协作学习在程序设计类课程改革中的应用
一、计算机科学与技术专业的人才培养定位
在社会需求和学科发展的推动下,1978年中北大学(以下简称“我校”)恢复招生以后,于1981年开始招收计算机应用专业本科生。1998年根据国家教育部对专业调整的要求,调整为宽口径专业——计算机科学与技术专业,经过二十余年来的不断建设,我校计算机科学与技术系于2021年获得了“计算机科学与技术”一级学科硕士学位授予权。2021年,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》,提出了以“规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议。在规格分类的思想指导下,根据我校及计算机科学与技术专业的定位,旨在将本专业的学生培养为工程型人才。
随着计算机学科的发展,招生规模由前几年的扩招到这几年的缩减招生,说明计算机人才在一定程度上达到了饱和状态。在这样一个严峻的形式面前,对学生的培养提高到一个新的层面上。其不仅要具有最基本的工程技术能力、业务能力,同时还应具备团队协作能力、创新实践能力。为了突破学生的各种协作能力,本专业先从程序设计类课程体系中进行改革,不断地创新,走一条符合我校、本专业学生的培养之路。这种能力的培养,不仅是我校本专业存在的问题,全国所有高校计算机科学与技术专业都应有这样一个难点,需要攻破。 二、在协作学习中寻求突破点
协作学习在世界各国得到了高度重视,我国各级各类学校也鼓励协作学习等新型教学模式和方法的开展。如何提高本专业学生的就业率、考研率,让学生在当今社会中占有一席之地并有一个好的取向,除了培养和提高学生的工程设计能力、业务能力之外,最重要的是培养学生的团队精神和协作学习的能力。只有在团队中不断地互相学习,分工合作,才能创造出意想不到的成果。本专业在程序设计类课程体
系改革中,重点强调协作学习中的协作精神,协作学习通常由四个基本要素组成,即协作小组、成员、辅导教师和协作学习环境。 为了在协作学习中寻求突破点,主要从它的四个基本要素中一一突破。为了更好地在程序设计类课程改革中得以应用,做了如下工作:首先,咨询已毕业的学生,尤其是对在公司做项目开发的毕业生进行调研,让其总结好的经验,对自己的不足进行总结,其中最重要的一点就是协作学习;其次,针对在校学生进行调研,学生提出的最明显的问题就是实践环节欠缺,导致协作能力、编程能力得不到锻炼,另外学生学习的主动性太差,如果他们在协作学习中运用得当,那学习的主动性一定会有所提高;最后,派出部分老师去其他院校调研,与重点院校的专家进行座谈,学习别人的长处。总结上述经验,认为只有更好地把协作学习运用到实践教学和理论教学中,让学生在学习中互相帮助、共同进步、取长补短,这样,培养出的学生才能真正在社会上立于不败之地。 三、改革的过程与研究
协作学习首先在程序设计类课程中得以实验,并将程序类课程体系进行改革,改革的过程与运用如下: 1.程序类课程体系的改革
程序类课程体系可以分为三条主线:第一,算法的设计与实现,主要包括计算机科学导论、C语言程序设计、数据结构、算法分析与设计;第二,数据库的设计与实现,主要包括Java程序设计基础、软件工程、数据库原理及应用;第三,嵌入式应用开发技术,主要包括:面向对象程序设计、VC程序设计、C语言程序设计、嵌入式体系结构及应用开发技术。下面逐一介绍改革方法。
(1)调整课程,使其设置合理。根据最近几年对新生计算机基本操作的调查,发现90%以上的学生对计算机的基本操作掌握得非常好,有一部分学生对VB编程实现也掌握得当,所以将原有的计算机导论及操作课程分解为两门课程,一门为计算机科学导论,一门为C语言程序设计。计算机科学导论主要讲授的内容是计算机科学与技
术学科的最新发展前沿、专业的课程体系介绍、本专业嵌入式方向的应用前景,基本的计算机操作及二进制代码的运算。为了提高学生的实践能力和编程技巧,将C语言程序设计课程的实验与理论教学平分学时,都是36学时,加强学生的动手能力。由于新生编程思路基本还未形成,本专业实验室免费向新生开放,鼓励学生多进实验室,两个人一组,实现时互相协作,调试过程中有问题可以商量解决,互相促进,共同进步。
数据库原理及应用将SQL SERVER 2000融入到其中,详细讲解SQL SERVER 2000开发平台,对里面所涉及的编程技巧、数据库创建、表的添加等内容要做详细介绍,这样弥补了此课程的理论性,将此课程的应用性加以凸显出来。实验增加了16学时,理论学时还是48,这样数据库课程学完后,学生立即进行两周的大型实验周,运用Java语言,数据库开发直接用SQL SERVER 2000。这样学生不仅对数据库知识有了翔实的了解,更为重要的是学生能够在一起协作共同开发一个数据库软件,对于培养工程型人才的定位是一个很好的印证。 嵌入式系统开发是本专业修订完2021年培养方案后的最新培养方向。基于嵌入式系统开发是目前计算机发展的主流方向,本专业为了找寻新的目标定位,以区别于近似专业,如:软件工程、网络工程等,凸显计算机硬件设计与编程能力,锻炼学生对底层开发的兴趣,首先开设相应的计算机类硬件课程,在大三时给学生开设单片机原理及应用、汇编语言程序设计、微机原理及接口技术、嵌入式系统结构、嵌入式应用开发技术课程;其次配套开设在嵌入式平台上能够进行软件开发的一些语言课程,以C语言程序设计为导向,增加学生的动手环节,培养其编程实践能力、再拓展编程的能力。加入C++程序设计,运用VC环境调试各种程序。这样,对学生教授的目的就非常明确了。 (2)协作学习与改革后的课程体系的配套。程序类课程,从最基本的C语言程序设计到嵌入式开发的课程,每门课程结束后,不进行理论考试,直接进行一周或两周的大型实验,将学生按4~5人分组,辅导老师一个班配备5~6个,在计算机科学与技术专业实验室