面向卓越工程师教育的计算机语言类课程教学

于永彦 束玉琴

【摘要】卓越工程师教育培养计划是我国践行科技强国战略的重要举措，而计算机语言类课程是软件工程师培养方案的重要组成部分。本文针对目前语言教学中存在的问题与不足，提出“工程导向型”教学理念，针对核心问题，提出问题解决方案。

【关键词】卓越工程师 建构主义 工程导向

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0071-02

卓越工程师教育培养计划的核心是创新实践教育，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，由国家层面制定相关的配套支持政策，提出行业领域人才培养需求，指导高校和企业在本行业领域实施卓越计划。我校“软件工程”专业被遴选为首批试点专业，按照教育部统一部署，精心制定了适合本校学生层次的教学大纲和实施方案，着力提升学生的工程实践能力、创新能力和行业竞争力。

一、计算机语言类课程的教学困境

软件工程专业的核心目标是训练、培养学生的软件使用与创新设计能力，而其中的关键是深入掌握乃至精通一门或多门计算机程序设计语言。多年的教学实践告诉我们，软件工程的教学重点首先应该放在对计算机语言的系统学习上。学生深入掌握计算机语言的精髓，不仅可以帮助其加深对软件的理解，而且可以从本质上领悟软件设计的机理，进而消化、吸收乃至创新。

目前，计算机语言教学存在以下三个误区，一是应试教育思维仍占主流。很多高校开设计算机语言的主要目的就是为了应付各种不同类型的等级考试、资格考试，教学计划的制定仍然是围绕考试大纲，考什么就教什么、学什么。二是形式主义，照本宣科式地教一些基本知识，学一些基本概念，避重就轻。三是教材本位主义。目前很多教师还是就教材章节安排教学内容和进度，并不适合大多数学校的实际教学需求。如果一味强调教材的主导作用，则不利于教学改革，很难收到预期教学效果。

由于存在以上误区，计算机语言类课程的教学突出反映了四个问题：（1）侧重基本概念的讲解而忽视综合应用的训练；（2）强调局部知识点而忽视知识全貌的构建；（3）学习单元相对独立，缺乏对单元间内在联系的深度探讨；（4）教学设计太刻板，片面强调教学过程的可控性，忽视构建一条全局性的知识链。

二、基于建构主义的工程导向型教学理念

建构主义理论认为，学生是教学的主体，教师只是教学活动的组织者、实施者和引导人，仅负责学习情景的创造。学生对知识的获取不是简单被动的接受，而是经过复杂的思维处理形成特定的主观认识。教学过程的实质是一个异步、并发式的过程，不同的学生有不同的学习目标和过程，学生获得知识的多少取决于该学生根据原由知识去建构新知识的能力，而不是取决于学生的记忆力。

结合多年教学实践，我们提出了“工程导向型”教学理念，即将整个教学内容划分为若干单元，每个单元凝聚为一个核心，为每个核心设计一个“工程模型”。首先由教师提出工程的模糊模型，工程的具体内容及实現细则由学生去丰富、细化。可见，工程模型的递次求解过程就是“由点到面”的不断学习过程，学习内容呈“星状”辐射，并向外逐层延伸。

工程导向型教学理念包括以下六个基本原则：

1.一切问题“工程”化。将问题置于软件工程设计情景中，规划设计步骤，循序渐进，力求体现工程设计的完整过程，训练工程处理的基本思路和方法；

2.反馈补偿原则。在对工程后续单元的处理过程中，新建构、新学习的理论反过来又可用于修正前面的结果，调整知识结构，实现优势互补，循环提高；

3.工程单元的逐层嵌套。根据课程内在联系，工程单元的划分采用规模递增的原则，对已学知识反复使用、研究，逐步深入，调整结构，加深理解；

4.自主构建知识链。研究工程单元之间的内在联系，寻找承上启下的知识点，构建一条贯穿始终的主线索，从而形成课程的全局观念；

5.无限循环原则。具体体现在工程单元的无限延伸性和工程体系的首尾相连性上；

6.培养工程技术型人才。工程导向型教学思想的最终目标是使学生树立正确的“工程”观念，掌握工程设计的基本技能，能解决实际的工程问题。

三、工程导向型教学设计

基于工程导向型的教学设计主张学习的主动性和建构性，强调以“学生的自主学习”为中心内容，鼓励学生主动探索、勇于发现，提倡培养创造型人材，强调精英教育与素质教育的全面结合。另一方面，工程导向型的教学设计也注重教师主导作用的发挥，反对忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用。我们认为，工程导向型教学设计必须正确处理好以下四个方面的关系：

