依托程序設(shè)計(jì)競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究

1、    依托程序設(shè)計(jì)競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究    李玉華申紅雪陳明孫玉勝摘要：隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)著重培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力已形成共識(shí)。本文通過分析程序設(shè)計(jì)競賽的特點(diǎn)，探討了依托程序設(shè)計(jì)競賽的程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革，以培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、具備創(chuàng)新能力的應(yīng)用型、復(fù)合型it人才。關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)競賽；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)模式：tp311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a：1674-9324（2018）20-0154-02 一、引言十九大報(bào)告提出了科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略等。每一項(xiàng)戰(zhàn)略都與高等教育密切相關(guān)。同時(shí)，國家近幾年實(shí)施的以信息化帶

2、動(dòng)工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整，都對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。目前，國內(nèi)很多高校對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)也很重視，采取各種方式來提升教學(xué)質(zhì)量。有的學(xué)校采用校企聯(lián)合的方式，探索產(chǎn)學(xué)合作培養(yǎng)的方式1，也有的學(xué)校采用基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)。這種模式要求教師在教學(xué)的過程中引入一個(gè)項(xiàng)目，教師將項(xiàng)目分解為涵蓋各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的子任務(wù)，學(xué)生通過對(duì)子任務(wù)的解決來掌握相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。另外，也有一些高校意識(shí)到程序設(shè)計(jì)競賽對(duì)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的作用，紛紛組織學(xué)生參加各種競賽。本文探討現(xiàn)有計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程現(xiàn)有教學(xué)模式下存在的問題，然后深入探討如何依托程序設(shè)計(jì)競賽，提高在校大學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、現(xiàn)狀與

3、不足作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，程序設(shè)計(jì)類課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)普遍開設(shè)的。程序設(shè)計(jì)類課程的目的除了教給學(xué)生基本的程序設(shè)計(jì)理論外，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力、邏輯推理能力，最終用來解決實(shí)際問題。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)需要一定的基礎(chǔ)，如程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)等。學(xué)習(xí)的整個(gè)過程有一定的難度，這些問題在剛開始學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的同學(xué)身上特別表現(xiàn)明顯。另一方面，按照統(tǒng)計(jì)數(shù)字，中國幾乎有500所以上大學(xué)都設(shè)有計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)，但與其形成對(duì)比的是軟件人才尤其是高級(jí)人才的不足。當(dāng)然，這背后有很多原因，但高校教學(xué)模式存在問題，確是不爭的事實(shí)。具體有如下幾個(gè)方面。1.教學(xué)內(nèi)容過細(xì)。程序設(shè)

4、計(jì)學(xué)習(xí)的過程中，通常是和具體的一門程序設(shè)計(jì)語言聯(lián)系起來的，每一門語言都有其各自的語法體系，所用的教材也基本上是按照語法組織起來的。這樣的好處是大而全，講解起來也相對(duì)容易，但問題也在這兒。由于一些語法知識(shí)比較細(xì)碎，初學(xué)者很容易就陷入到細(xì)節(jié)里出不來，因而學(xué)起來比較困難。同時(shí)由于受教材影響，課程的教學(xué)大綱往往也都是大而全。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，為了完成教學(xué)任務(wù)，老師每次課都是新內(nèi)容，結(jié)果期末學(xué)生只記憶了一大堆語法碎塊，很難靈活運(yùn)用，因此這種方式難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。2.過于依賴卷面考試?，F(xiàn)在對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)還是主要通過卷面考試，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求相對(duì)比較低，從而對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)造成限制。雖然考試題包含

5、有一定的編程題，但大部分同學(xué)還都是依靠理論部分得分才能過關(guān)。程序設(shè)計(jì)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，僅僅是紙面上培養(yǎng)出來的學(xué)生，很難成為社會(huì)需要的合格人才。3.缺乏學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力及團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)。軟件開發(fā)需要一個(gè)過程，整個(gè)過程需要軟件工程方法學(xué)的指導(dǎo)。軟件產(chǎn)品從需求分析，設(shè)計(jì)開發(fā)，到測試并交付用戶使用，在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，往往需要多人配合，因而軟件工程方法學(xué)通常需要主動(dòng)學(xué)習(xí)精神及團(tuán)隊(duì)協(xié)作?，F(xiàn)在的課堂教學(xué)主要是一對(duì)多的模式，難以組織有效的多人團(tuán)隊(duì)合作模式。另外，囿于有限的師資力量，也難以因材施教。因此這種方式難以培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力及合作精神。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一。現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的內(nèi)容基本上是圍繞

6、教學(xué)內(nèi)容展開的，也就是說，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容基本上都是為了驗(yàn)證語法知識(shí)，其內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立。另外，現(xiàn)在有些學(xué)校過分強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的可監(jiān)督性，要求留下大量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)把大量的精力放在這些格式化的報(bào)告上面，反而對(duì)工程不那么重視，報(bào)告完成即視作任務(wù)完成，缺少進(jìn)一步探索的動(dòng)力。上機(jī)僅僅是為了完成作業(yè)，長此以往，學(xué)生就會(huì)對(duì)上機(jī)失去興趣。上面的這些問題造成了程序設(shè)計(jì)課程的尷尬境地，一方面，學(xué)校很重視這些課程；另一方面學(xué)生雖然也很重視，但在學(xué)習(xí)一段時(shí)間以后，會(huì)感覺學(xué)得并不順利。作為任課老師，對(duì)這個(gè)結(jié)果也不滿意。這些問題引起大家的思考，該如何才能改變這樣的窘?jīng)r。三、依托程序設(shè)計(jì)競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

