軟件工程專(zhuān)業(yè)程序設(shè)計(jì)課程群創(chuàng)建

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摘要:程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專(zhuān)業(yè)系列課程的重要組成部分，建設(shè)該課程群有利于提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，進(jìn)而提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。分析了學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程中的一些問(wèn)題，提出了程序設(shè)計(jì)課程群的主要知識(shí)和能力體系要求，通過(guò)精講課程主要內(nèi)容、大規(guī)模開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、改革考核與評(píng)價(jià)方式等方法進(jìn)行課程群教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:軟件工程;程序設(shè)計(jì);課程群;建設(shè);實(shí)踐

軟件工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是面向我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)急需的工程應(yīng)用型人才。軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求學(xué)生具備較強(qiáng)的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與維護(hù)能力［1］。為培養(yǎng)學(xué)生軟件系統(tǒng)方面的相關(guān)能力，許多高校的軟件工程專(zhuān)業(yè)都設(shè)置了系列課程模塊，如程序設(shè)計(jì)課程模塊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程模塊、計(jì)算機(jī)體系和操作系統(tǒng)課程模塊、軟件工程課程模塊等，這些模塊往往是一些單獨(dú)課程的組合，有很多學(xué)生學(xué)了這門(mén)課程，又忘記了那門(mén)課程，到畢業(yè)時(shí)專(zhuān)業(yè)能力達(dá)不到社會(huì)所要求的層次。程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專(zhuān)業(yè)系列課程的重要組成部分，其承載的技能培養(yǎng)目標(biāo)是專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的子目標(biāo)［2］，處于非常重要的地位。課程群建設(shè)是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的一部分［3］，有利于打通課程知識(shí)脈絡(luò)，避免課程內(nèi)容重復(fù)或前后脫節(jié)，使前后連貫，內(nèi)容融合，進(jìn)而獲得整體優(yōu)勢(shì)［4］。程序設(shè)計(jì)課程群主要培養(yǎng)計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力和系統(tǒng)分析開(kāi)發(fā)能力［5］。學(xué)生通過(guò)程序設(shè)計(jì)課程群的學(xué)習(xí)，可掌握1～2門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，更進(jìn)一步理解程序設(shè)計(jì)方法，熟練掌握常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，可獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中小型軟件系統(tǒng)。所以對(duì)程序設(shè)計(jì)課程群進(jìn)行研究并積極實(shí)踐對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1問(wèn)題分析

目前，大多數(shù)高校信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了程序設(shè)計(jì)系列課程，一般為C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、java程序設(shè)計(jì)等。許多高校都將C程序設(shè)計(jì)作為第一門(mén)程序設(shè)計(jì)課程［6］，一般安排在第一學(xué)期或者第二學(xué)期，學(xué)完C語(yǔ)言之后，再學(xué)其他程序設(shè)計(jì)課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。由于C語(yǔ)言本身比較靈活且語(yǔ)法內(nèi)容比較多，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)并不太好掌握。一些教師在授課過(guò)程中，沒(méi)有站在軟件設(shè)計(jì)的高度思考教學(xué)內(nèi)容，往往過(guò)多地強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言成分的語(yǔ)法和語(yǔ)義，而忽視了計(jì)算思維能力［7］的培養(yǎng)，使學(xué)生從開(kāi)始就扎進(jìn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的細(xì)枝末節(jié)中去，忽略了軟件工程思想的滲透，到最后學(xué)生掌握了一些語(yǔ)法，卻不能寫(xiě)出較為優(yōu)美的程序或沒(méi)有形成較好的程序設(shè)計(jì)思維和風(fēng)格。算法是程序的靈魂，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法在課程群中具有基礎(chǔ)和核心地位［8］。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生普遍反映數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程抽象難學(xué)，在學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題比較多，很難寫(xiě)出能正確運(yùn)行的程序，學(xué)習(xí)過(guò)程中成就感不強(qiáng)，學(xué)完之后還是不知道如何應(yīng)用，很難達(dá)到預(yù)期的效果。由于在前期的學(xué)習(xí)中，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沒(méi)有打牢，對(duì)常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法沒(méi)有真正掌握，模塊化程序設(shè)計(jì)思維沒(méi)有有效建立，良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格沒(méi)有形成，導(dǎo)致后續(xù)的高級(jí)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)很難深入，最終導(dǎo)致軟件分析與設(shè)計(jì)能力得不到有效的提升。

2程序設(shè)計(jì)課程群建設(shè)

