计算机辅修专业课程的教学方法探索与研究

刘林峰，吴家皋，刘 业

（1.南京邮电大学 计算机学院，江苏 南京 210023；2.苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104）

0 引言

大学辅修制度作为本科教育重要组成部分的历史由来已久，美国、德国、英国、澳大利亚、日本、新加坡的大学都非常重视辅修制度的发展和建设。例如，美国大学（包括麻省理工学院、哈佛大学、普林斯顿大学等名校）很注重学生知识的广博性，重视跨学科的教育[1]；英国的爱丁堡大学、伦敦国王学院、伯明翰大学等高校都开设了辅修专业或课程；新加坡南洋理工大学甚至通过精简部分主修课程，提高辅修课程的学时占比，期望促成学生跨学科交融[2]。为了解决专业设置过窄过细的问题，1985年我国部分重点高校就开始探索辅修制度，2005年教育部颁布的《普通高等学校学生管理规定》明确规定“学生可以根据学校有关规定，申请辅修其他专业或者选修其他专业课程”[3]，2012年颁布的《国家教育事业发展第二十五年规划》提到“鼓励学校加强学科专业整合，进一步完善学分制、主辅修制”，而在2018年《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》强调要继续重视和探索辅修专业制度，要将辅修专业制度纳入国家学籍学历管理体系。由此可见，未来辅修制度在现代大学教育体系中将继续占据着重要地位。目前，尽管国内外高校都已逐步形成了较为成熟的辅修制度，但随着时代发展（如信息化的加快、移动多媒体技术的成熟）以及国家“双一流”战略建设的更高要求，当前辅修制度中的课程设置、教学形式、教学评价以及管理等方面都已无法适应新形势的需要，需要进一步改革和创新。

由于信息技术的飞速发展，计算机及相关技术已经成为各行业开展和革新的核心技术之一，部分计算机专业核心课程与其他很多学科都发生着不同程度的渗透与融合，在其他学科的应用需求也较为广泛和普遍。关注并研究计算机辅修专业课程的教学工作具有很大的实际意义。

1 计算机辅修专业课程现状及存在问题

1.1 学生特点

对于辅修专业，学校一般不会对生源的基本情况作很严格的要求，因此辅修专业的生源通常呈现多样化的特点。部分学生的主专业与计算机专业跨度很大，计算机相关知识储备也参差不齐。此外，还存在着部分学生选报辅修专业目的不明确的情况。南京邮电大学计算机辅修专业的生源数据（采用2008—2015年数据）统计见表1，其中信息类专业、非信息类理工专业和文科专业生源数量分别占比为21%、28%和32%。

表1 南京邮电大学计算机辅修专业生源概况 %

（1）专业背景差异大。从表1中可以看出与计算机相近的信息类专业生源所占比例并不是很高（21%），而文科等（包括其他专业）与计算机跨度非常大的生源比例却达到了51%。

（2）学习目的多样化。学生主要选报目的包括转专业、解决本专业实际问题、个人兴趣、拓展就业面等，这些学生学习动机较为明确，学习热情和主观意愿较为强烈。还有部分学生（平均约占16%）是受到社会热点和周边同学影响而随意选报，学习目的不明确，这些学生的后续学习动力往往会不足。

（3）知识储备迥异。部分学生的主专业课程涉及计算机课程如程序设计等，或在中学期间参加过各类信息竞赛，因此具有较好的计算机基础，对于计算机思维方式也比较容易理解和接受。部分学生从未接触过计算机相关知识，在遭遇学习困难后容易导致学习兴趣快速下降。

（4）学生个性突出、自我意识强。当前在校本科生多为2000年左右出生，随着网络与信息传播的普及化和快速化，学生已不满足于刻板的知识技能灌输和传统的学习节奏，他们渴望接受新鲜事物和学习感兴趣的问题，而陈旧的教学素材会降低学习兴趣。