7、模式近年來，針對(duì)大學(xué)生舉辦的各種各樣的程序設(shè)計(jì)競賽越來越多，國內(nèi)學(xué)生可以參加的比較常見的有acm國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽（acm-icpc）、藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、百度之星等，其中以acm競賽最為著名，受到的關(guān)注度最高。acm要求參加者以組團(tuán)的形式參賽，要求選手在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，采用c/c+、java等程序設(shè)計(jì)語言，完成規(guī)定的題目。本文以acm競賽為例來說明競賽對(duì)教學(xué)模式改革的促進(jìn)作用。1.程序設(shè)計(jì)競賽的特點(diǎn)。問題導(dǎo)向。acm賽事的出題人往往是領(lǐng)域?qū)＜一蛘遡t領(lǐng)域一些世界知名公司的工程師出題，命題涉及到從計(jì)算機(jī)各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的一些實(shí)際工程問題、方法問題、理論問題，這些問題通常會(huì)和當(dāng)前

8、的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的研究動(dòng)向及應(yīng)用的熱點(diǎn)問題或算法有關(guān)，往往具有一定的引導(dǎo)性、前瞻性。強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)與綜合。由于競賽的命題來源于一些實(shí)際的工程問題，又或者是方法方面或理論方面的問題，解決這些問題涉及的知識(shí)面很廣，像離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、算法分析與設(shè)計(jì)等課程都可能會(huì)涉及到。這些問題有些沒有統(tǒng)一的最優(yōu)解法，需要綜合利用所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行研究分析、歸納、總結(jié)、抽象、建模。這些涉及的知識(shí)也正是大學(xué)所教授的知識(shí)，試題考查的是學(xué)生的算法及程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力，解這類題目是學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。即使學(xué)生不參與比賽，通過此類問題的研究分析，也有助于程序設(shè)計(jì)類課程的學(xué)習(xí)提升。開放性。專業(yè)競賽由于命題的廣泛性

9、，其所用的解決方法、工具等都是開放的。傳統(tǒng)的教室、教材、教師模式已經(jīng)不足以解決競賽的內(nèi)容，需要參與者相互協(xié)作，積極主動(dòng)地查資料來解決問題。這樣的場景可能會(huì)多次反復(fù)，過程需要教師站在不同的層次及多角度來指導(dǎo)學(xué)生2。 2.競賽對(duì)課程的教改促進(jìn)作用。參加競賽的準(zhǔn)備過程，本身就是一個(gè)開放學(xué)習(xí)的過程?，F(xiàn)在有很多高校提供了一些優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)競賽平臺(tái)，提供大量的題目供學(xué)生練習(xí)，同時(shí)提供在線評(píng)判系統(tǒng)，學(xué)生可自主注冊(cè)，選用自己熟悉的語言提供程序代碼，系統(tǒng)從程序運(yùn)行的正確性、效率、復(fù)雜度等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)判。由此看出基于程序設(shè)計(jì)競賽的教學(xué)改革有下面幾點(diǎn)優(yōu)勢。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的自主學(xué)習(xí)環(huán)境。通過在線評(píng)判系統(tǒng)，學(xué)生可以在豐

10、富的題庫中任選自己適合的題目，制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃并設(shè)定目標(biāo)，提升程序設(shè)計(jì)開發(fā)能力。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、綜合已有知識(shí)自主解決問題的能力，并最終解決問題，這正是創(chuàng)新能力的體現(xiàn)?；陧?xiàng)目的驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)模式。acm的命題大部分來自一些既有應(yīng)用性又有啟發(fā)性的案例或工程項(xiàng)目。指導(dǎo)老師可以選擇一些符合教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的一些案例或項(xiàng)目來完成程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)計(jì)劃，而這種教學(xué)模式，正是程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究的基于項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式。增加學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。類似acm的賽制，需要多人協(xié)作。這類比賽，不但要求選手有較強(qiáng)的個(gè)人能力，還要能夠與別人協(xié)作完成任務(wù)。由于涉及的知識(shí)面很廣，除了上面提到的一些課程、算法及計(jì)算理論外，算法同樣具有一定的復(fù)雜度。如此廣泛的知識(shí)面需要小組成員分工合作，在最少的時(shí)間內(nèi)掌握相關(guān)的知識(shí)，這就需要學(xué)生之間有良好的協(xié)作。對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改進(jìn)。依托程序設(shè)計(jì)競賽的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)教師課堂上的授課方式3。四、結(jié)語綜上所述，通過引入依托程序設(shè)計(jì)競賽的學(xué)生培養(yǎng)模式，能夠滿足當(dāng)前大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力及應(yīng)用型人才的要求。以賽促學(xué)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，增強(qiáng)學(xué)生的交流及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為學(xué)生的將來進(jìn)一步學(xué)習(xí)或進(jìn)入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1蔡琴，張凱.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在軟件工程教學(xué)