我校軟件工程專(zhuān)業(yè)采取校企合作辦學(xué)模式，由吉首大學(xué)和中軟國(guó)際共同建設(shè)，企業(yè)參與人才培養(yǎng)的全過(guò)程，在具體實(shí)施過(guò)程中，學(xué)校側(cè)重于理論教學(xué)部分，企業(yè)側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)部分［9］。程序設(shè)計(jì)課程群是軟件工程專(zhuān)業(yè)課程體系的重要組成部分，企業(yè)參與討論與建設(shè)，確定該課程群以軟件設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為主線(xiàn)，以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析幾門(mén)課程為基礎(chǔ)組建課程群，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)在第一、二學(xué)期，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析分別開(kāi)設(shè)在第三、四、五學(xué)期，第六學(xué)期可開(kāi)設(shè)JavaWeb程序設(shè)計(jì)或Asp.NetWeb程序設(shè)計(jì)，使課程群在能力構(gòu)建和開(kāi)設(shè)形式方面形成一個(gè)不間斷的體系。

3程序設(shè)計(jì)課程群實(shí)施

3.1精講課程主要內(nèi)容，提高程序設(shè)計(jì)能力

課程組教師首先需要站在軟件分析與設(shè)計(jì)的角度研究各門(mén)課程在課程群中的地位和作用，把課程群中的系列課程作為一個(gè)有機(jī)的整體，研究各門(mén)課程的主要教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)課程重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑惑點(diǎn)進(jìn)行精講，做到理論與實(shí)踐課并重，有效提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)水平。在課程群系列課程中，由于第一門(mén)課程是后續(xù)系列課程的基礎(chǔ)，所以學(xué)生必須掌握它。在C語(yǔ)言的教學(xué)中，要滲透軟件分析與設(shè)計(jì)的思想，把握程序的主要框架，不糾纏于一些細(xì)枝末節(jié)的語(yǔ)法。函數(shù)是C語(yǔ)言教學(xué)中的重點(diǎn)，需要重點(diǎn)突破，從模塊設(shè)計(jì)的角度來(lái)考慮函數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)于一個(gè)具體的函數(shù)，則要掌握函數(shù)的返回類(lèi)型、參數(shù)類(lèi)型以及參數(shù)個(gè)數(shù)。如用函數(shù)處理一個(gè)數(shù)組時(shí)，需要傳遞數(shù)組的首地址和數(shù)組的規(guī)模，首地址用指針表示，數(shù)組的規(guī)模則有兩種表示方法，一是數(shù)組的長(zhǎng)度，二是數(shù)組的起始下標(biāo)和結(jié)束下標(biāo)，這兩種方式可能會(huì)分別應(yīng)用到不同的地方，如果教師一直不提示第二種方法，則將來(lái)學(xué)生在寫(xiě)數(shù)組做參數(shù)的遞歸程序時(shí)可能會(huì)遇到困難。從多年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，如果學(xué)生真正掌握了函數(shù)設(shè)計(jì)方法，再加上必要的算法知識(shí)，一般情況下，程序設(shè)計(jì)就會(huì)變得得心應(yīng)手而且十分有趣;對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，采取以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(內(nèi)存)為主線(xiàn)的方法，將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和相關(guān)算法方面，在算法實(shí)現(xiàn)時(shí)滲透模塊化的思想，需注意頭文件和實(shí)現(xiàn)文件的定義，因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容具有很強(qiáng)的連貫性且程序的初始化工作較多，如鏈表的具體應(yīng)用則先要建立鏈表、樹(shù)的遍歷和節(jié)點(diǎn)的查找等則先要建立樹(shù)、圖的遍歷和最短路徑及關(guān)鍵路徑等則先要建立圖，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有意識(shí)地把一些基礎(chǔ)工作放入頭文件，則會(huì)極大地提高實(shí)驗(yàn)的效率;在面向?qū)ο蠹夹g(shù)教學(xué)中，以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法為核心，以語(yǔ)言中的面向?qū)ο髾C(jī)制為主要內(nèi)容，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候引入《ThinkinginC++》、《EffectiveC++》、《ThinkinginJa-va》等優(yōu)秀書(shū)籍中的一些思想和經(jīng)驗(yàn)，要注重面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中大的程序框架的合理性以及具體處理算法的正確性;在講授算法設(shè)計(jì)與分析的時(shí)候，應(yīng)集中精力將主要算法講透，直到學(xué)生學(xué)懂為止，在實(shí)現(xiàn)算法時(shí)，應(yīng)充分運(yùn)用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的思想，將算法封裝在類(lèi)中;在web程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，采用案例驅(qū)動(dòng)的方式，精講軟件項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的主要方法和主要問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生工程化設(shè)計(jì)思想。精講的目的是讓學(xué)生多練，精講之后要布置任務(wù)并為學(xué)生提供練習(xí)環(huán)境和相關(guān)指導(dǎo)，必須充分發(fā)揮教師主導(dǎo)和學(xué)生主體作用，教師要認(rèn)真檢查學(xué)生的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和練習(xí)情況，及時(shí)糾正問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用軟件工程的思想設(shè)計(jì)程序，培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計(jì)思維和程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，激發(fā)學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法，最終提高程序設(shè)計(jì)能力。

