程序設計課程中中俄合作教學淺析

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摘要在中俄合作辦學背景下，提高計算機類專業學生“雙基”能力（即程序設計能力和系統設計能力）是十分必要的。本文提出了一個能力提升方案，從“大局觀”程序設計思維方式驅動的教學內容設計和優化、注重過程的多元化學習成效評價、教學資源本土化等三個方面給出了具體的實施方法。方案實施結果表明，教學效果和學生“雙基”能力均得到提升。

關鍵詞“雙基”能力；合作辦學；程序設計

1引言

在中國致力于深化同世界各國的教育合作與交流、促成教育對外開放的格局下，杭州電子科技大學圣光機學院引入了俄羅斯圣光機大學的辦學模式，推進學生國際化培養。但在我國高等教育領域，中外合作辦學還處于摸索階段[1-4]，有必要進行研究和探索，以提高中外合作辦學成效。根據前期調研情況，圣光機學院計算機專業學生存在難以適應俄方培養模式、很難理解授課內容的現象。“雙基能力”（即程序設計能力和系統設計能力）不足是學生中普遍存在的問題。對此，如何改進教學模式，以提升學生學習效能尤為重要。近年來，許多高校陸續開展系統能力培養研究和實踐，如嘗試直接引用名校教案和教材，但結果仍不太理想。其中的原因可能有：語言和交流障礙問題，國外原版或自編教材，在授課模式、進度、實踐和創新等方面與國內教學資源有較大差異等。鑒于此，如何在中俄合作辦學背景下提升學生的“雙基能力”，結合杭州電子科技大學圣光機聯合學院人才培養計劃的要求，本文以程序設計課程為例，對教學內容、教學過程、學習方法、評價方式、教學資源等方面進行了探索，闡述如何培養學生大局觀的思維方式，以提升學生的編程實踐能力及系統設計能力。

2組建思路

理解計算機系統的運行機制，把所學知識（包括其他課程內容）有機地串在一起，把編程實踐環節放在重要位置，鍛煉學生的系統設計能力，有利于提升計算思維，以及分析問題和解決問題的能力，為數據結構、操作系統等課程的學習打下堅實的基礎。目前，中俄合作辦學年限短，外教在授課模式、進度、實踐和創新等方面與國內教學資源都有較大差異，存在教育資源不對應、不匹配問題，不利于學生“雙基”能力的培養，有必要根據中外教學資源情況，進行本土化配套以提高學生學習效果。在教學方法上，成果導向教育（OutcomeBasedEducation，OBE）形成了比較完整的理論體系。雖然成果導向教育在國內外高等教育領域已經得到廣泛的使用，但也存在著一些問題，如以預先設定的學習成果為目標前進，會形成機械性的學習。單純地依賴于學習成果是片面的，難以達到鍛煉學生“從描述到理解，到實踐，再到真實場景應用”的思維過程。因此，本文基于成果導向教育的人才培養理念來設計課程，以學生為中心，采用教學內容、教學資源和考核方法等同步推進，迭代反饋的教學方式持續改進教學成效，以提升學生的編程能力、系統設計能力。研究思路如圖1所示。

2.1大局觀驅動的教學設計

程序設計能力薄弱很可能導致后續課程，如數據結構、操作系統等難以達成預期的課程目標。為此，本文闡述的研究方法打通核心課程間知識的承接關系，在教學中引入系統能力培養概念，扎實打造實驗實訓項目。在實施中，貫穿需求分析、系統設計、系統實現、系統測試等軟件工程各階段的實施規范，開展計算機系統化教學。編程并不全是數學和邏輯，而是仍需要自然的積累，才能踏實擴展自己的大局觀。大局觀是分層的，對于初學者來說，輸入的是各種需求，輸出的是各種功能模塊。隨著學習的不斷深入，輸出的是概要設計和核心模塊，然后對其進行組合，設計和開發出可靠、易維護、易擴展的軟件產品。再往后，需要確定基本架構，高效的高質量的完成開發，通過各種技術管理手段保障軟件架構隨著生命周期一同演化（完成產品的技術實現）。對此，從課程以要求學生對所學知識有系統級別的認識為目標，使得培養學生的大局觀成為可能，這對學習積極性甚至是對所學知識產生系統的認識是極為有益的。在課程內容上，貫穿需求分析、系統設計、系統實現、系統測試等軟件工程各階段，教授學生學會詳細寫出用到的結構和技術，對各種相近技術進行詳細比較，清楚地認識各種技術的優劣，切實提高系統設計能力。

