软件工程专业程序设计课程群建设研究与实践

徐洪智　蔡国民

(吉首大学　软件服务外包学院，湖南张家界　427000)



软件工程专业程序设计课程群建设研究与实践

徐洪智蔡国民

(吉首大学软件服务外包学院，湖南张家界427000)

摘要：程序设计课程群是软件工程专业系列课程的重要组成部分,建设该课程群有利于提高学生程序设计能力,进而提高就业竞争力。分析了学生在学习程序设计课程中的一些问题，提出了程序设计课程群的主要知识和能力体系要求，通过精讲课程主要内容、大规模开展程序设计训练、课程设计、改革考核与评价方式等方法进行课程群教学改革，取得了较好的教学效果。

关键词：软件工程；程序设计；课程群；建设；实践

软件工程专业的培养目标是面向我国软件产业培养急需的工程应用型人才。软件产业的发展要求学生具备较强的系统分析、设计、开发与维护能力[1]。为培养学生软件系统方面的相关能力，许多高校的软件工程专业都设置了系列课程模块，如程序设计课程模块、网络技术课程模块、计算机体系和操作系统课程模块、软件工程课程模块等，这些模块往往是一些单独课程的组合，有很多学生学了这门课程，又忘记了那门课程，到毕业时专业能力达不到社会所要求的层次。程序设计课程群是软件工程专业系列课程的重要组成部分,其承载的技能培养目标是专业培养的子目标[2]，处于非常重要的地位。课程群建设是专业建设的一部分[3]，有利于打通课程知识脉络，避免课程内容重复或前后脱节，使前后连贯，内容融合，进而获得整体优势[4]。程序设计课程群主要培养计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力和系统分析开发能力[5]。学生通过程序设计课程群的学习，可掌握1～2门程序设计语言，更进一步理解程序设计方法，熟练掌握常用的数据结构和算法，形成良好的程序设计风格，可独立分析、设计和开发中小型软件系统。所以对程序设计课程群进行研究并积极实践对专业培养目标的实现具有重要现实意义。

1问题分析

目前，大多数高校信息类相关专业都开设了程序设计系列课程，一般为C语言程序设计、数据结构与算法、java程序设计等。许多高校都将C程序设计作为第一门程序设计课程[6]，一般安排在第一学期或者第二学期，学完C语言之后，再学其他程序设计课程，如数据结构等。由于C语言本身比较灵活且语法内容比较多，对于初学者来说并不太好掌握。一些教师在授课过程中，没有站在软件设计的高度思考教学内容，往往过多地强调语言成分的语法和语义，而忽视了计算思维能力[7]的培养，使学生从开始就扎进程序设计语言的细枝末节中去，忽略了软件工程思想的渗透，到最后学生掌握了一些语法，却不能写出较为优美的程序或没有形成较好的程序设计思维和风格。

算法是程序的灵魂，数据结构和算法在课程群中具有基础和核心地位[8]。在实际教学过程中，学生普遍反映数据结构和算法课程抽象难学，在学习和实际应用中出现的问题比较多，很难写出能正确运行的程序，学习过程中成就感不强，学完之后还是不知道如何应用，很难达到预期的效果。

由于在前期的学习中，程序设计基础没有打牢，对常用的数据结构和算法没有真正掌握，模块化程序设计思维没有有效建立，良好的程序设计风格没有形成，导致后续的高级面向对象语言程序设计学习很难深入，最终导致软件分析与设计能力得不到有效的提升。

2程序设计课程群建设

我校软件工程专业采取校企合作办学模式，由吉首大学和中软国际共同建设，企业参与人才培养的全过程，在具体实施过程中，学校侧重于理论教学部分，企业侧重于实践教学部分[9]。程序设计课程群是软件工程专业课程体系的重要组成部分，企业参与讨论与建设，确定该课程群以软件设计能力培养为主线，以C语言程序设计、数据结构、面向对象技术、算法设计与分析几门课程为基础组建课程群，C语言程序设计开设在第一、二学期，数据结构、面向对象技术、算法设计与分析分别开设在第三、四、五学期，第六学期可开设Java Web程序设计或Asp.Net Web程序设计，使课程群在能力构建和开设形式方面形成一个不间断的体系。主要知识和能力体系构建过程如表1所示。

