程序设计课程中的中俄合作教学思考

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摘要:在中俄合作办学背景下，提高计算机类专业学生“双基”能力（即程序设计能力和系统设计能力）是十分必要的。本文提出了一个能力提升方案，从“大局观”程序设计思维方式驱动的教学内容设计和优化、注重过程的多元化学习成效评价、教学资源本土化等三个方面给出了具体的实施方法。方案实施结果表明，教学效果和学生“双基”能力均得到提升。

关键词:“双基”能力；合作办学；程序设计

1引言

在中国致力于深化同世界各国的教育合作与交流、促成教育对外开放的格局下，杭州电子科技大学圣光机学院引入了俄罗斯圣光机大学的办学模式，推进学生国际化培养。但在我国高等教育领域，中外合作办学还处于摸索阶段[1-4]，有必要进行研究和探索，以提高中外合作办学成效。根据前期调研情况，圣光机学院计算机专业学生存在难以适应俄方培养模式、很难理解授课内容的现象。“双基能力”（即程序设计能力和系统设计能力）不足是学生中普遍存在的问题。对此，如何改进教学模式，以提升学生学习效能尤为重要。近年来，许多高校陆续开展系统能力培养研究和实践，如尝试直接引用名校教案和教材，但结果仍不太理想。其中的原因可能有：语言和交流障碍问题，国外原版或自编教材，在授课模式、进度、实践和创新等方面与国内教学资源有较大差异等。鉴于此，如何在中俄合作办学背景下提升学生的“双基能力”，结合杭州电子科技大学圣光机联合学院人才培养计划的要求，本文以程序设计课程为例，对教学内容、教学过程、学习方法、评价方式、教学资源等方面进行了探索，阐述如何培养学生大局观的思维方式，以提升学生的编程实践能力及系统设计能力。

2组建思路

理解计算机系统的运行机制，把所学知识（包括其他课程内容）有机地串在一起，把编程实践环节放在重要位置，锻炼学生的系统设计能力，有利于提升计算思维，以及分析问题和解决问题的能力，为数据结构、操作系统等课程的学习打下坚实的基础。目前，中俄合作办学年限短，外教在授课模式、进度、实践和创新等方面与国内教学资源都有较大差异，存在教育资源不对应、不匹配问题，不利于学生“双基”能力的培养，有必要根据中外教学资源情况，进行本土化配套以提高学生学习效果。在教学方法上，成果导向教育（OutcomeBasedEducation，OBE）形成了比较完整的理论体系。虽然成果导向教育在国内外高等教育领域已经得到广泛的使用，但也存在着一些问题，如以预先设定的学习成果为目标前进，会形成机械性的学习。单纯地依赖于学习成果是片面的，难以达到锻炼学生“从描述到理解，到实践，再到真实场景应用”的思维过程。因此，本文基于成果导向教育的人才培养理念来设计课程，以学生为中心，采用教学内容、教学资源和考核方法等同步推进，迭代反馈的教学方式持续改进教学成效，以提升学生的编程能力、系统设计能力。研究思路如图1所示。

2.1大局观驱动的教学设计

程序设计能力薄弱很可能导致后续课程，如数据结构、操作系统等难以达成预期的课程目标。为此，本文阐述的研究方法打通核心课程间知识的承接关系，在教学中引入系统能力培养概念，扎实打造实验实训项目。在实施中，贯穿需求分析、系统设计、系统实现、系统测试等软件工程各阶段的实施规范，开展计算机系统化教学。编程并不全是数学和逻辑，而是仍需要自然的积累，才能踏实扩展自己的大局观。大局观是分层的，对于初学者来说，输入的是各种需求，输出的是各种功能模块。随着学习的不断深入，输出的是概要设计和核心模块，然后对其进行组合，设计和开发出可靠、易维护、易扩展的软件产品。再往后，需要确定基本架构，高效的高质量的完成开发，通过各种技术管理手段保障软件架构随着生命周期一同演化（完成产品的技术实现）。对此，从课程以要求学生对所学知识有系统级别的认识为目标，使得培养学生的大局观成为可能，这对学习积极性甚至是对所学知识产生系统的认识是极为有益的。在课程内容上，贯穿需求分析、系统设计、系统实现、系统测试等软件工程各阶段，教授学生学会详细写出用到的结构和技术，对各种相近技术进行详细比较，清楚地认识各种技术的优劣，切实提高系统设计能力。