2.2多元化學習成效評價

為了解決傳統OBE評價片面，如學生平時學習懈怠，僅在期末開始階段進行針對性沖刺式學習，雖然可能考完即忘，但有可能僅靠突擊取得很高的分數。這種學習方式通常具有瞬時性、遺忘性特點，基礎知識掌握不牢靠，難以培養出踏實的、具有終身學習能力的高水平人才。針對過于重視期末成績而忽視過程學習這種缺陷，本文探索過程評價和期末評價相結合的增量式多元化成效評價方式，綜合學生的課堂互動表現、過程成績和期末考試成績形成每個學生的課程學習整體成效評價。這種評價方式可以準確把握每名學生的學習軌跡，及時把握每位學生的目標、基礎和進程，更客觀全面且具有激勵性，更能培養出專業水平扎實的人才。過程成績和期末考試成績可在一定次數內多次更新，以最優成績作為最終成績。這種成效評價方式一方面能夠督促學生在過程中認真學習，提高學習效率；另一方面可以給予教師反饋以改進教學過程存在的不足，避免由于學習方式或習慣差異帶來的偏向性評價問題，從而客觀全面地評估學習成效。

2.3教學資源本土化

圣光機聯合學院采用中俄雙方共同管理、共同培養的模式，中俄師資共享，課程共享，教材共享。目前，中俄合作辦學年限短，尚未形成固定的教學資源。外教使用國外原版或自編教材，在授課模式、進度、實踐和創新等方面與國內教學資源都有較大差異，有必要根據中外教學資源情況，進行本土化配套以提高學生學習效果。對此，針對俄方教育資源，有必要對其進行改進，為學生自主學習提供方便易用的優質資源和穩定平臺，以便克服語言和交流障礙，提高學生積極性，提升學生學習效能。自主研發了校本教材及在線學習平臺，另外，通過多樣化的高效反饋與溝通方法，如釘釘或郵件等，及時反饋學生訴求和俄方教師要求，實時掌握學生學習動態，提高學生的學習興趣和自主學習能力。

3教學成效

在擔任程序設計課程教學的十余年間，有目的地引導學生建立知識之間的聯系，在學習過程中給與學生充分動手實踐的機會。為了更好地打通核心課程間知識的承接關系，提升學生的系統設計能力，數據結構、操作系統、計算機組成原理等不同課程成員定期舉行研討，不斷反復打磨升級課程。從2015-至今，教學方法不斷在杭州電子科技大學開設該課程的教學班中實踐。從2019年（杭州電子科技大學聯合俄羅斯圣彼得堡國立信息技術機械與光學大學，創辦圣光機聯合學院）至今，將該教學方案同步實施到中俄辦學教學班。開發的程序設計綜合實踐至今在中國大學MOOC上開課3次，反饋良好[5]，現通過數據加以分析。圖2是2018-2021年，2個教學班的基礎理論知識成績的變化；圖3是2018-2021年，2個教學班的綜合實踐成績的變化。從2019年起，中俄聯合辦學正式招收學生。在最初的一年里，全面引入俄方英文教材，教學方法及教學資源。由于疫情原因，俄方授課教師未實際到場，采用線上授課，加之在授課模式、進度、實踐和創新等方面與國內教學資源都有較大差異，存在教育資源不匹配問題，教學效果不好，如圖4所示。為此，將本文的教學方法移植至俄方授課教學班中，并且配套了本土課程資源，引入綜合實踐來鍛煉學生的實踐能力，教學效果得到明顯提升。從宏觀上看，圖5、圖6給出了每年所有教學班的授課效果。通過這種教學實踐體系，學生學習的積極性得到顯著提高，能夠主動學習、帶著問題深入思考，思考深度也有提升，課堂教學氛圍較好。過程性的線上線下測試更客觀地檢驗了學習效果，教學效果得到提升。與此同時，競賽是最能反映學生綜合實力、專業技能水平的渠道之一[6]，同時也一定程度上為本文所述教學方法提升學生“雙基”能力是否有效提供一定依據。數據表明，在過去五年內，杭州電子科技大學3次進入ACM全球總決賽，最好成績是全球并列第20位[7]。同時，在全國普通高校學科競賽排行榜本科生組中，全國地方本科院校學科競賽排行榜顯示，全國排名第一。在就業方面，近幾年統計數據表明，IT行業集中了46.8%-50.4%的畢業生[8-9]。從浙江省教育評估院每年12月份發布的畢業生調查報告數據看[10]，用人單位滿意度模塊的分值較高，用人單位對畢業生的編程實踐能力、系統設計開發能力、合作與協調能力的評價較高。

4結論

本文給出了三個方面的教學探索：（1）引入“系統設計能力”培養概念，進行“大局觀”程序設計思維方式驅動的教學內容設計和優化。（2）注重過程的多元化學習成效評價。（3）教學資源本土化，進行本土化資源配套以提高學生學習效果。通過以上幾方面的教學改革，該教學方法一方面促成計算機科學與技術專業（中外合作辦學）的培養目標的實現，即培養學生具備較強的工程實踐能力和創新意識，能夠在計算機系統及其他相關交叉領域從事軟硬件設計開發、系統應用。另一方面可以提高計算機類專業基礎課程的教學成效，切實提升學生的程序設計能力，同時可通過模式推廣改進相關課程的授課，可為高等教育中外合作辦學模式的進一步發展提供借鑒。

作者:張莉 單位:杭州電子科技大學計算機學院