表1　程序设计课程群知识和能力体系构建

3程序设计课程群实施

3.1精讲课程主要内容，提高程序设计能力

课程组教师首先需要站在软件分析与设计的角度研究各门课程在课程群中的地位和作用，把课程群中的系列课程作为一个有机的整体，研究各门课程的主要教学内容，针对课程重点、难点、疑惑点进行精讲，做到理论与实践课并重，有效提高学生程序设计水平。

在课程群系列课程中，由于第一门课程是后续系列课程的基础，所以学生必须掌握它。在C语言的教学中，要渗透软件分析与设计的思想，把握程序的主要框架，不纠缠于一些细枝末节的语法。函数是C语言教学中的重点，需要重点突破，从模块设计的角度来考虑函数设计，对于一个具体的函数，则要掌握函数的返回类型、参数类型以及参数个数。如用函数处理一个数组时，需要传递数组的首地址和数组的规模，首地址用指针表示，数组的规模则有两种表示方法，一是数组的长度，二是数组的起始下标和结束下标，这两种方式可能会分别应用到不同的地方，如果教师一直不提示第二种方法，则将来学生在写数组做参数的递归程序时可能会遇到困难。从多年的教学实践来看，如果学生真正掌握了函数设计方法，再加上必要的算法知识，一般情况下，程序设计就会变得得心应手而且十分有趣；对于数据结构课程，采取以数据存储(内存)为主线的方法，将重点放在数据的存储和相关算法方面，在算法实现时渗透模块化的思想，需注意头文件和实现文件的定义，因为数据结构内容具有很强的连贯性且程序的初始化工作较多，如链表的具体应用则先要建立链表、树的遍历和节点的查找等则先要建立树、图的遍历和最短路径及关键路径等则先要建立图，在实验过程中有意识地把一些基础工作放入头文件，则会极大地提高实验的效率；在面向对象技术教学中，以面向对象程序设计的方法为核心，以语言中的面向对象机制为主要内容，在适当的时候引入《Thinking in C++》、《Effective C++》、《Thinking in Java》等优秀书籍中的一些思想和经验，要注重面向对象程序设计过程中大的程序框架的合理性以及具体处理算法的正确性；在讲授算法设计与分析的时候，应集中精力将主要算法讲透，直到学生学懂为止，在实现算法时，应充分运用面向对象设计的思想，将算法封装在类中；在web程序设计教学中，采用案例驱动的方式，精讲软件项目设计中的主要方法和主要问题，培养学生工程化设计思想。精讲的目的是让学生多练，精讲之后要布置任务并为学生提供练习环境和相关指导，必须充分发挥教师主导和学生主体作用，教师要认真检查学生的作业、实验和练习情况，及时纠正问题，引导学生运用软件工程的思想设计程序，培养学生良好的程序设计思维和程序设计风格，激发学生自觉学习和实现相关算法，最终提高程序设计能力。

3.2大规模开展程序设计训练，培养程序设计能力

为培养学生算法设计与分析能力，学院在晚上和周末开放了实验室，在实验室搭建了ACM在线测评系统(ACM Online Judge System)，并接入了校园网，结合C程序设计、数据结构与算法等课程部署了大量习题。学院利用课余时间，有计划组织学生进入实验室进行编程训练，并为每次训练配备了指导教师。平时，学生也可以在寝室登录平台进行训练。教师在讲授C程序设计等课程的时候，要求学生利用课余时间在ACM平台上完成至少上百道题的训练，并将完成情况计入课程的平时成绩。通过大规模开展在线程序设计训练，学生的程序设计能力有了明显的提高。

3.3开展课程设计训练，培养工程化设计思想

在课程群中除开设理论课程对应的实验项目之外，还针对整门课程开设了综合性课程设计项目，如C语言课程设计、面向对象技术课程设计、java web课程设计，单个课程设计周期为1-4周。学院课程设计项目主要由企业教师指导完成，该类项目采用分组形式，在组内模拟软件企业运行模式设置相关岗位角色，学生在仿真企业环境中，利用仿真的软件开发项目，进行轮岗和角色体验，培养学生的软件工程应用能力、软件项目开发与测试能力、职业素质等，从而使学生熟悉软件项目开发流程和规范，养成良好的软件开发习惯。课程设计结束时，要求学生演示并讲解自己的项目开发情况，由学院教师和企业教师组成评定小组进行评分。

