以赛课结合为抓手的编程技能培养

姜学锋　刘君瑞

摘 要：研究以开展能力培养为目标的课程改革和以学科竞赛为载体的教学探索，以赛课结合为抓手，通过研究优质课程资源建设方案和多校资源共建共享策略，阐述如何实现课程优质资源的最大化，以达到全面提升大学生程序设计能力和计算机素养的目的。

关键词：能力培养；赛课结合；优质课程资源共建共享

1 背 景

程序设计课程是大学计算机基础教育和计算机专业的核心基础课程，是中国计算机科学课程体系2009（CCC2009）、美国计算机课程体系2013（CC2013）6门核心课程的第1门，面向非计算机专业的中国计算机基础教育课程体系2014（CFC2014）4门核心课程的第2门，课程覆盖面广，选修人数多。程序设计既是各专业技术课程的计算机应用基础，又是各类实践环节的软件工具，更是大学生参加课程设计、毕业设计、创新创业实践、科技制作、学科竞赛等活动的重要平台。据统计，各高校ACM-ICPC国际大学生程序设计竞赛、数学建模、机器人大赛、电子设计竞赛、智能汽车大赛、全国软件设计大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等均以大学生程序设计能力为基础。程序设计能力涉及算法设计、程序实现、软件开发、系统集成等方面的能力，不仅是大学生进一步深造的潜力体现，也是用人单位选拔优秀毕业生的重要指标，因此，程序设计能力是大学生计算机方面的基础和核心能力。

课程基础教学和综合实践教学是大学生程序设计能力培养的关鍵，但在目前的教学活动中，前者通常被理解为课程知识的积累，后者被定位为课程知识的运用。这种隐形的切割导致学生对所学知识进行思辨、综合、运用、实施等方面的训练不够充分，大学生后续的专业能力“输在起跑线上”。在第一课堂教学改革相对滞缓的情况下，通过第二课堂学科竞赛可以有效“引燃”学生活力，激活学生自主学习[1]。

通过调研国内外培养编程能力成绩显著的大学发现，通过建立多类型、多层次的学科竞赛体系和平台，有利于激发学生内在动机，使其价值、潜能、个性得到充分发挥。通过构建区域间共享的优质课程资源和平台，有利于形成第二课堂学科竞赛推进第一课堂教学改革的有效途径[2]。

2 建设赛课结合的优质资源，为提升学生编程技能提供资源保障

与国内很多高校的程序设计教学团队交流表明，多数高校都迫切需要一套整体性、系统性的程序设计系列课程优质教育资源。

1）搭建递进式MOOC精品课程群，提供精品学习资源。

MOOC教育为教学法的定量化研究提供了全新的机遇和手段。与传统的在线教学模式相比，MOOC学习过程强调学生的高度互动性，同时MOOC内容以片段形式呈现给学习者，整体内容又不缺乏系统性，更利于学习者自主、自由地学习。因此，根据受众需求建设优质的课程资源、最大限度地吸引学生完成课程学习是MOOC教育的关键。

学校程序设计团队在原有的多门省级精品课程基础上进行改革，针对程序设计课程用户需求重构课程体系，建设了程序设计MOOC课程系列资源。已经建好并在中国大学MOOC平台上线的课程有C程序设计、C++程序设计、C#程序设计，正在建设的课程有Python程序设计、Java程序设计、VB.net程序设计、程序设计思想、高级编程技术、编程抽象思维、工程方法学等。这些系列课程在程序设计能力培养过程中各有侧重点、相互关联，形成“循序渐进编程入门—算法设计能力提升—基于项目系统培养—融合专业价值塑造”的能力培养路径。系列MOOC课程不仅满足了不同阶段学习者的个性资源需求，更强调以系统性、整体性的方式提升学生的程序设计技能，培养学生的编程思维，激发学生的专业创新能力。

