姜學(xué)鋒　劉君瑞

摘 要：研究以開展能力培養(yǎng)為目標(biāo)的課程改革和以學(xué)科競賽為載體的教學(xué)探索，以賽課結(jié)合為抓手，通過研究優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)方案和多校資源共建共享策略，闡述如何實(shí)現(xiàn)課程優(yōu)質(zhì)資源的最大化，以達(dá)到全面提升大學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞：能力培養(yǎng)；賽課結(jié)合；優(yōu)質(zhì)課程資源共建共享

1 背 景

程序設(shè)計(jì)課程是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育和計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是中國計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系2009（CCC2009）、美國計(jì)算機(jī)課程體系2013（CC2013）6門核心課程的第1門，面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的中國計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系2014（CFC2014）4門核心課程的第2門，課程覆蓋面廣，選修人數(shù)多。程序設(shè)計(jì)既是各專業(yè)技術(shù)課程的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，又是各類實(shí)踐環(huán)節(jié)的軟件工具，更是大學(xué)生參加課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐、科技制作、學(xué)科競賽等活動(dòng)的重要平臺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各高校ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽、數(shù)學(xué)建模、機(jī)器人大賽、電子設(shè)計(jì)競賽、智能汽車大賽、全國軟件設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等均以大學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力為基礎(chǔ)。程序設(shè)計(jì)能力涉及算法設(shè)計(jì)、程序?qū)崿F(xiàn)、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等方面的能力，不僅是大學(xué)生進(jìn)一步深造的潛力體現(xiàn)，也是用人單位選拔優(yōu)秀畢業(yè)生的重要指標(biāo)，因此，程序設(shè)計(jì)能力是大學(xué)生計(jì)算機(jī)方面的基礎(chǔ)和核心能力。

課程基礎(chǔ)教學(xué)和綜合實(shí)踐教學(xué)是大學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的關(guān)鍵，但在目前的教學(xué)活動(dòng)中，前者通常被理解為課程知識的積累，后者被定位為課程知識的運(yùn)用。這種隱形的切割導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行思辨、綜合、運(yùn)用、實(shí)施等方面的訓(xùn)練不夠充分，大學(xué)生后續(xù)的專業(yè)能力“輸在起跑線上”。在第一課堂教學(xué)改革相對滯緩的情況下，通過第二課堂學(xué)科競賽可以有效“引燃”學(xué)生活力，激活學(xué)生自主學(xué)習(xí)[1]。

通過調(diào)研國內(nèi)外培養(yǎng)編程能力成績顯著的大學(xué)發(fā)現(xiàn)，通過建立多類型、多層次的學(xué)科競賽體系和平臺，有利于激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)機(jī)，使其價(jià)值、潛能、個(gè)性得到充分發(fā)揮。通過構(gòu)建區(qū)域間共享的優(yōu)質(zhì)課程資源和平臺，有利于形成第二課堂學(xué)科競賽推進(jìn)第一課堂教學(xué)改革的有效途徑[2]。

2 建設(shè)賽課結(jié)合的優(yōu)質(zhì)資源，為提升學(xué)生編程技能提供資源保障

與國內(nèi)很多高校的程序設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)交流表明，多數(shù)高校都迫切需要一套整體性、系統(tǒng)性的程序設(shè)計(jì)系列課程優(yōu)質(zhì)教育資源。

1）搭建遞進(jìn)式MOOC精品課程群，提供精品學(xué)習(xí)資源。

MOOC教育為教學(xué)法的定量化研究提供了全新的機(jī)遇和手段。與傳統(tǒng)的在線教學(xué)模式相比，MOOC學(xué)習(xí)過程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的高度互動(dòng)性，同時(shí)MOOC內(nèi)容以片段形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，整體內(nèi)容又不缺乏系統(tǒng)性，更利于學(xué)習(xí)者自主、自由地學(xué)習(xí)。因此，根據(jù)受眾需求建設(shè)優(yōu)質(zhì)的課程資源、最大限度地吸引學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)是MOOC教育的關(guān)鍵。

