大数据智能化背景下程序设计课程线上线下混合教学模式构建

摘  要： 大数据智能化背景下程序设计课程是专业发展的基石。文章对程序设计课程教学模式存在的问题进行了分析，对程序设计课程培养的核心能力体系、语言-课程-平台一体化、线上线下混合教学模式、教学考核和能力训练平台构建进行了研究，希望对推进程序设计课程混合教学模式改革有所帮助。

关键词： 核心能力; 程序设计; 混合教学模式; 线上线下

中图分类号：G642          文献标识码：A      文章编号：1006-8228（2021）05-84-04

Constructing the online and offline blended teaching mode for programming course

in the context of big data and AI

Yang Weiming

（College of Computer and Information Science， Chongqing Normal University， Chongqing 400030， China）

Abstract： The course of programming is the cornerstone of professional development in the context of big data and AI. This paper analyzes the problems of the teaching mode for programming course， and studies the core competence system， the integration of language， course and platform， the blended teaching mode of online and offline， and the construction of the platform for teaching assessment and ability training， hoping to help to promote the reform of the blended teaching mode for the course of programming.

Key words： core competence; programming; blended teaching mode; online and offline

0 引言

程序设计类课程是大数据智能化产业建设的基石，是承担培养工程开发技术、物联网技术、大数据开发技术、人工智能技术等创新应用型人才的支柱之一。大数据智能化背景下计算机程序设计课程主要包括C/c++方向、Java方向和Python方向。目前高校开设的程序类课程，C/C++方向包括面向过程的C/c++程序设计（基于函数），面向对象的C/C++程序设计（基于对象）和智能应用开发。Java方向包括Java SE程序設计、Java Web开发和Java EE开发。Python方向包括Python程序设计和Python Web开发课程。程序设计课程覆盖了大数据智能化应用专业基础课、专业核心课和专业方向课，是专业能力培养的支柱。与时俱进的程序设计类课程混合教学模式研究，是当前高等教学研究的热点。

1 程序设计课程教学模式存在的问题

程序设计课程计算机类专业都在开设，但课程教学模式缺乏针对性。程序设计课程培养目标与专业大数据智能背景结合不够，线上线下教学整合的深度和广度不够。程序设计课程教学没有同大数据智能化创新应用型人才培养目标体系结合起来，没有同当前智能化时代需求和技术场景结合起来，没有同大数据智能化人才的知识结构结合起来，没有同专业课程结合起来，没有建立起适合大数据智能化创新应用型人才培养的线上线下混合教学模式体系。

目前线下的程序设计课程教学模式，教学效果还存在一些问题。①课堂预习缺乏目的性。②教学活动互动参与性不强。③习题资源不够，测试操作不方便。④作业提交不及时。⑤作业评阅不方便。⑥学情统计、课堂统计和成绩统计缺乏数据支持，无法自动进行。⑦学生自学拓展缺乏平台资源。因此，大数据智能背景下程序设计课程线上线下混合教学模式构建是当前程序设计课程教学改革急需解决的重要问题。

2 程序设计类课程线上线下混合教学模式构建

大数据智能背景下，程序设计课程混合教学模式构建采用基于工程教育认证、新工科建设和课程群建设的思路进行研究与实践，坚持以成果为导向，以学生为中心，以持续改进为目标[1-2]。坚持以成果为导向，依据市场和专业发展需求，确定程序设计课程培养目标和课程培养的核心能力体系，构建课程知识体系和教学资源体系。坚持以学生为中心，强调以全体学生为中心制定课程群培养目标及配置教学资源，开展线上线下融合教学。持续改进，改革课程考评体系，建立多元测评系统，强调混合教学模式教学质量监控机制和持续改进机制，不断提升人才培养质量[1-3]。

大数据智能化背景下程序设计类课程混合教学模式构建主要考虑以下问题。

2.1 构建程序设计课程培养核心能力的体系

程序设计课程教学模式构建，需应对市场需求的大数据创新应用型人才特征进行调查分析，结合工程教育认证和新工科建设发展需求，确定专业人才培养目标[4]。专业人才培养以“面向工程、项目驱动、能力培养、全面发展”为目标，依据培养目标确定毕业要求[5-6]。根据毕业要求对程序设计类课程培养的学生核心能力进行分类分层次打造。课程核心能力体系分为通识能力和专业能力。通识能力分为口头表达能力、沟通交流能力、团队协作能力和创新应用能力。专业能力分为识记理解能力、阅读修改程序能力、程序编写调试能力、程序逻辑思维能力、系统分析设计能力、系统开发能力、项目管理能力和自主创新学习能力。根据核心能力体系重构程序设计课程体系，明确课程具体培养目标和要求。

大数据智能化背景下创新应用型人才培养计算机程序设计课程主要包括C方向、Java方向和Python方向。对语言方向的每一门课程知识体系进行研究与实践，明确与核心能力匹配的课程知识体系，与课程内容匹配的学生能力目标体系。

