李海軍

摘? 要： 隨著人工智能時代的到來，中國各高校開展了如火如荼的新專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方案的重新審視和制定。根據(jù)對計算機專業(yè)大三學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)調(diào)研結(jié)果并結(jié)合當(dāng)前計算機程序設(shè)計類的實驗教學(xué)現(xiàn)狀，提出了過程管理和自我管理相結(jié)合的實驗教學(xué)方法。要求學(xué)生用軟件工程的思想進行項目的開發(fā)，在學(xué)習(xí)過程中注重自己角色的變化，增強適應(yīng)社會發(fā)展的能力和拓展個人發(fā)展的空間。

關(guān)鍵詞： 人工智能; 程序設(shè)計; 實驗教學(xué); 軟件工程

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C42? ? ?文章編號：1006-8228（2019）02-89-03

Research on the experimental teaching of computer programming courses

Li Haijun

（School of Information Management， Dezhou University， Dezhou， Shandong 253023， China）

Abstract： With the advent of the era of artificial intelligence， Chinese colleges and universities have carried out a vigorous new professional construction， as well as the re-examination and formulation of personnel training programs. In this paper， according to the results of network investigation of computer majored third-year undergraduates and combining with the current experimental teaching situation of computer programming， an experimental teaching method combining process management with self-management is put forward. Students are required to develop projects with the idea of software engineering， pay attention to the change of their roles in the learning process， enhance the ability to adapt to social development and expand the space for personal development.

Key words： artificial intelligence; programming; experimental teaching; software engineering

0 引言

當(dāng)前人工智能正在全面進入人類的生產(chǎn)和生活的方方面面，人工智能的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，對計算機專業(yè)及其他專業(yè)的大學(xué)生來說，學(xué)習(xí)相關(guān)知識都是十分必要的。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它的發(fā)展依賴于機器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)，也就是說，在大數(shù)據(jù)上開展機器學(xué)習(xí)是實現(xiàn)人工智能的主要方法。而計算機程序設(shè)計可視為算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[1]。人工智能的發(fā)展離不開計算機程序設(shè)計，而計算機程序設(shè)計又促進了人工智能的發(fā)展。

人工智能的發(fā)展離不開創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)對計算機程序類設(shè)計教學(xué)提出了新的要求。程序設(shè)計類課程必須適應(yīng)人工智能的發(fā)展，在教學(xué)實驗環(huán)節(jié)上重視創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，必須從創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的塑造等方面進行研究，改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式。

我國有很多學(xué)者也對程序設(shè)計類實驗教學(xué)進行研究。牟倫田在“人工智能時代的計算機程序設(shè)計教學(xué)探討”中對人工智能時代的計算機程序設(shè)計教學(xué)提出了一些初步思考;畢振波在“以學(xué)科競賽驅(qū)動計算機專業(yè)實驗課教學(xué)的研究”中研究了計算機實驗教學(xué)作為一種以實踐能力培養(yǎng)為主的教學(xué)，應(yīng)和學(xué)科競賽關(guān)聯(lián)的方法;袁景凌在“面向能力培養(yǎng)的計算機類實驗課程體系探究與實踐”中提出以計算思維和計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)為主線科學(xué)重組課程體系;華斌在“從興趣到志趣培養(yǎng)的實驗教學(xué)改革探究”中提出實驗教學(xué)改革的系統(tǒng)設(shè)計、實施過程、輔助措施以及評價方法。人工智能時代的新需求要求積極探索計算機程序設(shè)計類課程的新的教學(xué)方式。教學(xué)方法只有與時俱進、不斷創(chuàng)新，才能使高校的計算機設(shè)計類課程的教學(xué)效果更好，真正培養(yǎng)出適應(yīng)各行各業(yè)的新需求人員[2]。

1 程序設(shè)計類課程實驗的現(xiàn)狀

1.1 程序設(shè)計類課程教學(xué)方式在一些院校仍然延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)方式