3.2大規(guī)模開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)能力

為培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)與分析能力，學(xué)院在晚上和周末開(kāi)放了實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室搭建了ACM在線(xiàn)測(cè)評(píng)系統(tǒng)(ACMOnlineJudgeSystem)，并接入了校園網(wǎng)，結(jié)合C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等課程部署了大量習(xí)題。學(xué)院利用課余時(shí)間，有計(jì)劃組織學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編程訓(xùn)練，并為每次訓(xùn)練配備了指導(dǎo)教師。平時(shí)，學(xué)生也可以在寢室登錄平臺(tái)進(jìn)行訓(xùn)練。教師在講授C程序設(shè)計(jì)等課程的時(shí)候，要求學(xué)生利用課余時(shí)間在ACM平臺(tái)上完成至少上百道題的訓(xùn)練，并將完成情況計(jì)入課程的平時(shí)成績(jī)。通過(guò)大規(guī)模開(kāi)展在線(xiàn)程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力有了明顯的提高。

3.3開(kāi)展課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)工程化設(shè)計(jì)思想

在課程群中除開(kāi)設(shè)理論課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之外，還針對(duì)整門(mén)課程開(kāi)設(shè)了綜合性課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)課程設(shè)計(jì)、javaweb課程設(shè)計(jì)，單個(gè)課程設(shè)計(jì)周期為1－4周。學(xué)院課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要由企業(yè)教師指導(dǎo)完成，該類(lèi)項(xiàng)目采用分組形式，在組內(nèi)模擬軟件企業(yè)運(yùn)行模式設(shè)置相關(guān)崗位角色，學(xué)生在仿真企業(yè)環(huán)境中，利用仿真的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，進(jìn)行輪崗和角色體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的軟件工程應(yīng)用能力、軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與測(cè)試能力、職業(yè)素質(zhì)等，從而使學(xué)生熟悉軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程和規(guī)范，養(yǎng)成良好的軟件開(kāi)發(fā)習(xí)慣。課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生演示并講解自己的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)情況，由學(xué)院教師和企業(yè)教師組成評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)分。

3.4改革考核與評(píng)價(jià)方式，理論與實(shí)踐、平時(shí)與期末相結(jié)合

理論與實(shí)踐相結(jié)合。程序設(shè)計(jì)課程群內(nèi)的課程都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其目的是運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，決定了課程的期末考核要綜合考慮理論和實(shí)踐兩部分內(nèi)容。理論部分主要考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解和對(duì)基本知識(shí)的掌握情況，實(shí)踐部分側(cè)重考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，這兩部分成績(jī)都在期末完成，占課程總成績(jī)的60%左右。平時(shí)與期末相結(jié)合。期末考核重在體現(xiàn)學(xué)習(xí)的結(jié)果，平時(shí)成績(jī)則側(cè)重于體現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程，在課程總成績(jī)中，平時(shí)成績(jī)占40%左右，即一門(mén)課程約有40分來(lái)自平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。平時(shí)成績(jī)一般由出勤、作業(yè)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況、課程設(shè)計(jì)情況組成。在學(xué)期開(kāi)始第一堂課的時(shí)候?qū)⒄n程評(píng)分方式告知每一個(gè)學(xué)生，必須抓緊平時(shí)的學(xué)習(xí)，若平時(shí)分小于20分，則取消課程考試資格或直接將課程總成績(jī)記為不及格。

4結(jié)語(yǔ)

程序設(shè)計(jì)課程群對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力具有重要作用。本文分析了學(xué)生在課程群學(xué)習(xí)中遇到的一些問(wèn)題，從軟件分析與設(shè)計(jì)的角度對(duì)課程群進(jìn)行建設(shè)與改革，提出了以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、算法設(shè)計(jì)與分析等幾門(mén)課程為基礎(chǔ)組建程序設(shè)計(jì)課程群，給出了課程群的主要知識(shí)與能力體系要求，通過(guò)精講課程主要內(nèi)容、大規(guī)模有組織地開(kāi)展程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練、企業(yè)教師指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、改革考核與評(píng)價(jià)方式等方法進(jìn)行教學(xué)改革，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力得了到較大的提高。

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作者：徐洪智 蔡國(guó)民 單位：吉首大學(xué)軟件服務(wù)外包學(xué)院