2） 构建分层次的实训资源库，夯实实践效果。

程序设计是一门实践性很强的课程，没有恰当的、饱和的训练辅助，学习效果将大打折扣。据此，学校程序设计课程团队针对不同基础学生、不同层次高校，提供了分层次的实践训练资源。这些资源包括面向基本训练的基础OJ题库、面向课程竞赛的提高OJ题库以及面向编程技能应用的课程设计题库和案例资源库。分层次的实训资源库不仅囊括了基础的课程教学实践需求，也满足了竞赛以及工程实践的需求，与MOOC课程系列资源相呼应，形成了完整的实训资源链条，使不同水平的学生都有提升空间。实训资源库在加强基本训练的基础上，通过自选的提高型实践，鼓励基础好的学生向系统化和高难度的训练方向发展[3]。这些资源极大地激发了学生学习程序设计和在本领域应用创新的兴趣，拓宽了学生的视野，提高了学生自主学习的积极性，使学生能够有所发现、发明和创造。

3）搭建完备的试题资源库，量化学习效果。

程序设计团队针对课程学习者的需求建造了完备的试题资源库。这些试题资源不仅包括考核学生程序设计基础知识的理论试题库，还包括衡量学习者编程技能水平的实践编程试题库，更包括衡量学习者编程技术应用能力的案例试题库。通过这些试题资源，学习者清晰地认知了自己的学习水平，激励和修正自己的学习方向。

3 搭建赛课结合的资源共享平台，为提升学生编程技能提供途径保障

在课程教学改革的前期，学校程序设计团队认识到仅靠一己之力难以达到令人满意的教学效果。因此，在陕西省计算机教育学会支持下，学校程序设计教学团队全力推动我省程序设计课程优质资源共建共享；作为中国高校计算机大赛西北赛区组委会主任单位、中国大学生程序设计竞赛西北赛区理事单位，在ACM-ICPC国际比赛亚洲区执委平台下，课程团队努力开展全国范围内的赛课结合、共建共赢的课程改革与教学探索。

1）构建涵盖课程全部环节的教学软件群，为资源共享提供平台支持。

程序设计团队不仅在中国大学MOOC平台上线建好的优质课程资源，供所有学习者共享，还搭建了一系列辅助教学的软件平台。这些平台主要有NOJ作业训练系统、inTest课程考核系统、Devforge软件开发综合训练平台、inbox网络硬盘、OnlineCompiler移动终端在线编译器、程序设计竞赛OJ系统等。这些平台不仅覆盖了学生不同学习阶段的平台需求，更为课程资源的区域间共享提供了有力的支持。endprint

2）设计激发学生活力的学科竞赛体系，为赛课结合提供更多渠道。

为了能够让学生充分展示自己才华、提升自身能力，程序设计教学团队与大学生程序设计竞赛创新基地深度合作，积极参与国内各种竞赛活动，提高自身影响力，成为陕西省程序设计竞赛组委会主任单位、中国高校计算机大赛西北赛区组委会主任单位、ACM-ICPC国际比赛亚洲区执委单位。在这些资源的支持下，学校建立了丰富的学科竞赛体系。竞赛体系涵盖了程序设计能力检验、程序设计技能应用能力检验等环节。目前，学校承办与开展的程序设计相关竞赛有3个系列，其中程序设计能力检验系列有程序设计技能校赛、ACM-ICPC校赛、大学生程序设计竞赛创新基地对抗赛等校级竞赛、ACM-ICPC陕西省赛、中国高校计算机大赛团体程序设计天梯赛西北区大赛、ACM-ICPC亚洲区域赛等，软件开发系列有中国高校计算机大赛移动应用创新大赛、全国软件设计大赛等，其他应用系列有中国高校计算机大赛大数据挑战赛、中国高校计算机大赛网络技术挑战赛。

系列、完备的竞赛平台搭建，使学生这个学科竞赛主体，能够充分地通过参赛感受学习知识的价值，通过气氛渲染激起学生的参与欲望，激发学习的内在动机，有利于赛课内容潜移默化地渗透，更促进学科竞赛内容和方法融入第一课堂教学。在MOOC/SPOC上开设与竞赛相关的課程和模块，增设研究型、设计型内容，将竞赛内容延伸到课程设计、专业实训、学业科研、毕业设计等环节[4]。