程序設(shè)計類課程是高?？鐚W(xué)科、跨專業(yè)的課程。每個學(xué)科都開設(shè)了與之有關(guān)的課程，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和分析問題、解決問題的能力。但是在課程實驗教學(xué)中，人工智能的發(fā)展并沒有真正引起教學(xué)模式的改革，實驗內(nèi)容和方式大部分還是以驗證型實驗為主。學(xué)生重視的是所學(xué)內(nèi)容能否在課堂上消化或能否完成教師指定的某一任務(wù)，很少有學(xué)生對實驗?zāi)軌蚪鉀Q現(xiàn)實中的什么問題以及在系統(tǒng)化工程中的延伸進行思考，這樣就造成了實驗課程在能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)缺位。

經(jīng)過對學(xué)生調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分同學(xué)認(rèn)為程序設(shè)計類課程難學(xué)，學(xué)過也就忘掉了，不知道學(xué)習(xí)這門課程有什么用，也不清楚程序設(shè)計類課程在自己的能力提升方面起到了什么作用[3]。

1.2 電子資源利用率低

當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)方式和知識來源多樣化，如果沒有教師的正確引導(dǎo)和學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，大量身邊的優(yōu)質(zhì)資源將沉睡?，F(xiàn)在大量的慕課、微課及其他電子資源成就了一部分學(xué)生的求知欲，也為學(xué)生的自學(xué)，自創(chuàng)，自造提供了大空間?，F(xiàn)在很多教師的教學(xué)方式并沒有將實驗內(nèi)容和電子資源進行有效鏈接，線下線上學(xué)習(xí)及翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式?jīng)]有實質(zhì)性的改變。

1.3 程序設(shè)計類課程的考核方式?jīng)]有進行深刻的改革

現(xiàn)在很多程序設(shè)計課程的考核方式實行了70%+30%，筆試占70%，平時考核占30%或者是60%+40%，但是很多筆試外的考核流于形式，沒有真正做到質(zhì)量過程控制的效果。對于質(zhì)量過程控制中沒有進行遞進跟蹤式的考核方法。在考核過程中對學(xué)生的做、練、思等方面評價方法還不夠科學(xué)。學(xué)生依然認(rèn)為筆試是第一要務(wù)，存在著考試前的突擊情況，擺脫不了傳統(tǒng)的觀念的束縛。

1.4 師—生，生—生溝通平臺薄弱

計算機實驗不僅是學(xué)會課本知識，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會溝通，在溝通中共同進步，共同發(fā)展，共同思考，建立項目引導(dǎo)為紐帶的團隊?，F(xiàn)在很多高校還沒有建立起學(xué)生—教師良好的溝通平臺，仍然存在著學(xué)生問問題，教師解答問題的多對一的方式。需要建立人人是學(xué)習(xí)者，人人可為師的學(xué)習(xí)平臺。

2 程序設(shè)計類實驗課程的教學(xué)方式改革

2.1 注重課程實驗的過程管理，建立遞進式、跟蹤式教學(xué)模式

教師在組織教學(xué)過程中全面分析教材內(nèi)容，利用項目引導(dǎo)式教學(xué)，明確程序設(shè)計實驗過程中，學(xué)生應(yīng)該怎樣遞進式進行學(xué)習(xí)最終以項目形式進行提交。程序設(shè)計類課程的考核方式需進一步改革，加強學(xué)生實驗的過程管理。在實驗過程中，制定小組式實驗課程的考核方法，并對階段性成果進行嚴(yán)格考核。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的難題，如不能及時解決，會對課程后續(xù)內(nèi)容產(chǎn)生恐懼甚至厭學(xué)。實驗過程中階段性成果的成功提交，會使學(xué)生產(chǎn)生成就感。靈活運用翻轉(zhuǎn)課堂模式和網(wǎng)絡(luò)工具，讓學(xué)生將自己的實驗過程進行錄屏，并在教學(xué)平臺進行演示播放，學(xué)生就會在實驗過程中加強自我管理，遇到不懂的，或者不清楚的問題就會積極地通過各種慕課、微課堂、同學(xué)、教師進行積極解決[4]。

