面向创新人才培养的计算机软件课程群建设

戴敏++董晨

摘要：从计算机专业软件课程群的建设入手，研究应用型创新人才培养问题。以计算机软件基础与核心课程为中心，通过建设系列课程、优化知识结构、改进教学内容、提高实践教学质量等，将创新教育贯穿于整个专业教育过程中，面向应用培养和提高学生的创新意识。

关键词：创新意识；计算机软件；课程建设；实践教学；

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0115-02

计算机学科的快速发展要求计算机专业人才不仅要具备扎实的专业基础知识、计算机系统设计与分析能力，还要具备不断掌握新知识、新概念、顺应计算机快速发展的创新能力和创新素质。因此，如何面向应用培养学生的实践能力、创新能力，不仅符合现代教育的要求，同时也适应计算机学科发展的需求。在现有计算机课程体系中，数据结构、操作系统、数据库、软件工程、编译原理等课程是计算机专业的软件基础和核心课程。这些课程贯穿于四年的计算机专业教育，是培养学生全面、系统掌握计算机专业知识、提高软件研发能力与应用创新能力的重要课程。本文从计算机专业软件课程群建设、构建软件知识平台、改进教学方法、提高实践教学质量等方面，探讨如何通过优化知识结构、构建实践教学体系，将创新教育贯穿于整个专业教育过程中，面向应用培养和提高学生的创新意识，以适应计算机学科发展和专业教育的需要。

一、科学设置课程群框架，构建软件知识平台

以掌握软件理论知识、提高基本技能为目标，按学科、课程相互联系构建软件课程群，使以数据结构、操作系统、数据库、软件工程、编译原理等课程为中心的专业基础课、专业课相互渗透、交叉，形成网络结构，形成计算机专业的软件知识平台。

（一）课程群和教学内容设置的原则

1.突破基础性标准，突出前瞻性要求。教育往往落后于技术的发展，而课程体系制定后也有一个相对的稳定期。我们以夯实专业基础、提升实践能力为重点，对软件课程群的设置采用“基础课群”和“专业套餐”相结合的课程框架。以专业基础课为中心的“基础课群”保持相对稳定，“专业套餐”中相应专业课、选修课应突出一个“新”字，可随技术的发展每年调整。学科平台课程群包括的主要软件课程有、高级程序设计语言、数据结构与算法、操作系统、数据库系统、编译原理等；专业课课程群主要包括数字图像处理、计算机图形学、软件工程、多媒体技术、软件新技术模块等。

2.突破课程局限，构建系列课程。计算机的课程具有理论性与实践性都强的特点，而这些要求有时很难通过单门课程达到。以课程建设为中心，构建系列课程的目的是通过多门相关课程的学习和相应的实践环节，使学生既具有扎实的理论功底，又具有很强的实践能力和创新能力。以数据库课程建设为例，通过设置数据库系统（侧重理论性）、数据库程序设计（理论向技术过渡）、数据库系统课程设计（突出实践能力和创新能力），达到使学生既掌握基本原理，又能熟练应用和操作数据库管理系统，并能设计和开发数据库应用系统的能力。为突出专业特色，提高学生嵌入式系统和软件系统开发的能力，我们在课程体系中分别为嵌入式方向软件开发方向设置了两组系列课程，每组包含3门相关课程。

（二）改革教学内容，优化知识结构

根据学科发展特点对软件课程群的教学大纲和实验大纲进行了修订，主要体现在如下几方面：

1.优化课程教学的内容。例如，数据库技术发展很快，一本数据库教材若连续使用多届，必定难以适应技术的发展，这就要及时进行教学大纲和教学内容的更新，适当压缩、删减教材中的陈旧内容，增加补充专题，实现教学内容的动态调整，以保证教学内容的先进性和前瞻性。

2.明确不同课程教学内容的重点，保证不同课程教学内容的衔接。通过加强课程间实验的继承性、设立系列课程设计等策略，循序渐进地提高学生实践能力和创新能力。

3.加强实践环节比重，创建一种新型的实验指导方式：增设课外实践环节，与课内实践学时比例为1：1。改变传统的以班为单位、学生完全按教师指定的时间完成指定实验的教学方式，允许和鼓励学生免做一些简单的实验，或改变实验项目的顺序，或自选一些实验项目。将传统的教师讲授、学生按时完成指定实验，改为学生在教师指导下自主组织完成实验，形成以能力为导向的学习环境。