2.2 构建语言-课程-平台一体的程序设计课程体系，解决程序设计课程群建设系统性问题

根据大数据智能化背景下的应用型人才核心能力的培养要求，构建面向应用、面向工程、面向能力理念的语言-平台一体化课程体系[6-7]。大数据智能化背景下创新应用型人才培养程序设计语言选择主流的C语言、Java语言和Python语言。根据核心能力培养体系开设课程，一个语言方向统一开发平台，解决学生培养知识脱节，开发平台混乱的问题。开发平台的选择要符合市场主流，选择具有模块化开发、代码分层、功能分层的框架集成式开发环境，以便提高学生解决复杂问题的能力。C方向课程体系分为面向过程的C/C++程序设计，面向对象程序设计和智能应用开发，统一开发平台可选择DEVC++，Microsoft Visual Studio和Qt。DEVC++是C/C++轻量级开发环境，侧重于算法， Visual Studio是Window 集成式开发环境，侧重于项目开发，Qt是跨平台GUI开发环境。Java方向包括Java程序设计，Java Web开发和Java EE企业级开发课程，统一开发平台可选择 My Eclipse和IDEA。Python方向包括Python程序设计，Python Web和爬虫课程，统一开发平台可选择PyCharm。同时要解决语言方向课程知识的衔接问题，确定课程标准，明确教学目标。程序设计语言-方向-课程一体图如图1所示。

2.3 开发在线课程资源，解决线上线下融合教学问题

以全体学生为中心，应是集中统一教学和分层分散教学的统一。线下课堂集中教学，适合课程理论知识的讲解学习，线上教学适合课程实训指导和拓展。程序设计课程线上线下融合教学过程分为资源开发、课前准备、课堂教学、课程实验、课程设计和课程总结五个过程。整个教学过程，以学生为中心，采用“参与式、启发式、研讨式”教学方法，利用平台提供的签到、章节学习、讨论、选人、分组、抢答、作业、测试、互评、群聊、通知等教学手段，实施线上线下、课内课外融合的教学模式，充分发挥教师主导作用和学生主体作用，引导学生参与互动、自主学习、创新学习，调动学生学习积极性和主动性，逐步培养学生的专业通识能力、识记理解能力、阅读修改能力、程序设计能力、修改调试能力、项目开发能力和工程实践能力[1，6，7]。程序设计课程线上线下混合教学模式如图2所示。

2.4 构建程序设计阶梯能力训练平台，解决能力培养平台单一问题

构建程序开发能力训练平台是一项系统工程，涉及到思维、体制和管理问题。依据学生程序设计能力培养层次，构建与能力培养匹配的阶梯能力训练模型，解决能力培养平台单一问题是程序设计能力培养的重要保障。根据学生程序能力培养层次建立课程章节训练、课程设计项目训练、方向课程综合训练、程序算法竞赛、创新创业项目训练和开发竞赛训练的阶梯式训练平台。每个阶梯训练平台要有具体的目标、训练内容、场地保障和组织管理。课程章节训练主要在课堂，解决章节模块知识的应用问题。课程设计项目综合训练旨在通过项目形式进行课程知识的综合训练，解决课程知识的综合应用问题。语言方向课程综合训练通过理论和项目形式解决同一门语言前后课程衔接和知识综合应用问题。程序算法竞赛利用一种语言工具进行算法专题训练，比如查找排序、贪心和动态规划算法等。创新创业项目训练通过创新创业项目与程序设计课程结合，提高项目分析设计和开发能力问题。学科竞赛通过对创新创业项目培养，按照竞赛文件要求，完善系统功能和文档，提高项目开发能力。通过程序设计阶梯能力训练以培养学生程序设计核心能力，提高学生就业质量。例如C语言方向程序设计课程能力阶梯训练模型如图3所示。

2.5 考核方式改革，解决学生能力考核科学系统性问题

大数据智能化创新应用型人才程序设计课程考核，理论知识和实践能力考核要注重全面性、科学性，突出课程培养的核心能力考核。课程考核应建立标准化考核、过程化考核和能力考核的多元测评系统[1，7]。标准化考核利用在线平台，建立标准的试题库和试卷进行课程章节、期中和期末考核。过程化考核充分利用平台对学生学习全过程活动进行记录、跟踪和统计分析。能力考核从学科竞赛、创新创业项目和科技创新方面来进行，注重学生程序设计开发能力，创新思维能力及团队合作能力的考核。同时改革考核线下操作模式，利用平台对学习过程进行大数据分析，利用在线平台进行半自动或全自动的考核方式，提高学生学习效率和教师工作效率。改革老师单一的评阅方式，建立学生互评、小组互评和教师评阅的方式，合理地分配成绩权值，建立重能力考核的观点及理念。能力考核多从单元知识应用、课程设计、学科竞赛、创新创业项目和科技创新方面来进行，注重学生程序设计开发能力，创新思维能力和团队合作能力的考核。

3 结束语

本文对大数据智能化背景下程序设计课程线上线下混合教学模式构建问题进行了研究。大数据智能化背景下程序设计课程线上线下混合教学模式，应结合专业背景优势和课程本身教学需求，从教学思维、教学目标、教学内容、教学保障和组织管理方面建立起适合专业发展需求的程序设计课程完整教学体系，以提高学生学习效率和老师教学质量，提升学生程序设计开发能力，培养大数据智能化创新应用型人才。

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[4] 王晓芳，刘鹍，赵燕.工程教育认证背景下程序设计类课程改革探索-以济南大学为例[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2019.33（4）：134

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[7] 王瑞平.新工科背景下应用型本科院校程序设计类课程混合式教学模式研究与实践[J].科技视界，2019.8：125