學(xué)校程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在原有的多門省級精品課程基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，針對程序設(shè)計(jì)課程用戶需求重構(gòu)課程體系，建設(shè)了程序設(shè)計(jì)MOOC課程系列資源。已經(jīng)建好并在中國大學(xué)MOOC平臺上線的課程有C程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)，正在建設(shè)的課程有Python程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)、VB.net程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)思想、高級編程技術(shù)、編程抽象思維、工程方法學(xué)等。這些系列課程在程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)過程中各有側(cè)重點(diǎn)、相互關(guān)聯(lián)，形成“循序漸進(jìn)編程入門—算法設(shè)計(jì)能力提升—基于項(xiàng)目系統(tǒng)培養(yǎng)—融合專業(yè)價(jià)值塑造”的能力培養(yǎng)路徑。系列MOOC課程不僅滿足了不同階段學(xué)習(xí)者的個(gè)性資源需求，更強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)性、整體性的方式提升學(xué)生的程序設(shè)計(jì)技能，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力。

2） 構(gòu)建分層次的實(shí)訓(xùn)資源庫，夯實(shí)實(shí)踐效果。

程序設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，沒有恰當(dāng)?shù)摹柡偷挠?xùn)練輔助，學(xué)習(xí)效果將大打折扣。據(jù)此，學(xué)校程序設(shè)計(jì)課程團(tuán)隊(duì)針對不同基礎(chǔ)學(xué)生、不同層次高校，提供了分層次的實(shí)踐訓(xùn)練資源。這些資源包括面向基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)OJ題庫、面向課程競賽的提高OJ題庫以及面向編程技能應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)題庫和案例資源庫。分層次的實(shí)訓(xùn)資源庫不僅囊括了基礎(chǔ)的課程教學(xué)實(shí)踐需求，也滿足了競賽以及工程實(shí)踐的需求，與MOOC課程系列資源相呼應(yīng)，形成了完整的實(shí)訓(xùn)資源鏈條，使不同水平的學(xué)生都有提升空間。實(shí)訓(xùn)資源庫在加強(qiáng)基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，通過自選的提高型實(shí)踐，鼓勵(lì)基礎(chǔ)好的學(xué)生向系統(tǒng)化和高難度的訓(xùn)練方向發(fā)展[3]。這些資源極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)和在本領(lǐng)域應(yīng)用創(chuàng)新的興趣，拓寬了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生能夠有所發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造。

3）搭建完備的試題資源庫，量化學(xué)習(xí)效果。

程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對課程學(xué)習(xí)者的需求建造了完備的試題資源庫。這些試題資源不僅包括考核學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識的理論試題庫，還包括衡量學(xué)習(xí)者編程技能水平的實(shí)踐編程試題庫，更包括衡量學(xué)習(xí)者編程技術(shù)應(yīng)用能力的案例試題庫。通過這些試題資源，學(xué)習(xí)者清晰地認(rèn)知了自己的學(xué)習(xí)水平，激勵(lì)和修正自己的學(xué)習(xí)方向。

3 搭建賽課結(jié)合的資源共享平臺，為提升學(xué)生編程技能提供途徑保障

在課程教學(xué)改革的前期，學(xué)校程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)識到僅靠一己之力難以達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。因此，在陜西省計(jì)算機(jī)教育學(xué)會(huì)支持下，學(xué)校程序設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)全力推動(dòng)我省程序設(shè)計(jì)課程優(yōu)質(zhì)資源共建共享；作為中國高校計(jì)算機(jī)大賽西北賽區(qū)組委會(huì)主任單位、中國大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽西北賽區(qū)理事單位，在ACM-ICPC國際比賽亞洲區(qū)執(zhí)委平臺下，課程團(tuán)隊(duì)努力開展全國范圍內(nèi)的賽課結(jié)合、共建共贏的課程改革與教學(xué)探索。

