通信工程专业程序设计类课程教学模式的探索

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 通信工程专业程序设计类课程教学 模式的探索 摘 要：分析传统教学模式存在 的问题，提出一种新的教学模式，阐述 融入微课程的在线教学、CDIO 思想的 课堂教学及采用多样化考核方式。 中国论文网 /8/view-12937571.htm 关键词：SPOC；CDIO 模式；程 序设计；教学改革 文章编号：1672-5913（2017） 05-0117-04 中图分类号：G642 1 背 景 通信工程是面向通信与信息行业， 口径宽、适应面广的专业。随着现代通 信技术和计算机技术的快速发展和融合， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 复合型人才的需求越来越迫切。根据专 业人才培养要求，通信工程专业毕业生 应该掌握计算机软硬件基础知识，能够 用来设计、分析与维护通信系统。因此， 作为信息类专业核心学科基础课，计算 机编程语言类课程的教学肩负着专业入 门和兴趣培养的重任。 2 编程语言类教学模式的改革背 景与意义 针对编程语言类的教学内容，传 统的教学模式存在以下几个问题：以 书本为核心、以教师为主导、以课堂为 中心的教学思想陈旧。以单纯知识传授 的态度对待程序设计类课程的教学，虽 然省时、见效快、能系统地传递知识， 但是从长期来看这种传统的应试教育却 不利于培养学生的创造能力和创新思维。 随着科学技术的发展和信息化时代的到 来， “灌输”的方法越来越不适应时代的 要求。要培养具有创造能力的人才，就 必须改变传统的教学方法。学习主体 缺位。传统的教学方式把学生只看成是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 “听众”和被动接受的群体，忽视了学生 学习的主动性、自觉性。缺乏教师和学 生的双向交流，造成学生即使进入课堂， 但没有进入到学习状态的现象。理论 脱离实际。教学过程中片面强调语法知 识，注重语法细节，在教学过程中引入 的案例都是以辅助讲解语法规则为目的， 既抽象又枯燥无味。对大学低年级W 生而言，难以理解和接受，学习效果不 佳，不能真正理解程序设计的精髓。 关于课堂教学模式的改革，国外 高校也进行得如火如荼。在美国高校， 通常对大三、大四学生采用“开放式课 堂教学模式” （这在我国的研究生教学 中已经广泛采用） ，对大一、大二学生 采用课堂教学模式、辅以小班展开讨论。 美国的实践教学模式一般分为课堂实验 和独立项目研究。英国大学的课堂核心 是学生汇报，教师提问问题，带着问题 下课。教师的讲授是以讲座和研讨会的 形式进行。对学生能力的考核包括调研、 案例设计、社会能力、合作精神、领导 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 力。由此可见， “以学生为中心 ”和“重视 合作学习”是国外教学模式的共同特点。 随着网络科技与高等教育的进一 步联合，慕课（大规模开放式在线课程， MOOC）在全球迅速升温，先是美国顶 尖大学创办了多个 MOOC 平台，然后 是欧洲、亚洲、澳洲的一些国家争先恐 后地建立自己的 MOOC 平台，清华大 学也发布了“ 学堂在线” ，面向全球提供 在线课程。由于慕课不设先修条件，导 致学生基础参差不齐，成为慕课注册率 高、完成率低的重要原因 1。针对这 一问题，近来美国哈佛大学、加州大学 伯克利分校等全球顶尖学府正在尝试一 种相对慕课更为精致的课程类型微 课（小规模限制性在线课程，SPOC） 。 该课程形式要求学生规模一般在几十人 到几百人，对学生设置限制性准入条件， 达到要求的申请者才能被纳入进来。微 课仍然像慕课一样属于免费在线课程， 全球学习者都可以申请，是融合了实体 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 课堂与在线教育的混合教学模式 1-2。 3 教学模式改革的内容与实践 教学模式的改革包括在线学习平 台的建立和使用、课堂教学手段的改革、 考核方式的改革 3 部分内容。经过一个 半学期的实践，我们以 C 语言程序设计 课程教学为试点，进行了教学模式改革 的探索。 3.1 学习平台的建立和使用 借鉴微课的教学思想，根据通信 工程专业学生的实际情况，改革后的教 学模式如图 1 所示。学生学习流程如下： 课前去在线学习平台领取学习任务，围 绕任务进行自主学习，学习方式包括看 老师提供的在线视频、学习资料或教材， 有问题可以在线提问，老师会集中时间 回复；课堂上根据学生对任务的掌握程 度进行讲解、选取重点案例讲解，还会 有部分针对任务的讨论课。实验课内容 分为小项目和综合项目两部分，综合项 目会要求学生分组，分工不同，最后交 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 上来的项目通过答辩验收。课后在线提 交作业和实验报告。 针对提供学习资源这一问题，调 查问卷反馈：有 76.32%的学生喜欢与 课程相关的视音频资料，68.42%的学生 喜欢教师的视频录像，50%的学生喜欢 文本资料。这与微课的理念相吻合，利 用在线学习平台，为学生上传教学视频， 以知识点为主。有 76.32%的学生通过 课前观看视频掌握 50%的内容，再通过 课堂讲解例题，92.11%的学生反映知识 点能够吸收。 为了提高学生参与程序设计竞赛 的积极性，信息学院开发了青岛科技大 学 OJ（Online Judge）平台。利用该系 统，给学生布置编程任务，课下在线提 交在线打分，既对提高学生实践能力起 到促进效果，又为考核提供了参考依据 3。 3.2 课堂教学手段的改革 课堂教学手段采用 CDIO 的思想 和模式，CDIO 是一种源自国外的工程 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 教育模式，这个模式继承和发展了欧美 理工学科 20 多年来教育改革的理念。 