工程教育下的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程改革

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摘要：工程教育認證是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要依據(jù)。在工程教育認證背景下，為提高面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程質(zhì)量，對該課程進行教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控，實現(xiàn)課程的持續(xù)改進，從而建立更優(yōu)質(zhì)的計算機專業(yè)課程體系，向更優(yōu)質(zhì)的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)體系邁進。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；課程改進

1引言

以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高要求。2015年10月，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會成立，是由工程教育相關(guān)的機構(gòu)和個人組成的全國性社會團體。認證協(xié)會致力于通過開展工程教育專業(yè)認證，提高我國工程教育質(zhì)量，為工程教育改革和發(fā)展服務(wù)，為工程教育適應(yīng)政府、行業(yè)和社會需求服務(wù)，為提升中國工程教育國際競爭力服務(wù)。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)形勢與社會形態(tài)的變化，工程教育認證背景下的高校專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)不斷反思、不斷改進。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程是計算機相關(guān)專業(yè)的必修課，其工程實踐性很強，具有綜合能力培養(yǎng)方面的教學(xué)優(yōu)勢，對學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng)具有一定的可見性。它不僅為學(xué)生今后學(xué)習(xí)專業(yè)課打下堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，而且為軟件開發(fā)、程序設(shè)計提供必要的理論、方法和工具，是計算機相關(guān)專業(yè)課程體系的重要組成部分。在工程教育認證背景下，對該課程進行教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控，實現(xiàn)課程的持續(xù)改進，非常有助于建立更優(yōu)質(zhì)的計算機專業(yè)課程體系，從而向更優(yōu)質(zhì)的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)體系邁進。

2教學(xué)大綱中規(guī)定的課程目標與畢業(yè)要求指標點的對應(yīng)關(guān)系

學(xué)生的畢業(yè)要求是制定教學(xué)計劃和進行課程考核的基礎(chǔ)，教學(xué)大綱中規(guī)定的課程目標與畢業(yè)要求指標要形成一定的對應(yīng)關(guān)系，合理的課程目標應(yīng)結(jié)合行業(yè)形勢，把握行業(yè)需求，培養(yǎng)行業(yè)、社會需要的專業(yè)人才。參考工程教育認證12條標準，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計課程畢業(yè)要求包括：設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究。對應(yīng)的指標點及課程目標為以下的對應(yīng)關(guān)系。

2.1針對復(fù)雜工程問題，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元或流程的能力

在分析問題、開發(fā)方案的維度上，計算機專業(yè)人才應(yīng)能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；并且能夠設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。因此，結(jié)合專業(yè)要求以及課程自身特性，學(xué)生應(yīng)在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程中熟悉面向?qū)ο蟮木幊趟枷搿⒎椒ê图夹g(shù)，具備軟件開發(fā)技能，具備軟件系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)能力，從而能夠在項目中運用面向?qū)ο笏枷敕治鲂枨蟆㈤_發(fā)方案。

2.2基于科學(xué)原理，采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題設(shè)計實驗的能力

實際工程項目中會遇到許多復(fù)雜的問題，需要通過科學(xué)的研究思路和方式來取得進展。因此，要求學(xué)生能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進行研究，包括掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本知識和基本技能，包括：類與對象、封裝、繼承、重載、多態(tài)、I/O流、模板、UML等；能夠應(yīng)用面向?qū)ο笏枷牒头椒ń鉀Q實際問題，能夠針對計算機軟硬件系統(tǒng)中存在的復(fù)雜工程問題，運用面向?qū)ο蟮闹R與技能，提出有效的解決方法；掌握計算機學(xué)科的基本思維方法,并能運用工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識解決；掌握設(shè)計和實施工程實驗的方法，具備一定的工程實踐能力，掌握基本的創(chuàng)新方法，具有綜合運用專業(yè)知識和技術(shù)手段進行系統(tǒng)開發(fā)的能力。

3課程考核方式

支撐指標點的課程目標考核方式及其權(quán)值分配，將整個考核分為兩個部分：平時情況與期末考試，平時的情況主要分為：課堂表現(xiàn)、課堂考勤、課外學(xué)習(xí)、課外作業(yè)，相應(yīng)的權(quán)值為0.05、0.10、0.15、0.20；期末的主要分為四個大題：第一題，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法；第二題，怎樣使用類和對象；第三題，算法分析與設(shè)計；第四題，數(shù)學(xué)建模、算法設(shè)計、程序設(shè)計。四道題的權(quán)值分別為：0.25、0.25、0.2、0.3。具體的權(quán)重分解是根據(jù)2.1的課程目標得出的：平時和期末試卷兩個部分的權(quán)重分別為50%、50%。其中，平時情況中各項的權(quán)重比為1:2:3:4，試卷中兩道大題的權(quán)重比為1:1。根據(jù)2.2的課程目標得出：平時和期末試卷兩個部分的權(quán)重分別為50%、50%。其中，平時情況中各項的權(quán)重比為1:2:3:4，試卷中兩道大題的權(quán)重為2:3。