1）構(gòu)建涵蓋課程全部環(huán)節(jié)的教學(xué)軟件群，為資源共享提供平臺支持。

程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不僅在中國大學(xué)MOOC平臺上線建好的優(yōu)質(zhì)課程資源，供所有學(xué)習(xí)者共享，還搭建了一系列輔助教學(xué)的軟件平臺。這些平臺主要有NOJ作業(yè)訓(xùn)練系統(tǒng)、inTest課程考核系統(tǒng)、Devforge軟件開發(fā)綜合訓(xùn)練平臺、inbox網(wǎng)絡(luò)硬盤、OnlineCompiler移動(dòng)終端在線編譯器、程序設(shè)計(jì)競賽OJ系統(tǒng)等。這些平臺不僅覆蓋了學(xué)生不同學(xué)習(xí)階段的平臺需求，更為課程資源的區(qū)域間共享提供了有力的支持。endprint

2）設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生活力的學(xué)科競賽體系，為賽課結(jié)合提供更多渠道。

為了能夠讓學(xué)生充分展示自己才華、提升自身能力，程序設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)與大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽創(chuàng)新基地深度合作，積極參與國內(nèi)各種競賽活動(dòng)，提高自身影響力，成為陜西省程序設(shè)計(jì)競賽組委會(huì)主任單位、中國高校計(jì)算機(jī)大賽西北賽區(qū)組委會(huì)主任單位、ACM-ICPC國際比賽亞洲區(qū)執(zhí)委單位。在這些資源的支持下，學(xué)校建立了豐富的學(xué)科競賽體系。競賽體系涵蓋了程序設(shè)計(jì)能力檢驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)技能應(yīng)用能力檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。目前，學(xué)校承辦與開展的程序設(shè)計(jì)相關(guān)競賽有3個(gè)系列，其中程序設(shè)計(jì)能力檢驗(yàn)系列有程序設(shè)計(jì)技能校賽、ACM-ICPC校賽、大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽創(chuàng)新基地對抗賽等校級競賽、ACM-ICPC陜西省賽、中國高校計(jì)算機(jī)大賽團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽西北區(qū)大賽、ACM-ICPC亞洲區(qū)域賽等，軟件開發(fā)系列有中國高校計(jì)算機(jī)大賽移動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽、全國軟件設(shè)計(jì)大賽等，其他應(yīng)用系列有中國高校計(jì)算機(jī)大賽大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)賽、中國高校計(jì)算機(jī)大賽網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)賽。

系列、完備的競賽平臺搭建，使學(xué)生這個(gè)學(xué)科競賽主體，能夠充分地通過參賽感受學(xué)習(xí)知識的價(jià)值，通過氣氛渲染激起學(xué)生的參與欲望，激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，有利于賽課內(nèi)容潛移默化地滲透，更促進(jìn)學(xué)科競賽內(nèi)容和方法融入第一課堂教學(xué)。在MOOC/SPOC上開設(shè)與競賽相關(guān)的課程和模塊，增設(shè)研究型、設(shè)計(jì)型內(nèi)容，將競賽內(nèi)容延伸到課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、學(xué)業(yè)科研、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)[4]。

3）依據(jù)區(qū)域性教育資源內(nèi)在的發(fā)展規(guī)律，制定保障機(jī)制和措施。

程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過召開陜西省高校程序設(shè)計(jì)課程交流會(huì)等形式，與陜西省高校間統(tǒng)一了對課程資源建設(shè)的“共知、共建、共享、共贏”愿景的認(rèn)知。同時(shí)，通過舉辦各種程序設(shè)計(jì)賽事、參與各地程序設(shè)計(jì)教學(xué)會(huì)議，與國內(nèi)多所高校建立密切聯(lián)系，改變了很多高校不愿將自有課程資源上傳到網(wǎng)上與他人共享的意識，樹立起互利互惠、合作共贏的新資源共建共享觀念，破除了各種壁壘限制。目前與學(xué)校合作共建共享資源的高校除了西安交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、西北大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)等眾多陜西省內(nèi)高校，還包括電子科技大學(xué)、上海大學(xué)、中國石油大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)等許多省外高校。