2.2 注重培養(yǎng)計算思維及算法設(shè)計能力的提升

在實驗課程中注重計算思維與算法設(shè)計能力的培養(yǎng)，按照底層思維-形式化描述-算法設(shè)計-建模的順序設(shè)計分層教學(xué)體系，讓學(xué)生從身邊的問題出發(fā)，識別問題、描述問題、解決問題，逐層搭建問題-解答問題的橋梁。通過調(diào)研大部分計算機專業(yè)的學(xué)生和其他工科類學(xué)生對人工智能充滿了好奇，教師可以利用學(xué)生的好奇心，對人工智能方面的一些智能算法進行引導(dǎo)，并配以案例進行講解，讓學(xué)生充分認(rèn)識到程序設(shè)計對社會未來及個人的發(fā)展有很大的幫助，同時也拓展了學(xué)生的視野和培養(yǎng)了計算思維和創(chuàng)新思維。在實驗教學(xué)過程中，可以在小組內(nèi)或者班內(nèi)進行風(fēng)暴法討論，激發(fā)學(xué)生的想象能力。讓學(xué)生談問題，解決的方案及程序設(shè)計思路[5]。

2.3 提升社會敏捷性，促進校企協(xié)同育人模式

計算機實驗教學(xué)中，教師充分利用當(dāng)前校企合作的大好時機，充分挖掘IT企業(yè)項目人員的思維方式、解決問題的方法、程序設(shè)計思路，靈活地把這些優(yōu)勢融入到實驗教學(xué)中。企業(yè)是社會信息技術(shù)最敏感的觸發(fā)器，校企協(xié)同育人機制的建立，同樣也提升了高校對社會信息技術(shù)的敏感性。當(dāng)前一些企業(yè)和學(xué)術(shù)團體舉行了一些信息技術(shù)方面的大賽，大賽的題目都是經(jīng)過調(diào)研獲取的與社會信息化發(fā)展密切的問題。比如：“藍(lán)橋杯”計算機程序設(shè)計大賽、ACM程序設(shè)計大賽、中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽等國內(nèi)知名的大賽。鼓勵學(xué)生積極參加大學(xué)生程序設(shè)計大賽，并將參賽后的經(jīng)驗及時反饋到實驗教學(xué)中去。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)對計算機程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)尤為重要，社會對計算機專業(yè)的應(yīng)用人才的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)能力、具有創(chuàng)新性、質(zhì)疑和探究能力。人工智能時代的到來，使得計算機知識的更新速度加快，自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)更是迫在眉睫。教師在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生自主查找相應(yīng)學(xué)習(xí)資料并具備學(xué)習(xí)研究和能利用所學(xué)知識解決實際生活的問題的能力[6]。

3 小結(jié)

隨著人工智能時代的到來，計算機程序設(shè)計實驗課程也迎來了大的變革，要求計算機程序設(shè)計人員不但要有算法設(shè)計能力和程序編寫能力的提升，還要有自主學(xué)習(xí)能力的提高。這就要求計算機實驗課程既面向局部問題的解決，又要求利用軟件工程的思想進行項目開發(fā)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注重自己角色的變化，由被動學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)者，積極探索問題，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和慕課、微視頻進行自主學(xué)習(xí)，增強適應(yīng)社會發(fā)展的能力和拓展個人發(fā)展的空間。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 牟倫田.人工智能時代的計算機程序設(shè)計教學(xué)探討[J].科技導(dǎo)刊，2018.3：106-108

[2] 周靜，劉全菊.理工科轉(zhuǎn)型發(fā)展專業(yè)實驗教學(xué)改革與實踐[J].大學(xué)教育，2018.2：55-57

[3] 袁景凌，饒文碧，熊盛武等.面向能力培養(yǎng)的計算機類實驗課程體系探究與實踐[J].計算機教育，2018.2：166-169

[4] 車 敏，安利，張紅梅.計算思維能力培養(yǎng)在程序設(shè)計課程中的落地實施[J].計算機教育，2017.4：9-11

[5] 賴曉錚，畢 盛，李垚圣等.面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計算機硬件課程實驗教學(xué)改革[J].計算機教育，2018.2：161-165

[6] 胡明曉.程序設(shè)計類課程默會知識的分類及教學(xué)對策研究[J].計算機時代，2018.3：73-75