协作学习在程序设计类课程改革中的应用

摘要：目前高等学校计算机科学与技术专业面临很多问题。注重对学生创新能力、协作能力、工程技术能力的培养是当今教学的热点问题，在分析计算机科学与技术专业培养方案、课程体系的基础上，提出了一些新的观点，融入了一些新的想法，以便将协作学习很好地运用到程序设计类课程改革与研究中，增强学生的协作能力、创新能力、工程设计能力，使本专业培养的学生能更好地适应社会，满足社会需求。

关键词：协作学习；计算机科学与技术；程序设计

作者简介：靳雁霞（1973-），女，山西太原人，中北大学电子与计算机科学技术学院，副教授；蔺素珍（1966-），女，山西太原人，中北大学电子与计算机科学技术学院，副教授。（山西 太原 030051）

基金项目：本文系山西省教育厅教改项目“协作学习中激励机制的研究与实践”、山西省教育厅教改项目“计算机类相关专业培养方案及课程体系改革研究”、山西省教育厅教改项目“学分制条件下的本科生导师制的研究与实践”的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）29-0070-02

一、计算机科学与技术专业的人才培养定位

在社会需求和学科发展的推动下，1978年中北大学（以下简称“我校”）恢复招生以后，于1981年开始招收计算机应用专业本科生。1998年根据国家教育部对专业调整的要求，调整为宽口径专业——计算机科学与技术专业，经过二十余年来的不断建设，我校计算机科学与技术系于2006年获得了“计算机科学与技术”一级学科硕士学位授予权。2006年，教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》，提出了以“规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议。[1]在规格分类的思想指导下，根据我校及计算机科学与技术专业的定位，旨在将本专业的学生培养为工程型人才。

随着计算机学科的发展，招生规模由前几年的扩招到这几年的缩减招生，说明计算机人才在一定程度上达到了饱和状态。在这样一个严峻的形式面前，对学生的培养提高到一个新的层面上。其不仅要具有最基本的工程技术能力、业务能力，同时还应具备团队协作能力、创新实践能力。为了突破学生的各种协作能力，本专业先从程序设计类课程体系中进行改革，不断地创新，走一条符合我校、本专业学生的培养之路。这种能力的培养，不仅是我校本专业存在的问题，全国所有高校计算机科学与技术专业都应有这样一个难点，需要攻破。

二、在协作学习中寻求突破点

协作学习在世界各国得到了高度重视，我国各级各类学校也鼓励协作学习等新型教学模式和方法的开展。如何提高本专业学生的就业率、考研率，让学生在当今社会中占有一席之地并有一个好的取向，除了培养和提高学生的工程设计能力、业务能力之外，最重要的是培养学生的团队精神和协作学习的能力。只有在团队中不断地互相学习，分工合作，才能创造出意想不到的成果。本专业在程序设计类课程体系改革中，重点强调协作学习中的协作精神，协作学习通常由四个基本要素组成，即协作小组、成员、辅导教师和协作学习环境。[2]

为了在协作学习中寻求突破点，主要从它的四个基本要素中一一突破。为了更好地在程序设计类课程改革中得以应用，做了如下工作：首先，咨询已毕业的学生，尤其是对在公司做项目开发的毕业生进行调研，让其总结好的经验，对自己的不足进行总结，其中最重要的一点就是协作学习；其次，针对在校学生进行调研，学生提出的最明显的问题就是实践环节欠缺，导致协作能力、编程能力得不到锻炼，另外学生学习的主动性太差，如果他们在协作学习中运用得当，那学习的主动性一定会有所提高；最后，派出部分老师去其他院校调研，与重点院校的专家进行座谈，学习别人的长处。总结上述经验，认为只有更好地把协作学习运用到实践教学和理论教学中，让学生在学习中互相帮助、共同进步、取长补短，这样，培养出的学生才能真正在社会上立于不败之地。

三、改革的过程与研究

协作学习首先在程序设计类课程中得以实验，并将程序类课程体系进行改革，改革的过程与运用如下：

1.程序类课程体系的改革

程序类课程体系可以分为三条主线：第一，算法的设计与实现，主要包括计算机科学导论、C语言程序设计、数据结构、算法分析与设计；第二，数据库的设计与实现，主要包括Java程序设计基础、软件工程、数据库原理及应用；第三，嵌入式应用开发技术，主要包括：面向对象程序设计、VC程序设计、C语言程序设计、嵌入式体系结构及应用开发技术。下面逐一介绍改革方法。

（1）调整课程，使其设置合理。根据最近几年对新生计算机基本操作的调查，发现90％以上的学生对计算机的基本操作掌握得非常好，有一部分学生对VB编程实现也掌握得当，所以将原有的计算机导论及操作课程分解为两门课程，一门为计算机科学导论，一门为C语言程序设计。计算机科学导论主要讲授的内容是计算机科学与技术学科的最新发展前沿、专业的课程体系介绍、本专业嵌入式方向的应用前景，基本的计算机操作及二进制代码的运算。为了提高学生的实践能力和编程技巧，将C语言程序设计课程的实验与理论教学平分学时，都是36学时，加强学生的动手能力。由于新生编程思路基本还未形成，本专业实验室免费向新生开放，鼓励学生多进实验室，两个人一组，实现时互相协作，调试过程中有问题可以商量解决，互相促进，共同进步。