此外，辅修课程的教学开展可能会与学生主专业课程或其他教学实践活动产生时间冲突，导致学生课堂参与率偏低，有时需要通过自修完成课程学习，并且教师给予辅修专业学生的学习监督和答疑指导较少。以上这些问题都给辅修课程教学的有效开展带来了极大的挑战。

1.2 当前计算机辅修课程教学存在的问题

目前，我国多数高校的辅修课程教学在实施管理上缺乏独立性，往往根据学时要求对相应主专业课程进行课时缩减和知识点缩减，对于课程内容、教学形式、实践环节及考核标准[4]等方面很少作专门的设计，也没有针对辅修专业学生的特点进行适当调整，尤其是专业跨度大、选报目标不明确的学生会缺乏持续的学习兴趣。这些都导致实际教学效果难以保证，很可能达不到预期的教学目标，从而影响辅修专业教学事业的可持续发展，也难以发挥在人才培养方面所期望的作用。当前的主要问题可以归纳为以下4个方面。

（1）教学内容组织不合理。由于计算机相关课程，比如高级语言设计、数据结构等知识内容较为抽象，对于专业跨度较大的学生难度较大，若只是简单地按照主专业要求和辅修专业学时对原教学内容进行删减，难以实现教学上循序渐进的效果，学生难以消化吸收被动接受的知识，后续的自主学习意愿会很低。

（2）教学形式无法满足学习要求。不同生源在专业和班级上有着很大差异，因此教学时间难以统一，不可避免地造成部分学生无法参与所有教学过程，学习效率较低。因此，采用一些新型教学形式，比如网络教学或移动教学，来辅助课堂教学是很有必要的。

（3）实践环节设置较为枯燥，难以吸引学生的兴趣。当前实践环节多采用任务驱动教学法[5]或案例分析教学法[6]。在任务驱动式教学的实施过程中缺少教师的主导参与，学生的参与兴趣不高，而案例分析式教学中一般缺乏学生之间的交流和协作，不利于学生协作能力的培养和探索兴趣的维持。

（4）对学生的考核与评价模式亟待改进。目前多为试卷考核方式，侧重于对理论知识的记忆和理解，并不利于计算机辅修专业培养目标的实现。

首先，计算机辅修专业的各门课程通常分3个学期开展，时间跨度较大，而课程内容既涉及理论又涉及实践，内容上较为抽象、枯燥[7]，学习目标不够明确的学生难以在这个过程中坚持下去，尤其面对难度较大的课程（比如算法设计）时很容易中途放弃。其次，辅修课程中教师监管力度较小，而且部分教学工作需要利用网络平台或移动教育平台，要求学生自觉地完成复习巩固工作。从教育心理学的角度来说，学习兴趣是一个人倾向于认识、研究、获得某种知识的心理特征，是推动求知的内在力量。在计算机辅修课程教学工作中，激发学生的兴趣，才会使他们保持学习热情，从而提高学习效果和实现学习目标。

2 面向兴趣导向的计算机辅修专业课程教学方法

面向兴趣导向的计算机辅修专业课程教学包括教学内容组织、教学形式设计、实践能力训练、考核评价方法制订4个步骤，见图1。特别需要注意的是，在图1中红色模块表示对学生学习兴趣产生重要影响的模块，主要涉及教学素材选取和实践教学组织等方面。

图1 面向兴趣导向的计算机辅修专业课程教学方法的主要步骤

1）教学内容组织。

首先，对于某一门计算机辅修专业课程（以高级语言程序设计[8]为例），教师应该首先分析学生生源情况，结合课时数、生源专业、学习目的、计算机知识基础等因素对课程内容进行调整和筛选。由于计算机辅修专业的主要目标是接受计算机科学与工程的系统化训练，希望学生具有一定的计算机软硬件系统开发和设计能力，因此侧重于计算机基本实践开发能力的培养。

在高级语言程序设计的教学内容组织中，应保留基本的语法规则、编译器调试技能、常用编程技巧、经典算法思想等教学内容，而筛除一些较为复杂、使用场合较少的知识内容。此外，需要对知识内容相关的实例进行改造，特别对于表述背景较为抽象的实例，尽量改用贴近生活、贴近生源专业的实例，这样可以激发学生的学习兴趣。