二、改革教学方法，探索新的教学模式

为适应创新型人才培养的需要，在教学方法与手段上应不断进行探索与创新，在教学过程中吸取传统的教学方法的精髓，对传统的教学方法进行整合和改造，探索开放式教学模式。

1.加强启发教育模式，改革传统教学方法。从根本上改变学生死记硬背、照搬课本的习惯，高校教师要科学设计启发教育模式，积极实现由教师为主的课堂模式向以学生为主的新模式转变，课堂教学多交流、多探讨，突出学生的主体地位。以《数据结构》课程为例，不少学生觉得这门课的知识点多、算法灵活多变，上课时能听懂，在课后自己独立解决问题时却不知如何下手。教师把知识“嚼碎了”教给学生，学生却不能解决问题，这是为什么呢？其实《数据结构》的教学目的不仅是要让学生学习数据结构的基本理论知识，更重要的是培养学生的思维能力和掌握解决问题的基本方法，帮助学生实现从知识到能力和方法的转化。我们结合数据结构课程的特点和启发式教学的目标，以质疑和分析为基础，探讨了一种新的教学实践方法：QADS[1]，使学生在学习过程中不断思考，掌握学习方法，形成较强的学习能力，最终达到举一反三目标。

2.探索基于CDIO的“开放式”教学模式。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）是麻省理工學院和瑞典皇家工学院等大学继承和发展欧美20多年来工程教育改革经验，创立的先进的工程教育模式[2]。C—D—I—O分别代表构思—设计—实现—运行，意指将工程教育寓于工程实践之中，在产品从构思、研发、应用到再改进的全生命周期中，提升学生的工程基础知识、个人技术能力、系统工程能力和团队协作精神。我们根据软件企业的人才需求，借鉴CDIO工程教育理念，探索基于CDIO的软件课程教学模式，并将此教学模式成功应用于《数据库系统》课程的教学中，选择一个难度适中、知识拓展性强的工程项目贯穿整个课程，从项目需求分析，到概念设计、逻辑设计、物理设计，最后到数据库的脚本生成，在这一系列过程中，展开各章理论知识的讲解，将知识点的讲授与项目的构思、设计、实现和运作紧密结合[3，4]。

3.建立多维互动教育教学模式。接受教育是以“讲解—接受”的课堂教学模式为其实践基础的。由于我国的教育长期以来是一种以传授知识为中心的教育，讲授法长期以来成了“填鸭式”，学生的思想被禁锢起来，追求唯一答案的思想也严重地制约了创新意识的发展。进行创新教育，要鼓励全体学生参与教学，在教育学的互动中调动学生的学习热情、启发学生的创造性思维。教学的互动并不仅仅局限于课堂教学中，还要延展到课堂外。结合精品课程建设，研发了网络综合教学平台，为学生提供了包括课程介绍、课件下载、教学视频、课后练习测试、在线答疑、提交作业、案例演示、工具下载、多媒体素材等丰富实用的教学资源。通过计算机网络在线学习以及与教师在线交流，促进学生自主学习、个性学习和深入学习。教师还利用微博、微信、聊天群等途径，实现与学生的多维互动。

课程教学是实现人才培养目标的基本途径，是培养方案的基本落脚点。本文以计算机软件专业基础和核心课程为研究对象，将这些课程作为一个整体，从教学内容、考核方式、实践教学环节等方面进行研究，围绕课程群建设，将实践教学和创新教育贯穿于整个专业教育过程中，全方位地培养和提高本科生的实践能力和创新意识，将培养模式从“知识导向型”向“能力导向型”转变，使学生不仅具体解决实际应用问题的能力，而且具有更好的灵活性和创新能力，以适应计算机技术的快速发展。

参考文献：

[1]戴敏，刘凤连，雷鸣.数据结构教学中QADS启发式教学过程探讨[Z].天津理工大学暑期教学研究论文集，2010.

[2]吕庆文，曹蕾，李远念，陈武凡.基于CDIO模式培养复合型卓越软件工程师的探索[J].高教探索，2013，（1）：71-76

[3]董晨，戴敏，张桦.基于CDIO模式的数据库系统课程教学改革研究[J].计算机教育，2012，（5）.

[4]董晨，戴敏，张桦.基于CDIO模式的“数据库系统”课程实践教学研究[J].计算机教育，2012，（6）.