“多校合作，共建共享”無疑為課程的發(fā)展提供了強(qiáng)大的資源保障。為了使這種保障更為有力，程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正協(xié)同多校共同制定統(tǒng)一的資源共建共享標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)支撐辦法以及靈活的激勵(lì)措施。通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，提供規(guī)范的數(shù)據(jù)接口、互操作資源建設(shè)和共享平臺，提高資源開發(fā)、組織、存儲、檢索和利用的效率，吸引更多區(qū)域高校和學(xué)生參與資源共建共享。

4 貫徹賽課結(jié)合的教學(xué)手段，為提升學(xué)生編程技能提供技術(shù)保障

在優(yōu)質(zhì)課程資源的支撐下，教學(xué)實(shí)施成為決定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素。因此，程序設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從教師現(xiàn)狀和存在問題入手，開展了對教學(xué)思想、教學(xué)理論、教學(xué)手段和教學(xué)方法的深層分析和基礎(chǔ)性改革。課程組以課程研究與競賽實(shí)踐互動(dòng)為手段，搭建一線教師資源共建和教學(xué)研究平臺，建立起研究與實(shí)踐之間的反饋、互動(dòng)機(jī)制。通過會(huì)議交流、暑期學(xué)校、組織及參與競賽、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)、教學(xué)水平定期考核等形式，激勵(lì)任課教師在教學(xué)實(shí)踐中開闊思路，在課程教學(xué)中引入和滲透競賽及編程技能應(yīng)用的相關(guān)實(shí)例，升級教學(xué)內(nèi)容，提升自身教學(xué)水平。同時(shí)，借助為程序設(shè)計(jì)課程教師搭建的研究與實(shí)踐互動(dòng)平臺，交流教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)與問題，為提升學(xué)生編程技能和計(jì)算機(jī)素養(yǎng)提供教學(xué)能力保障。

5 結(jié) 語

改革措施充分發(fā)揮西北工業(yè)大學(xué)作為全國大學(xué)計(jì)算機(jī)MOOC聯(lián)盟發(fā)起單位的優(yōu)勢，借助學(xué)校作為ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲執(zhí)委的地位，使用中國高校計(jì)算機(jī)大賽西北賽區(qū)組委會(huì)主任單位和中國大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽西北賽區(qū)理事單位的資源，承擔(dān)了陜西省計(jì)算機(jī)教育學(xué)會(huì)大學(xué)生科技活動(dòng)與技能競賽、程序設(shè)計(jì)課程專委的責(zé)任，有力地推動(dòng)了賽課結(jié)合模式的課程優(yōu)質(zhì)教育資源共享、共建及在教學(xué)環(huán)節(jié)中的貫徹使用，為提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力開辟了有效途徑。該研究從可使用的資源、可共享的平臺、可選擇的模式入手，打破高校間壁壘；借助MOOC課程和賽課結(jié)合的資源共享平臺，充分賦予學(xué)生自主權(quán)，由學(xué)生自主構(gòu)建第二課堂課程模塊和知識體系，將傳統(tǒng)剛性培養(yǎng)模式變革為可定制的自主學(xué)習(xí)模式[5]。同時(shí)，實(shí)施課程領(lǐng)域內(nèi)的系統(tǒng)性、綜合性改革，保障教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施效果，其內(nèi)容涵蓋教學(xué)理念提升、教學(xué)模式改革、教學(xué)過程優(yōu)化、“教”與“學(xué)”的方式方法變革以及管理機(jī)制創(chuàng)新等多個(gè)方面。該研究從資源建設(shè)、平臺搭建、教學(xué)實(shí)施3個(gè)環(huán)節(jié)保障教學(xué)效果，有利于實(shí)現(xiàn)最大化提升學(xué)生編程技能的目標(biāo)。

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（編輯：孫怡銘）endprint