高校计算机语言课程设置及教学模式探讨

高校计算机语言课程设置及教学模式探讨引言在互联网和移动计算的不断发展与应用的基础上，特别是互联网+人工智能已经大面积的发展应用。大数据应用、云计算技术、信息安全等等专业在高校不断新增开设，与其他的计算机专业一起蓬勃发展。使得近年来，高校计算机类专业的招生非常火爆。同时，不论电子信息专业、还是机电控制类专业，只要是弱电类的专业，开设的课程中一定离不开计算机编程语言。不论人工智能应用，还是互联网的Web应用，甚至机电控制的开发拓展，销售管理的电子商务，都离不开计算机编程。但是，由于计算机编程语言有近几十种，每种计算机语言都有其特色特点，能实现的功能，应用的方向也不相同。因此，高等院校也应针对不同的专业、以及计算机课程的前后关联性，进行计算机课程的合理设置。课程的教学有多种模式，类似计算机这样的应用型课程，采用何种教学模式最为理想呢？通过多场计算机相关专业课程设置的研讨，大家的共识是设置计算机语言课程，应合理地选择当前流行的编程语言，并采用项目导向化的教学模式，应用实际项目，分解项目模块，导向化教学。这样最有助于学生应用技能的掌握和提高，才能培养适应社会需求职业人才。并且教学中应尽可能使用行业上最通用的开源技术，实现校企人才之间的无缝衔接。1 计算机编程语言排行榜分析计算机编程语言有数十种，可以分成机器语言、汇编语言和高级语言等几类。查阅世界编程语言排行榜【1】，2009年以来，Top10排名的编程语言：可见近10年Java、C、C++基本都占据了前三名。排名在前几名的语言，必然有其独特之处。被称为“千年的编程万年的C”的C语言，C能够在内存有限的大量硬件设备中运行,如嵌入式硬件设备，以及在性能关键型的场景中运行，如处理大量的数据或处理音频和视频流时。最受欢迎的操作系统Linux的内核就是用C编写的。Java是企业拥戴的头号编程语言，它的：静态类型、更强大的工具，以及具备广度和深度的库的生态系统。任何语言想在这三个领域完全取代Java都不是短时间内能够完成的，而且Java的跨平台特性是它最大的优势。2017年开始，Python就借着人工智能的东风，热度一路船高水涨。Python可以说是一门比较功利的语言，它不复杂，读和写都非常易于使用，所以才有了Python都进小学教材之说。C++也是一种使用非常广泛的计算机编程语言。它不仅支持过程化程序设计，更主要是支持面向对象程序设计，是很多常用的桌面应用程序编程时的主要选择。JavaScript主要应用于前端开发当中，它是一种强大的动态脚本语言，尤其善于开发优秀的网页和网页游戏。JavaScript的许多语法都是从C语言而来。它与所有浏览器兼容，并被用于超过90%的网页中。被称为是世界上最好语言的PHP，是一种服务器端的语言。如今，它被用于超过80%的网站，包括Facebook，Wikipedia，和WordPress。PHP不仅因为易于上手，而受到新晋开发者们的欢迎，也为很多成熟的开发者提供了大量的优秀特性。2 对高校开设的计算机语言课程研讨分析通常高校各专业的课程设置，都会开设一门以上的计算机语言，这与当今计算机的技术各行业应用息息相关。工科类的专业通常都是将C语言或C++语言作为计算机编程语言的启蒙课程，也有采用Java语言。这不仅与计算机编程语言排行榜相符，也与这几个语言自身的特点相关。如果对这几个语言进一步比较分析，可以得到以下的结论，有助于课程的开设。（1）C语言作为入门语言优于C++C语言与C++的编程的思维区别，在于C语言是面向过程的，而C＋＋则是面向对象的。C语言是结构化语言，重点在于数据结构和算法，程序的设计是以过程化思维为主线，对输入数据进行运算处理得到输出，因此，容易被初学者接受。同时，C语言的语法与JavaScript的许多语法相同，与PHP语言的许许多多语法也相同，如果学过了C语言，再学习JavaScript、再学习PHP，语法语句基本可以一带而过。因此，C语言是理想的面向过程的启蒙语言。C++编程，首先要考虑如何构造一个对象模型，使得这个对象模型能够契合要处理的问题或实现的目标，这样才能通过获取对象的状态信息的实现过程控制。这对初学者而言，这种构建对象模型，实现解决问题的思维方法比起过程化思维，需要一个适应的过程。实际上，学生普遍反馈C++作为编程的入门课程，感觉学习难度大，语言复杂，语法的技巧多，不是一个理想的入门课程，相反，如果学习了Ｃ语言，再进一步学习C++，就能以一种轻松的心态、熟悉的语法来学习面向对象的编程语言，达到事半功倍的效果。