CDIO 是集构思（Conceive） 、设计 （Design） 、实现（Implement）和运作 （Operate）于一身，从而达到“做中学” 和”基于项目的教育和学习” 4。通过调 查问卷，有 78.95%的学生希望课堂上 多讲实例，因而课堂教学采用了以下多 种教学手段相结合。 （1）应用任务驱动教学法。首 先是培养兴趣，对学生来说“兴趣是最 好的老师”。在教学中，利用初学者的 好奇心理，选择一些有趣、有实际意义、 难度适中的“ 任务” 或经典算法布置下来。 学生在完成任务的过程中，不断地获得 成就感，激发进一步学习的兴趣。其次 是渗透概念，对于刚接触程序设计的学 生来说，如果课程一开始就引入枯燥难 懂的概念，势必影响其学习积极性。因 此，要将这些抽象的概念与任务结合起 来，先让学生完成任务，然后趁热打铁 将概念与实际任务联系起来，以此加深 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 对概念的理解。最后是分解难点，将课 程中的重点难点分解，适时、适量地渗 透到各个任务中，让学生循序渐进地学 习程序设计的思想和方法。 （2）问题纠错教学法。程序设计是一 门实践性很强的课程，仅仅通过传统教 学模式讲授理论知识，学生似乎能听懂， 但大部分是一知半解。当需要编写代码 上机调试时会出现各种各样的错误，这 时学生往往不知从何处入手。特别是对 于初学者来说，调试运行程序的过程难 于代码编写。调试时能够迅速发现错误、 纠正错误是一个合格的编程人员所必备 的能力，因此，给出一些错误的程序， 让学生自己去发现并改正问题，在发现 问题、解决问题的过程中，逐渐积累编 程经验。 （3）一 多练教学法。学习程 序的奇妙和乐趣在于对于一项任务，可 以通过多种编程方法去实现它。我们在 给学生布置作业和上机练习题目时，鼓 励他们用不同的方法去实现；每学完一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 项新的内容或概念后，再回过头来看过 去做过的练习，尝试用新方法实现；改 变并增加教材例题和练习题并重新实现。 例如某上机实验题目要求分别使用 dowhile、while、for 循环实现；教材 上某例题讲解了如何求解最大公约数的 方法，我们要求学生思考最小公倍数的 实现方法。该教学法能引导学生在学习 编程的过程中养成运用动态思维来解决 问题，对培养学生的逻辑思维能力、抽 象思维能力以及促进学生综合编程能力 有非常重要的作用 5。 此外，将讨论、答辩、专题等作 为辅助课堂教学的重要方法，既引导学 生发表个人见解，发挥学习主动性，也 能够及时了解情况、检查教学效果。 3.3 考核方式的改革 课程考核是对课程教学效果和学 生掌握该课程水平的检验。C 语言与 C+程序设计是操作性和实践性很强的 课程，对学生的要求不是死记硬背各种 语法规则和语句格式，而是运用所学知 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 识解决实际问题。因此，课程考核应改 变传统单一的闭卷、笔试的考试方式， 将多样化、多种考核方式相结合。本课 程的考核拟采用理论考试、上机考试与 综合项目考核相结合的方式。 C 语言与 C+程序设计两门课程 的考核成绩都是由以下 4 部分组成： 课堂表现：包括考勤、课堂讨论问题成 绩、课堂作业成绩、实验课问题解决情 况、实验报告完成情况。理论考试 （闭卷）：题目类型包括基础知识考查 （选择题、判断题） 、程序改错、程序 结果分析、编程等。OJ 平台编程作 业成绩。综合项目考核：采用分组的 方式，以通信工程 2015 级的 C 语言程 序设计课程为例，两个班级共 59 人， 设置了难度相当、类型不同的 10 个题 目，每个题目要求开发一个应用系统。 5 个人做同一个项目。课程结束后以答 辩形式验收学生的作品，答辩又分为小 组答辩和个人答辩，最后给出个人综合 成绩。这一项考核学生反映效果很好， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 同学们在交流讨论中提高个人解决问题 的能力，还在项目的分工合作上锻炼了 团队合团能力。 4 教学改革的初步成绩与问题 通过学生成绩对比和学习调查问 卷，改革初步取得了一定的成绩。 从学习成绩来看，2014 级学生实 行改革前的培养方案，在大一上学期开 设了通信程序设计基础课程，该课程综 合了 C 语言的面向过程和 C+的面向对 象两种方法，96 学时，按照传统教学模 式授课。2015 级学生实行了改革后的新 一轮培养方案，大一上学期开设 C 语言 程序设计（64 学时） ，本学期开设“C+ 程序设计（56 学时） ，按照改革后的教 学模式授课。2014 级通信程序设计基础 与 2015 级 C 语言程序设计考试的综合 成绩对比，如图 2 所示。2014 级 80 分 以上的比例为 55.6%，2015 级 80 分以 上占学生总数的 72.9%，成绩有很大提 升。 通过学习调查问卷，学生普遍认 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 为“视频教学好，容易集中学生注意力” “细致”“多讲例题”“授课效果好”。 在教学模式改革实践过程中也存 在一些问题。例如，学生当“听众” 、被 动接受的现状很难根本转变，调查问卷 中显示，有 34.21%的学生不预习， 21.05%的学生不复习，仍有 57.89%的 学生依靠课堂教授受益最大。针对这一 现象，我们调用学生学习的主动性、自 觉性；加强教师和学生的双向交流与教 学互动，布置提前看书做练习，尽量达 到进教室即进入学习状态。 5 结 语 青岛科技大学信息科学技术学院 在新一轮人才培养方案修订过程中，提 出建设一个平台的规划：学院打通每个 专业均开设 C 语言程序设计这门课，统 一课程大纲、统一考试要求