2.2多元化学习成效评价

为了解决传统OBE评价片面，如学生平时学习懈怠，仅在期末开始阶段进行针对性冲刺式学习，虽然可能考完即忘，但有可能仅靠突击取得很高的分数。这种学习方式通常具有瞬时性、遗忘性特点，基础知识掌握不牢靠，难以培养出踏实的、具有终身学习能力的高水平人才。针对过于重视期末成绩而忽视过程学习这种缺陷，本文探索过程评价和期末评价相结合的增量式多元化成效评价方式，综合学生的课堂互动表现、过程成绩和期末考试成绩形成每个学生的课程学习整体成效评价。这种评价方式可以准确把握每名学生的学习轨迹，及时把握每位学生的目标、基础和进程，更客观全面且具有激励性，更能培养出专业水平扎实的人才。过程成绩和期末考试成绩可在一定次数内多次更新，以最优成绩作为最终成绩。这种成效评价方式一方面能够督促学生在过程中认真学习，提高学习效率；另一方面可以给予教师反馈以改进教学过程存在的不足，避免由于学习方式或习惯差异带来的偏向性评价问题，从而客观全面地评估学习成效。

2.3教学资源本土化

圣光机联合学院采用中俄双方共同管理、共同培养的模式，中俄师资共享，课程共享，教材共享。目前，中俄合作办学年限短，尚未形成固定的教学资源。外教使用国外原版或自编教材，在授课模式、进度、实践和创新等方面与国内教学资源都有较大差异，有必要根据中外教学资源情况，进行本土化配套以提高学生学习效果。对此，针对俄方教育资源，有必要对其进行改进，为学生自主学习提供方便易用的优质资源和稳定平台，以便克服语言和交流障碍，提高学生积极性，提升学生学习效能。自主研发了校本教材及在线学习平台，另外，通过多样化的高效反馈与沟通方法，如钉钉或邮件等，及时反馈学生诉求和俄方教师要求，实时掌握学生学习动态，提高学生的学习兴趣和自主学习能力。

3教学成效

在担任程序设计课程教学的十余年间，有目的地引导学生建立知识之间的联系，在学习过程中给与学生充分动手实践的机会。为了更好地打通核心课程间知识的承接关系，提升学生的系统设计能力，数据结构、操作系统、计算机组成原理等不同课程成员定期举行研讨，不断反复打磨升级课程。从2015-至今，教学方法不断在杭州电子科技大学开设该课程的教学班中实践。从2019年（杭州电子科技大学联合俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学，创办圣光机联合学院）至今，将该教学方案同步实施到中俄办学教学班。开发的程序设计综合实践至今在中国大学MOOC上开课3次，反馈良好[5]，现通过数据加以分析。图2是2018-2021年，2个教学班的基础理论知识成绩的变化；图3是2018-2021年，2个教学班的综合实践成绩的变化。从2019年起，中俄联合办学正式招收学生。在最初的一年里，全面引入俄方英文教材，教学方法及教学资源。由于疫情原因，俄方授课教师未实际到场，采用线上授课，加之在授课模式、进度、实践和创新等方面与国内教学资源都有较大差异，存在教育资源不匹配问题，教学效果不好，如图4所示。为此，将本文的教学方法移植至俄方授课教学班中，并且配套了本土课程资源，引入综合实践来锻炼学生的实践能力，教学效果得到明显提升。从宏观上看，图5、图6给出了每年所有教学班的授课效果。通过这种教学实践体系，学生学习的积极性得到显著提高，能够主动学习、带着问题深入思考，思考深度也有提升，课堂教学氛围较好。过程性的线上线下测试更客观地检验了学习效果，教学效果得到提升。与此同时，竞赛是最能反映学生综合实力、专业技能水平的渠道之一[6]，同时也一定程度上为本文所述教学方法提升学生“双基”能力是否有效提供一定依据。数据表明，在过去五年内，杭州电子科技大学3次进入ACM全球总决赛，最好成绩是全球并列第20位[7]。同时，在全国普通高校学科竞赛排行榜本科生组中，全国地方本科院校学科竞赛排行榜显示，全国排名第一。在就业方面，近几年统计数据表明，IT行业集中了46.8%-50.4%的毕业生[8-9]。从浙江省教育评估院每年12月份发布的毕业生调查报告数据看[10]，用人单位满意度模块的分值较高，用人单位对毕业生的编程实践能力、系统设计开发能力、合作与协调能力的评价较高。

4结论

本文给出了三个方面的教学探索：（1）引入“系统设计能力”培养概念，进行“大局观”程序设计思维方式驱动的教学内容设计和优化。（2）注重过程的多元化学习成效评价。（3）教学资源本土化，进行本土化资源配套以提高学生学习效果。通过以上几方面的教学改革，该教学方法一方面促成计算机科学与技术专业（中外合作办学）的培养目标的实现，即培养学生具备较强的工程实践能力和创新意识，能够在计算机系统及其他相关交叉领域从事软硬件设计开发、系统应用。另一方面可以提高计算机类专业基础课程的教学成效，切实提升学生的程序设计能力，同时可通过模式推广改进相关课程的授课，可为高等教育中外合作办学模式的进一步发展提供借鉴。

作者：张莉 单位：杭州电子科技大学计算机学院