1.学生自主学习与教师讲授的关系。虽然工程导向型教学强调学生为教学活动的主体，以学生自主学习构成整个教学过程，同时更重视教师的导向作用，只是对教师的知识水平和教学能力提出了更高的要求。尤其工程模型的设计与各个处理过程中，应该自觉体现这一点，避免回到传统的课堂教学老路上来。

2.教学内容与大纲、教材的关系。不可否认，目前的教学工作大多要求在指定的教学大纲指导下进行，突出的表现就是对教材的过分依赖。换句话说，很多教学大纲都是教材章节的简单罗列，教学的内容、进度以及教学目标和效果等在很大程度上受到教材的制约。工程导向型教学必须打破这种僵局，以教学目标指导教学计划的制定，教材仅作为教辅材料。

3.教学目标与学习目标的关系。教学目标是课程教学的整体目标，是根据授课学生层次、教学资源环境等提炼出来的一个笼统的计划性目标。而学习目标是具体的阶段性目标，需要根据每个学生的具体情况、当前时期的学习内容来决定，它不具有统一的形式，因而是仍然可调控的、可显的。

4.工程概要与工程模块的关系。工程概要即工程框架结构，由教师提出粗略设想，从全局角度出发，关心的是工程单元之间的内在联系，重点在于课程主导线索的建立。而工程模块由学生设计，根据每位学生对工程要求的理解，结合其自身的经验素质、所处学习环境等因素，设计具体的工程实施步骤。

四、教学设计案例分析

我们以Visual C++（简称VC++）课程教学为例，介绍工程导向型的教学理念在计算机语言课程教学设计中的具体应用。我校的VC++课程主要涉及C++基本语法、类与对象、可视化界面和数据库等四个方面。为此，我们构造一个综合性的应用型工程“试题库管理系统”，主要包含试题录入、编辑、删除、查询与统计等管理功能，涉及文字处理、图形编辑、界面设计和后台数据管理等四个方面内容。如图1所示。

（1）C++语法规范，包括类与对象部分，作为程序设计的基础知识，可以在学期开始时讲授，也可以穿插在过程中讲授。如果之前开设过C语言等课程，则可以由学生自学完成。我们在实际教学时，根据我校培养方案实施情况，把这部分内容分成两个阶段，首先把基础语法讲授完毕，而把类与对象的知识穿插在工程实现的过程中，当整个工程完成后，再引导学生反馈、巩固。

（2）工程构建从界面设计开始，教师只给出大致的界面布局，放任学生自由发挥，鼓励他们创造性地设计个性突出的丰富多彩的界面。把原本枯燥无味的控件罗列性介绍融入趣味性十足的界面美化中，激发学生学习热情，引导他们自学课本未涉及的知识点。实践表明，这种自由发挥式的教学模式很受学生欢迎，大家你追我赶，各领风骚，设计成果出乎意料的好，学习效果显著，学习深度在不自觉中得到加深、升华。

（3）努力为学生创造良好愉快的学习情境。图1中的“文字处理”负责试题的文字编辑。在进行这部分教学设计时，我们专门安排一次课时间让学生熟悉一些典型的文字处理软件，如Word、WPS等，有针对性地学习它们的设计风格及功能设置。在此基础之上，再引导学生在VC++中寻找类似的控件，拓展深度设计。再如图中的“图形编辑”，考虑到数学、化学、机械等课程试题中经常需要用到各种形状的图形，所以需要系统提供给用户一个图形制作功能，允许用户根据实际需要自行绘制各类图形。因此，我们要求学生深入研究Word的图文混排功能和VC++的图形处理原理，要求了解相关课程的试题对图形操作的具体要求，如此等等才能设计出满足不同课程需求的图形编辑模块。

（4）数据库管理原本是一门独立的课程，在VC++课程中只作扼要介绍。由于“试题库管理系统”需要管理数据，加之同学们对这部分知识很感兴趣，我们就因势利导加深了这方面的讲授力度，包括ADO、ODBC、DAO等，让学生在实践中感受C++强大的数据管理能力。很多学生自觉学习SQL、Oracle等数据库知识，完善自己的系统功能，设计成果大大超出预期效果。

（5）正确定位教师角色

工程导向型教学理念强调学生是教学主体的同时，同样重视教师作用。教师的职责在于确定学习任务，组织学习活动 ，引导学生正确使用信息资源。教师由舞台主角变成了幕后导演。这一转变不仅没有削弱教师的地位和作用，而且对教师的知识水平和教学能力提出了更高的要求。要求教师既要为学生提供充足的学习资源，帮助学生完成学习过程，而且要加强教学过程管控，把握教学进度，保证学习效果。

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