摘  要： 随着人工智能时代的到来，中国各高校开展了如火如荼的新专业建设和人才培养方案的重新审视和制定。根据对计算机专业大三学生的网络调研结果并结合当前计算机程序设计类的实验教学现状，提出了过程管理和自我管理相结合的实验教学方法。要求学生用软件工程的思想进行项目的开发，在学习过程中注重自己角色的变化，增强适应社会发展的能力和拓展个人发展的空间。

关键词： 人工智能; 程序设计; 实验教学; 软件工程

中图分类号：G640          文献标志码：C42     文章编号：1006-8228（2019）02-89-03

Research on the experimental teaching of computer programming courses

Li Haijun

（School of Information Management， Dezhou University， Dezhou， Shandong 253023， China）

Abstract： With the advent of the era of artificial intelligence， Chinese colleges and universities have carried out a vigorous new professional construction， as well as the re-examination and formulation of personnel training programs. In this paper， according to the results of network investigation of computer majored third-year undergraduates and combining with the current experimental teaching situation of computer programming， an experimental teaching method combining process management with self-management is put forward. Students are required to develop projects with the idea of software engineering， pay attention to the change of their roles in the learning process， enhance the ability to adapt to social development and expand the space for personal development.

Key words： artificial intelligence; programming; experimental teaching; software engineering

0 引言

當前人工智能正在全面进入人类的生产和生活的方方面面，人工智能的产业化应用，对计算机专业及其他专业的大学生来说，学习相关知识都是十分必要的。人工智能是计算机科学的一个分支，它的发展依赖于机器学习和大数据，也就是说，在大数据上开展机器学习是实现人工智能的主要方法。而计算机程序设计可视为算法+数据结构[1]。人工智能的发展离不开计算机程序设计，而计算机程序设计又促进了人工智能的发展。

人工智能的发展离不开创新型人才的培养，创新型人才的培养对计算机程序类设计教学提出了新的要求。程序设计类课程必须适应人工智能的发展，在教学实验环节上重视创新型人才的培养，必须从创新意识的培养、创新能力的塑造等方面进行研究，改革现有的实验教学模式。

我国有很多学者也对程序设计类实验教学进行研究。牟伦田在“人工智能时代的计算机程序设计教学探讨”中对人工智能时代的计算机程序设计教学提出了一些初步思考;毕振波在“以学科竞赛驱动计算机专业实验课教学的研究”中研究了计算机实验教学作为一种以实践能力培养为主的教学，应和学科竞赛关联的方法;袁景凌在“面向能力培养的计算机类实验课程体系探究与实践”中提出以计算思维和计算机系统能力培养为主线科学重组课程体系;华斌在“从兴趣到志趣培养的实验教学改革探究”中提出实验教学改革的系统设计、实施过程、辅助措施以及评价方法。人工智能时代的新需求要求积极探索计算机程序设计类课程的新的教学方式。教学方法只有与时俱进、不断创新，才能使高校的计算机设计类课程的教学效果更好，真正培养出适应各行各业的新需求人员[2]。

1 程序设计类课程实验的现状

1.1 程序设计类课程教学方式在一些院校仍然延续传统的教学方式

程序设计类课程是高校跨学科、跨专业的课程。每个学科都开设了与之有关的课程，重在培养学生的创新意识和分析问题、解决问题的能力。但是在课程实验教学中，人工智能的发展并没有真正引起教学模式的改革，实验内容和方式大部分还是以验证型实验为主。学生重视的是所学内容能否在课堂上消化或能否完成教师指定的某一任务，很少有学生对实验能够解决现实中的什么问题以及在系统化工程中的延伸进行思考，这样就造成了实验课程在能力培养环节缺位。

经过对学生调研发现，大部分同学认为程序设计类课程难学，学过也就忘掉了，不知道学习这门课程有什么用，也不清楚程序设计类课程在自己的能力提升方面起到了什么作用[3]。

1.2 电子资源利用率低

当前学生学习方式和知识来源多样化，如果没有教师的正确引导和学生创新精神的培养，大量身边的优质资源将沉睡。现在大量的慕课、微课及其他电子资源成就了一部分学生的求知欲，也为学生的自学，自创，自造提供了大空间。现在很多教师的教学方式并没有将实验内容和电子资源进行有效链接，线下线上学习及翻转课堂的教学模式没有实质性的改变。

1.3 程序设计类课程的考核方式没有进行深刻的改革

现在很多程序设计课程的考核方式实行了70%+30%，笔试占70%，平时考核占30%或者是60%+40%，但是很多笔试外的考核流于形式，没有真正做到质量过程控制的效果。对于质量过程控制中没有进行递进跟踪式的考核方法。在考核过程中对学生的做、练、思等方面评价方法还不够科学。学生依然认为笔试是第一要务，存在着考试前的突击情况，摆脱不了传统的观念的束缚。