3）依据区域性教育资源内在的发展规律，制定保障机制和措施。

程序设计团队通过召开陕西省高校程序设计课程交流会等形式，与陕西省高校间统一了对课程资源建设的“共知、共建、共享、共赢”愿景的认知。同时，通过举办各种程序设计赛事、参与各地程序设计教学会议，与国内多所高校建立密切联系，改变了很多高校不愿将自有课程资源上传到网上与他人共享的意识，树立起互利互惠、合作共赢的新资源共建共享观念，破除了各种壁垒限制。目前与学校合作共建共享资源的高校除了西安交通大学、西安电子科技大学、西北大学、西北农林科技大学等众多陕西省内高校，还包括电子科技大学、上海大学、中国石油大学、广东工业大学等许多省外高校。

“多校合作，共建共享”无疑为课程的发展提供了强大的资源保障。为了使这种保障更为有力，程序设计团队正协同多校共同制定统一的资源共建共享标准、技术支撑办法以及灵活的激励措施。通过制定统一的数据标准、建设标准和服务标准，提供规范的数据接口、互操作资源建设和共享平台，提高资源开发、组织、存储、检索和利用的效率，吸引更多区域高校和学生参与资源共建共享。

4 贯彻赛课结合的教学手段，为提升学生编程技能提供技术保障

在优质课程资源的支撑下，教学实施成为决定学生学习效果的重要因素。因此，程序设计团队从教师现状和存在问题入手，开展了对教学思想、教学理论、教学手段和教学方法的深层分析和基础性改革。课程组以课程研究与竞赛实践互动为手段，搭建一线教师资源共建和教学研究平台，建立起研究与实践之间的反馈、互动机制。通过会议交流、暑期学校、组织及参与竞赛、网络培训、教学水平定期考核等形式，激励任课教师在教学实践中开阔思路，在课程教学中引入和渗透竞赛及编程技能应用的相关实例，升级教学内容，提升自身教学水平。同时，借助为程序设计课程教师搭建的研究与实践互动平台，交流教学改革的经验与问题，为提升学生编程技能和计算机素养提供教学能力保障。

5 结 语

改革措施充分发挥西北工业大学作为全国大学计算机MOOC联盟发起单位的优势，借助学校作为ACM-ICPC国际大学生程序设计竞赛亚洲执委的地位，使用中国高校计算机大赛西北赛区组委会主任单位和中国大学生程序设计竞赛西北赛区理事单位的资源，承担了陕西省计算机教育学会大学生科技活动与技能竞赛、程序设计课程专委的责任，有力地推动了赛课结合模式的课程优质教育资源共享、共建及在教学环节中的贯彻使用，为提高学生的计算机应用能力开辟了有效途径。该研究从可使用的资源、可共享的平台、可选择的模式入手，打破高校间壁垒；借助MOOC课程和赛课结合的资源共享平台，充分赋予学生自主权，由学生自主构建第二课堂课程模块和知识体系，将传统刚性培养模式变革为可定制的自主学习模式[5]。同时，实施课程领域内的系统性、综合性改革，保障教学环节的实施效果，其内容涵盖教学理念提升、教学模式改革、教学过程优化、“教”与“学”的方式方法变革以及管理机制创新等多个方面。该研究从资源建设、平台搭建、教学实施3个环节保障教学效果，有利于实现最大化提升学生编程技能的目标。

参考文献：

[1] 韩建平， 刘春英， 胡维华， 等.“课内外贯穿， 竞赛教学融合”的程序设计教学模式[J]. 实验室研究与探索， 2014（6）： 169-171.

[2] 李敏杰. 程序设计竞赛对学生实践创新能力的培养[J]. 福建电脑， 2015（8）： 60-61.

[3] 向德生， 廖俊国， 陈燕晖， 等. 基于程序设计竞赛的计算机创新型人才培养新模式[J]. 当代教育理论与实践， 2013（5）： 71-73.

[4] 林克正， 金恩海， 刘彦君， 等.“竞赛激励”理念的翻转课堂教学模式的研究与探索[J]. 吉林省教育学院学报， 2016（4）： 177-180.

[5] 胡春安， 王俊岭. 以能力培养为导向的C程序设计教学研究[J]. 江西理工大学学报， 2014（4）： 74-77.

（编辑：孙怡铭）endprint