（2）面向对象编程课程采用Java优于C++如果一步到位地学习面向对象编程，Java语言有更多的优势。Java语言是由C++发展而来的，保留了C++的大部分内容，但其语句语法清晰、规模小，容易学，从根本上解决了C++的固有缺陷，构成了新一代面向对象的程序设计语言。Java具有简单性、面向对象、分布式、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点，是企业拥戴的头号编程语言，因此，学习Java就业面宽，是后续学习Web应用开发和安卓编程的基础。（3）Python适合人工智能、大数据专业的课程开设近年来，借助人工智能的春风，Python语言火了起来，甚至小学都开设了Python语言，Python在编程语言排行中挤入了前三。不少高校开设了Python语言。Python是一种代表简单主义思想的语言。它使程序员能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。Python的底层是用C语言写的，很多标准库和第三方库也都是用C写的，运行速度非常快。如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，可以部分程序用C或C++编写，然后在Python程序中使用它们。Python是免费、开源的，能够被移植在许多平台上，可以把Python嵌入C/C++程序，从而向程序用户提供脚本功能【2】。Python这些特点，特别是易于上手的语法和丰富的扩展，在人工领域的应用越来越广泛。但实际上，并非是学习人工智能就必须学习Python，只是Python各种第三方机器学习、神经网络模块的诞生，大大降低了对机器学习算法、模型的建构、训练和测试的难度。实际上，Python的一大优势在于编写网络爬虫程序。大数据时代的到来，需要海量的数据。数据的来源，不可能只靠企业内部原始积累数据，更需要外部采集数据。使用Python编程语言编写网络爬虫进行数据采集，有着简便、高效、强大的特性。（4）应用开发离不开SQL数据库SQL是结构化查询语言的简称，是一种特殊目的的编程语言，是一种数据库查询和程序设计语言，主要用于存取数据，能够查询、更新和管理关系数据库系统。SQL是高级的非过程化编程语言，允许用户在高层数据结构上工作。它不要求用户指定对数据的存放方法，也不需要用户了解具体的数据存放方式，所以具有完全不同底层结构的不同数据库系统可以使用相同的SQL语言作为数据输入与管理的接口【3】。遵循SQL标准的关系数据库常见的有Mysql、SqlServer。任何应用开发系统，都涉及数据的处理、应用，都离不开关系数据库的查询，新增，更新，删除，求和，排序等应用。因此，只要专业方向涉及应用开发，都需要开设SQL数据库课程。实际上，数据库已成为计算机类专业的必修专业基础课。（5）Web应用开发需要开设Web前端及服务器端语言随着互联网的发展，产生了C/S（客户端/服务器）、B/S（浏览器/服务器）模式的网络技术的应用模式。C/S模式是一种软件系统体系结构，需要将需要处理的业务合理地分配到客户端和服务器端，如常用的QQ，便是C/S模式，其优势可以大大降低通信成本，但是升级维护相对困难。这种模式多应用于大型互联网企业的软件产品体系。B/S结构是随着互联网的发展，Web出现后兴起的一种网络结构模式。这种模式依靠浏览器，统一了客户端，核心的业务处理都在服务端完成。只要在个人电脑或手机上安装浏览器，就可以通过WebServer与数据库进行数据交互，实现Web系统的应用。相对C/S模式而言，由于B/S采用通用的浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，因此，基于B/S的Web应用开发系统越来越普及。高校开设Web应用课程的专业也越来越广。Web应用开发体系，通常使用B/S模式，因此Web前端的Html、Css、Javascript技术的课程必须开设，如果课时允许，内容应该扩展到JQuery、AJAX等技术应用。没有前端网页的支持，Web应用系统就缺乏用户界面。Web前端课程本身也是职业岗位的技术支撑，Web前端的工作岗位的人才需求，目前国内市场缺口巨大。能够编制应用于Web服务器端程序的语言，主要是有PHP、JSP、A，JSP、PHP具有跨平台优势，实现“一次编写，处处运行”。