3.4改革考核与评价方式，理论与实践、平时与期末相结合

理论与实践相结合。程序设计课程群内的课程都是实践性很强的课程，其目的是运用所学的知识解决实际问题，决定了课程的期末考核要综合考虑理论和实践两部分内容。理论部分主要考查学生对基本概念的理解和对基本知识的掌握情况，实践部分侧重考查学生的综合应用能力，这两部分成绩都在期末完成，占课程总成绩的60 %左右。

平时与期末相结合。期末考核重在体现学习的结果，平时成绩则侧重于体现学习过程，在课程总成绩中，平时成绩占40 %左右，即一门课程约有40分来自平时的学习过程。平时成绩一般由出勤、作业和平时实验情况、课程设计情况组成。在学期开始第一堂课的时候将课程评分方式告知每一个学生，必须抓紧平时的学习，若平时分小于20分，则取消课程考试资格或直接将课程总成绩记为不及格。

4结语

程序设计课程群对培养学生计算思维能力、算法设计与分析能力、系统分析与设计能力具有重要作用。本文分析了学生在课程群学习中遇到的一些问题，从软件分析与设计的角度对课程群进行建设与改革，提出了以C语言程序设计、数据结构、面向对象技术、算法设计与分析等几门课程为基础组建程序设计课程群，给出了课程群的主要知识与能力体系要求，通过精讲课程主要内容、大规模有组织地开展程序设计训练、企业教师指导课程设计、改革考核与评价方式等方法进行教学改革，学生的程序设计能力得了到较大的提高。

参 考 文 献

[1]韦迎春,文俊浩,陈蜀宇.以能力培养为核心 构建示范性软件学院实践教学体系[J].中国高等教育,2011(2):49-50.

[2]乔付,王国权,张凤武.CDIO理念下计算机程序设计课程群建设探索[J].内蒙古师范大学学报,2011,24(11):39-41.

[3]孙雷,王新.计算机专业程序设计课程群的研究与实践[J].教育教学论坛,2013(11):222-224.

[4]翁伟,吴克寿,吴芸,等.程序设计课程群建设探索与实践[J].计算机教育,2009(23):123-125.

[5]王海舜,蒋巍巍.基于程序设计能力培养的软件设计类课程群架构[J].计算机教育, 2012(2):23-26.

[6]万臣,谢芳,胡泉.计算机专业程序设计课程群的建设与研究[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2009,23(1):33-36.

[7]汪红兵,姚琳,武航星,等. C 语言程序设计课程中的计算思维探析[J].中国大学教学,2014(9):59-62.

[8]熊回香.数据结构课程与信息化人才培养的关系研究[J].高等理科教育,2008(5):43-46.

[9]周清平,王晓波,徐洪智,等.平台化思维模式助推高校软件工程专业综合改革[J].中国高等教育,2015(8):58-60.

The Study and Practice of Programming Course Group Constructing for Software Engineering Specialty

XU Hongzhi CAI Guomin

(Jishou University School of Software and Service Outsourcing, Hunan Zhangjiajie 427000)

AbstractThe programming courses group is an important part of the course series in Software Engineering Specialty. The group can do favor to improve the programming ability of students and promote their employment competition. The paper analyzes the problem in the programming course, proposes the requirements of the main knowledge and ability system in programming courses group. By detailed teaching, scaled program training, course design, test and evaluating, the method optimizes the teaching effect obviously.

Key wordssoftware Engineering; programming; course group; construction; practice

文章编号：1009-0312(2016)01-0119-04

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

作者简介：徐洪智(1974—)，男，湖南长沙人，副教授，主要从事软件工程专业教学与管理研究。

基金项目：湖南省普通高校“十二五”专业综合改革试点项目(湘教通[2012]266号)；吉首大学教学改革重点项目(2014SYJG005)。

收稿日期：2015-12-06