1.4 师—生，生—生沟通平台薄弱

计算机实验不仅是学会课本知识，更重要的是让学生学会沟通，在沟通中共同进步，共同发展，共同思考，建立项目引导为纽带的团队。现在很多高校还没有建立起学生—教师良好的沟通平台，仍然存在着学生问问题，教师解答问题的多对一的方式。需要建立人人是学习者，人人可为师的学习平台。

2 程序设计类实验课程的教学方式改革

2.1 注重课程实验的过程管理，建立递进式、跟踪式教学模式

教师在组织教学过程中全面分析教材内容，利用项目引导式教学，明确程序设计实验过程中，学生应该怎样递进式进行学习最终以项目形式进行提交。程序设计类课程的考核方式需进一步改革，加强学生实验的过程管理。在实验过程中，制定小组式实验课程的考核方法，并对阶段性成果进行严格考核。

学生在学习过程中遇到的难题，如不能及时解决，会对课程后续内容产生恐惧甚至厌学。实验过程中阶段性成果的成功提交，会使学生产生成就感。灵活运用翻转课堂模式和网络工具，让学生将自己的实验过程进行录屏，并在教学平台进行演示播放，学生就会在实验过程中加强自我管理，遇到不懂的，或者不清楚的问题就会积极地通过各种慕课、微课堂、同学、教师进行积极解决[4]。

2.2 注重培养计算思维及算法设计能力的提升

在實验课程中注重计算思维与算法设计能力的培养，按照底层思维-形式化描述-算法设计-建模的顺序设计分层教学体系，让学生从身边的问题出发，识别问题、描述问题、解决问题，逐层搭建问题-解答问题的桥梁。通过调研大部分计算机专业的学生和其他工科类学生对人工智能充满了好奇，教师可以利用学生的好奇心，对人工智能方面的一些智能算法进行引导，并配以案例进行讲解，让学生充分认识到程序设计对社会未来及个人的发展有很大的帮助，同时也拓展了学生的视野和培养了计算思维和创新思维。在实验教学过程中，可以在小组内或者班内进行风暴法讨论，激发学生的想象能力。让学生谈问题，解决的方案及程序设计思路[5]。

2.3 提升社会敏捷性，促进校企协同育人模式

计算机实验教学中，教师充分利用当前校企合作的大好时机，充分挖掘IT企业项目人员的思维方式、解决问题的方法、程序设计思路，灵活地把这些优势融入到实验教学中。企业是社会信息技术最敏感的触发器，校企协同育人机制的建立，同样也提升了高校对社会信息技术的敏感性。当前一些企业和学术团体举行了一些信息技术方面的大赛，大赛的题目都是经过调研获取的与社会信息化发展密切的问题。比如：“蓝桥杯”计算机程序设计大赛、ACM程序设计大赛、中国大学生计算机设计大赛等国内知名的大赛。鼓励学生积极参加大学生程序设计大赛，并将参赛后的经验及时反馈到实验教学中去。

2.4 培养学生自主学习的能力

自主学习能力的培养对计算机程序设计课程的学习尤为重要，社会对计算机专业的应用人才的衡量标准就是学生具有自主学习能力、具有创新性、质疑和探究能力。人工智能时代的到来，使得计算机知识的更新速度加快，自主学习能力的培养更是迫在眉睫。教师在教学过程中，注重培养学生自主查找相应学习资料并具备学习研究和能利用所学知识解决实际生活的问题的能力[6]。

3 小结

随着人工智能时代的到来，计算机程序设计实验课程也迎来了大的变革，要求计算机程序设计人员不但要有算法设计能力和程序编写能力的提升，还要有自主学习能力的提高。这就要求计算机实验课程既面向局部问题的解决，又要求利用软件工程的思想进行项目开发。学生在学习过程中注重自己角色的变化，由被动学习者转为主动学习者，积极探索问题，充分利用网络资源和慕课、微视频进行自主学习，增强适应社会发展的能力和拓展个人发展的空间。

参考文献（References）：

[1] 牟伦田.人工智能时代的计算机程序设计教学探讨[J].科技导刊，2018.3：106-108

[2] 周静，刘全菊.理工科转型发展专业实验教学改革与实践[J].大学教育，2018.2：55-57

[3] 袁景凌，饶文碧，熊盛武等.面向能力培养的计算机类实验课程体系探究与实践[J].计算机教育，2018.2：166-169

[4] 车 敏，安利，张红梅.计算思维能力培养在程序设计课程中的落地实施[J].计算机教育，2017.4：9-11

[5] 赖晓铮，毕 盛，李垚圣等.面向系统能力培养的计算机硬件课程实验教学改革[J].计算机教育，2018.2：161-165

[6] 胡明晓.程序设计类课程默会知识的分类及教学对策研究[J].计算机时代，2018.3：73-75