2）教学形式设计。

针对前述的辅修课程特点，需要为学生提供多种教学形式和教学资源，包括慕课视频、课程课件、在线作业和答疑及练习题库等。在教学进程中，教师根据学生的计算机基础和学习意图来创建个性化的电子教学资源库，筛选出多类型的视频、课件、习题和论坛等学习资源，提供个性化教学资源库给不同类型的学生使用，满足不同专业背景的学生需求。

南京邮电大学目前开设了高级语言程序设计、Python语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库原理与应用和网络技术与应用等慕课课程，为计算机辅修专业教学提供了丰富的教学资源。此外，还建设了程序设计类课程作业和答疑平台（https：//c.njupt.edu.cn/），该平台为师生服务多年并已日臻完善。

3）实践能力训练。

首先，教师应选取具有一定趣味性的内容作为实践类教学的素材，选取过程需要考虑学生专业、知识基础、探索性和知识点涵盖面等若干方面。随后，由教师对课题背景和相关知识要点进行介绍和引导。在课题实施中，由于学生专业基础差异较大，建议以分组形式开展，每个小组内搭配基础较好和基础较薄弱的学生，并要求每个小组制订合理的进度安排、个人分工、最终目标。这种分组形式不仅便于学生之间的交流，也能进一步激发学生的探索兴趣。

课题的成果验收包括代码成果和报告文档，代码成果要求程序结果正确、模块逻辑合理，报告文档要求内容严谨、格式规范，能够反映出学生对课题内容的理解和思考。最后，教师需要对课题成果做出技术层面的评价和反馈意见，以供学生进一步的理解和提高。

4）考核评价方法制订。

由于学生个体的客观差异，考核评价指标必须呈现出多样化的特点，本方法抽取出具有共性的基本评价指标，见表2。一级指标分为生源类别、课堂表现、学习态度、应用能力、理论掌握，每个一级指标又可分为4项二级指标。各项二级指标采用了五级制的评价标准：A为优秀，B为良好，C为中等，D为及格，E为不及格。其 中，A≥90，89≥B≥80，79≥C≥70，69≥D≥60，E≥59。需要注意的是，在生源类别的二级指标中考虑了诸多学生的客观情况，因为该评价方法侧重于观察具有不同专业背景和计算机基础的学生的不同成长性。

表2 高级语言程序设计考核评价指标及权重

其中，Sij(k)表示该学生在权重为Wij指标上的评分。该模型中包括一类指标权重和二类指标权重，对于一类指标权重，建议将W2、W3和W4设置大于W1和W5，例如W2=W4=0.25，W3=0.2，W1=W5=0.15。对于二级指标的设置方法，假设共有K个学生，为了消除学生的不同专业背景差异，更为客观地评价学生成绩，要求偏差率在某个区间范围内：

式（2）中，［ξ ζ］表示偏差率区间，例如ζ=0.6，ξ=0.35。二级指标的权重设置需要满足（2）的要求。

3 结语

很多学生迫切期待学习与本专业相关的多种计算机技能，因此计算机辅修专业通常成为各高校最受欢迎辅修专业之一。以南京邮电大学为例，自2007年设置辅修制度以来（最早包括工商管理、英语、计算机科学与技术、广告学和数字媒体技术5个专业），每个辅修专业一般设置8～10门的核心课程（共约20学分），其中每年选报计算机辅修专业的学生数占总数比例均超过40%，是学校选报辅修人数最多的专业。然而，当前计算机辅修专业课程存在着教学内容组织不合理、教学形式无法满足学生要求、实践环节较为枯燥、考核评价方法落后等诸多问题，极大地影响了教学效果。面向学生兴趣的计算机辅修专业课程教学方法，提倡在教学内容和实践环节选取具有一定针对性和趣味性的教学素材，订制多种形式的个性化学习资源库，采取一种消除学生专业背景差异的考核评价方法，提高了学生在教学过程的参与度和积极性，从而达到了提高教学效果的目的。