数据库原理及应用将SQL SERVER 2000融入到其中，详细讲解SQL SERVER 2000开发平台，对里面所涉及的编程技巧、数据库创建、表的添加等内容要做详细介绍，这样弥补了此课程的理论性，将此课程的应用性加以凸显出来。实验增加了16学时，理论学时还是48，这样数据库课程学完后，学生立即进行两周的大型实验周，运用Java语言，数据库开发直接用SQL SERVER 2000。这样学生不仅对数据库知识有了翔实的了解，更为重要的是学生能够在一起协作共同开发一个数据库软件，对于培养工程型人才的定位是一个很好的印证。

嵌入式系统开发是本专业修订完2010年培养方案后的最新培养方向。基于嵌入式系统开发是目前计算机发展的主流方向，本专业为了找寻新的目标定位，以区别于近似专业，如：软件工程、网络工程等，凸显计算机硬件设计与编程能力，锻炼学生对底层开发的兴趣，首先开设相应的计算机类硬件课程，在大三时给学生开设单片机原理及应用、汇编语言程序设计、微机原理及接口技术、嵌入式系统结构、嵌入式应用开发技术课程；其次配套开设在嵌入式平台上能够进行软件开发的一些语言课程，以C语言程序设计为导向，增加学生的动手环节，培养其编程实践能力、再拓展编程的能力。加入C++程序设计，运用VC环境调试各种程序。这样，对学生教授的目的就非常明确了。

（2）协作学习与改革后的课程体系的配套。程序类课程，从最基本的C语言程序设计到嵌入式开发的课程，每门课程结束后，不进行理论考试，直接进行一周或两周的大型实验，将学生按4～5人分组，辅导老师一个班配备5～6个，在计算机科学与技术专业实验室完成。每个小组一个大型题目，辅导老师对题目提出要求，每个小组推选一名组长，按照学生的层次将模块划分开，每个学生先将自己所负责的模块编程实现，由组长和各位学生协作负责将模块调试在一起，最后学生之间通过协作将这个大型题目设计完成。这个过程中学生不仅巩固了所学的知识，而且锻炼了学生之间团结协作、共同解决问题的能力，培养了学生的协作精神，同时为后续的课程打好基础。

2.协作学习与选修课环节的配套学习

调整后的培养计划把这部分内容放在大四第一学期来上，本着希望学生能够拓展视野，增强学习兴趣，认清当前就业取向的目的，选择哪些课程才更具有意义，是制定课程体系的依据。纳入当前最新的计算机技术，把所有的课程按方向分成几部分。第一部分：计算机软件与理论，所开设的课程有：并行算法导论、形式语言与自动机、复变函数与积分变换、运筹学基础；第二部分：计算机体系结构，所开设的课程有：计算机控制、嵌入式体系结构、嵌入式应用软件开发技术；第三部分：计算机应用技术，所开设的课程有：多媒体技术、数字图像处理、数据挖掘、虚拟现实及应用、人工智能等。这样，学生可以根据兴趣爱好或就业趋势选择任意一个方向进行选修，让学生的学习变得主动，这是我们教学的根本。

本专业在2010年最新培养方案中，专业选修课占8个学分，128学时，基础选修课占21.5个学分，344学时。这些选修课程教师会按照学时把知识穿插地讲完，最后教师会要求学生交一个大作业，比如软件工程，要求学生每2个人一组，按照软件工程的设计思想，从需求分析到最后软件的理论实现，学生们先查资料，分工合作，写完需求分析之后，按照题目的具体要求和内容理顺思路，做完相应的大作业。

3.协作学习与毕业设计的配套学习

我专业在2010年最新培养方案中，将毕业设计改为2+1模式。为了更好地适应社会需求，推出市场上需要的计算机人才，我专业在大三开始，就让学生参与毕业设计的选题，学生根据自己选择的毕业设计题目选择相应的选修课程，在大三的实践环节（如大型实验周、课程设计）中都围绕这个题目进行。选题的原则：鼓励学生在外校毕业设计兼毕业实习，跟实习单位的工程人员进行学习，一起探讨相关的专业知识，在学习和实习中提升自己的专业知识水平和协作精神、团队精神。如果在学校进行毕业设计和组织实习，那么会将学生按两人或三人分成一组进行毕业设计。这样学生在回首两年的毕设过程时，就会感到专业知识在不断累积，毕设的内容不断完善，学生从中受益匪浅，对整个专业知识有了一个系统的掌握。

四、结束语

为了更好地适应市场竞争对学生的要求，在协作学习中要激励学生的创新思维，培养学生的协作精神，鼓励学生的求知欲望，在新的形势下，要求学生不断地完善自我。

参考文献：

[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]蔺素珍,李宏艳.协作学习中的激励机制研究[J].教育理论与实践,

2010,(24):36-38.

（责任编辑：刘辉）

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