JSP（全称JavaServerPages）是由SunMicrosystems公司主导创建的一种动态网页技术标准。JSP部署于网络服务器上，可以响应客户端发送的请求，并根据请求内容动态地生成HTML、XML或其他格式文档的Web网页，然后返回给请求者。JSP技术以Java语言作为脚本语言，为用户的HTTP请求提供服务，并能与服务器上的其它Java程序共同处理复杂的业务需求。【4】如果专业应用方向不仅仅涉及Web应用开发，还涉及安卓系统的手机移动互联应用，必然需要开设Java、JSP、J2EE等技术课程。PHP即“超文本预处理器”，是一种通用开源脚本语言。PHP是在服务器端执行的脚本语言，与C语言类似，是常用的网站编程语言。PHP独特的语法混合了C、Java、Perl以及PHP自创的语法。利于学习，使用广泛，主要适用于Web开发领域。【5】实际上，在Web开发领域，PHP是目前最流行的编程语言，它驱动全球超过2亿多个网站，有全球超过81.7%的公共网站在服务器端采用PHP,包括Facebook，Wikipedia，和。PHP具有开源、免费的特点，是一种非常容易学习和使用的一门语言，它的语法特点类似于C语言，但又没有C语言复杂的地址操作，而且又加入了面向对象的概念，再加上它具有简洁的语法规则，使得它操作编辑非常简单，实用性很强。可以与很多主流的数据库建立起连接，如MySQL、ODBC、Oracle等等。因此，专业方向涉及培养Web应用开发技能，开设PHP课程是理想的选择。（6）计算机课程的设置必须综合考量高校开设计算机语言课程，应该从多方面进行考虑，入门级的编程语言应该便于初学者的思维启蒙，便于学习和掌握。应用开发型的编程语言，不仅应该考虑专业技能的发展方向，还要考虑每一门编程语言它所需要的前后关联课程的开设。以JSP课程开设为例，开设JSP课程，前期必须开设Java课程。要进行Web应用开发，仅仅开设PHP或JSP是实现不了Web开发，必须开设SQL数据库课程和Web前端的Html、CSS、Javascript等等课程。不同专业应用方向，是引导课程开设的主线，如大数据、云计算、嵌入式应用等专业，Linux系统管理必然成为应用架构的主要课程。3 项目导向应要求作为计算机课程的教学模式许多高校，特别是计算机相关专业，几年的教学需要开设多门的计算机语言，如：C语言程序设计，Python，PHP等等，但教学的模式必须改革，有所提升。采用项目导向教学，引导学生实训，完成一个实际可应用的项目，才能极大地提高学生的职业能力。（1）实训项目能够梳理语言知识点的作用C语言作为入门的计算机编程语言，面对的初学者，教学的过程难免都是片段的知识点，如：某个语法、数组、函数、指针等等。如果都按照传统的教学模式，一个知识点、一个知识点地学习，整个课程结束了，学生感觉都掌握了，但不知如何运用这个语言，这个就是传统教学模式的缺陷。理想的教学模式是应该以项目为导向，将项目进行分解，在讲授每个知识点时融入这个知识点在项目中的应用。入门课程如果难以进行项目化的导向教学，也应该在课程后期，布置一个大的实训项目，如：图书管理系统，要求学生采用主控台的各种功能菜单选项，结合链表功能建立图书节点，运行模拟的图书购进、借出、退还等基本功能。整个实训项目的完成，能够让学生了解的课程每个知识点应该如何应用。（2）应用型计算机语言课程更应用以项目导向进行教学对于应用型的编程语言，更应该以项目导向模式进行教学。如Python语言的教学，不能停留在语言的语句、语法，如果Python不是以入门语言开设，就应该以这个语言的优越性为导向，以网络爬虫应用的案例进行教学，否则，体现不出这个语言的特性，学生就会感觉如同再次学习计算机编程的入门课程。同样，在PHP语言的教学中也存在这个问题，PHP语言的语句语法与C语言非常类似，如果授课不引导学生完成Web应用开发，那教学的效果就如同C语言的提高篇，学生感受不到PHP课程学习的意义。（3）开发应用语言教学应导入行业流行的开源技术对于开发应用的编程语言，应结合导入行业流行的开源技术。比如PHP语言的教学，PHP是广泛应用的Web开发领域的服务器后端，教学的目的，应该是引领学生能够开发Web应用系统，如果教学仅仅是采用PHP语言的过程化体系构建Web应用系统，必然导致Web页面的前端代码与PHP语言的后端代码交互交替、混合编写，整个在系统今后的修