4課程目標達成度分析

通過考核環(huán)節(jié)、課程的學(xué)生評測環(huán)節(jié)分別對學(xué)生的課程掌握情況、教師的教學(xué)情況進行分析。從課程考核環(huán)節(jié)的結(jié)果來看（如圖1所示），課后作業(yè)的平均分最高，說明學(xué)生普遍較為重視課后環(huán)節(jié)，在實驗過程中能夠做到認真預(yù)習(xí)，能按照教師要求完成課后作業(yè)，進行課程內(nèi)容吸收的整理。期末試卷第一題和第四題的平均分相對較低，主要原因是部分學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握得不夠扎實，導(dǎo)致正確率偏低。第四題是關(guān)于面向?qū)ο蟮闹羔樀木C合性題目，部分學(xué)生因為平時不會靈活運用指針，面向?qū)ο蟮闹R沒有掌握扎實，加之發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力較弱，而導(dǎo)致這部分失分較多，影響了此題的正確率。此外，從各考核環(huán)節(jié)結(jié)果的最大值、最小值和方差來看，期末考試除第四題外，每一題均有獲得滿分的學(xué)生，課后作業(yè)、課程實驗和期中考試的最高分也均達到或超過98分；出現(xiàn)最小值為0分的有課程實驗和期末考試環(huán)節(jié)第二題，說明有個別學(xué)生不重視課程實驗且考試時提交了白卷；方差最大的為期末考試第四題，說明學(xué)生掌握程度參差不齊。從課程考核情況上看，兩個課程目標達成值均超過了八成，達成情況正常。其中，“設(shè)計、開發(fā)解決方案”這一考核指標的達成情況略差一些；“研究”考核指標的達成情況較好。前者達成情況略差的主要原因與學(xué)生計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)知識的掌握情況有關(guān)，說明在今后教學(xué)中應(yīng)該加強學(xué)生這方面的訓(xùn)練。

5課程持續(xù)改進方案

5.1教學(xué)內(nèi)容的改進

在理論教學(xué)方面，積極進行教學(xué)改革與實踐，對教學(xué)內(nèi)容進行科學(xué)、合理地設(shè)計，完善課件，增加介紹程序設(shè)計思想、設(shè)計方法與技術(shù)等方面的內(nèi)容。基于案例組織教學(xué)內(nèi)容，積累更多來自工程實際的案例，配合案例進行論證。同時鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提供一些真實的案例，增強其學(xué)習(xí)主動性。在實驗教學(xué)方面，引入一些來自科研和工程實際的設(shè)計型、綜合型實驗項目，增加大型程序的聯(lián)編聯(lián)調(diào)方面的內(nèi)容。

5.2教學(xué)方法的改進

加強教學(xué)互動，注意方式、方法的靈活多樣化，變單純知識傳授為“講重點、講思路、講方法”。設(shè)計更合理的提問或討論方式與學(xué)生進行交流溝通，使學(xué)生成為課堂的主體，教師從中發(fā)揮解惑、引導(dǎo)、深化的作用。增加圍繞程序設(shè)計基礎(chǔ)知識方面的課堂測試內(nèi)容，鞏固學(xué)生所學(xué)理論基礎(chǔ)。對重點難點內(nèi)容，借助教學(xué)案例，采取動畫及多媒體教學(xué)方式，啟發(fā)學(xué)生積極思考。以問題求解為主線，引導(dǎo)學(xué)生完成分析問題、設(shè)計算法、編程實現(xiàn)、運行程序（程序調(diào)試、運行）及結(jié)果分析等程序設(shè)計與實現(xiàn)全過程，加強培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力。實驗教學(xué)方面，注重訓(xùn)練學(xué)生動心、動腦、動手，調(diào)動學(xué)生編程的主觀能動性，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的綜合能力。加強對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識和編程技巧的訓(xùn)練，每次實驗前通過案例引導(dǎo)學(xué)生熟悉程序動態(tài)調(diào)試方法。與編程競賽相結(jié)合，利用現(xiàn)有的編程訓(xùn)練及自動評判系統(tǒng)，使學(xué)生能隨時進行基礎(chǔ)知識訓(xùn)練與測試，增強其參與實踐的熱情。

5.3考核方式的改進

目前的考核方式中，課后作業(yè)和課外學(xué)習(xí)等兩個環(huán)節(jié)考核過程過松，導(dǎo)致學(xué)生這部分成績區(qū)別度不大。今后，應(yīng)加強對課程的考核方式進行改革，設(shè)計更加科學(xué)的綜合化考核方式。

參考文獻

[1]彭秀芬,陸克中.新工科背景下面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教學(xué)改革探討[J].電腦知識與技術(shù),2018(21):186-188.

[2]中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證標準[EB/OL].

作者：王霞 趙厚寶 徐小岳 趙麗娜 單位：上海立信會計金融學(xué)院