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创新创业课程《程序设计基础》的改进与实施

时间:2022-05-06 13:35:04 浏览次数:


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摘  要:近年来,国家高度重视大学生创新创业活动和创新创业教育,各高校也开始在课程体系融入创新创业教育的培养元素,以培养和提高学生创新创业意识。文章以创新创业课程《程序设计基础》为例,介绍了面向产出导向的课程目标设计以及在课程内容、课程考核方式等方面的改進措施及实施效果,为在专业基础课程的教学过程中培养学生创新意识进行了实践探索。

关键词:创新创业教育;面向产出;课程目标;课程内容;改进措施

中图分类号:G642         文献标志码:A         文章编号:2096-000X(2019)26-0024-04

Abstract: In recent years, the state attaches great importance to college students" innovation and entrepreneurship activities and education. Colleges and universities have begun to integrate the training elements of innovation and entrepreneurship education into the curriculum system to cultivate and improve students" awareness of innovation and entrepreneurship. In this paper, by taking the innovation and entrepreneurship course "Programming Fundamentals" as an example, the author introduces curriculum objective design based on OBE(Outcome Based Education), the improvement measures and implementation results of curriculum content, curriculum assessment methods, etc., which explore the practice of cultivating students" innovation awareness in the teaching process of fundamental courses.

Keywords: innovation and entrepreneurship education; Outcome Based Education; curriculum objective; curriculum content; improvement measures

一、高校创新创业课程的发展背景

近年来,国家高度重视大学生创新创业活动和创新创业教育。2015年《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》(国发〔2015〕32号)指出,全面面向全社会大力支持、大力推进创新创业[1];十八大报告指出,创新创业活动是促进经济发展方式转变的重要途径,强调“要鼓励创业”“支持青年创业”;教育部在《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》中指出:“在高等学校开展创新创业教育,积极鼓励高校学生自主创业,是教育系统深人学习实践科学发展观,服务于创新型国家建设的重大战略举措;是深化高等教育教学改革,培养学生创新精神和实践能力的重要途径;是落实以创业带动就业,促进高校毕业生充分就业的重要措施”。

创新创业课程建设是开展创新创业教育改革的主要途径[2]。学校创新创业教育课程体系建设的基本内容和要求是以培养和提高学生创新创业意识、创新创业精神和创新创业能力为导向,积极推进教学内容、教学方法和考核评价方法改革,构建具有学校特色的全覆盖、分层次的创新创业教育课程体系。根据学分制本科培养方案,学校创新创业教育课程体系在通识教育平台课程、学科基础平台课程、专业模块课程、课内实践模块课程、科技创新模块课程和素质拓展模块课程中进行培育建设。根据课程属性分为理论教学课程和实践教学课程两类,根据建设内容及要求不同,分为A、B、C三个等级建设,A级主要在专业课程(含实验实践)中设置,B级主要在学科基础课程(含实验实践)中设置,C级主要在通识教育课程(含实践)中设置,并与学院类型、专业特色及课程建设现有水平相挂钩。《程序设计基础》作为B类的创新创业课程,主要从课程目标、课程内容和考核方式等方面进行了针对性的改进。

二、课程目标的改进

课程目标是指课程本身要实现的具体目标和意图[3]。它规定了学生通过课程学习以后,在发展品德、智力、体质等方面期望实现的程度,它是确定课程内容、教学目标和教学方法的基础。从某种意义上说,所有教育目的都要以课程为中介才能实现。事实上,课程本身就可以被理解为是使学生达到教育目的的手段。所以说,课程目标是指导整个课程编制过程最为关键的准则,也是面向产出的课程实施关键内容[4]。确定课程目标,首先要明确课程与教育目的和培养目标的衔接关系,以便确保这些要求在课程中得到体现。

《程序设计基础》是软件工程、物联网工程、数据科学与大数据技术专业的一门学科基础课。本课程在培养学生计算思维、程序设计、分析和理解能力以及通过程序设计解决实际问题能力等方面具有重要作用。通过课堂教学、实验教学以及课后作业等环节培养学生程序设计基础应用能力以及创新意识与自我学习能力,支撑专业毕业要求中相应指标点的达成。本课程的课程目标如下,其支撑的毕业要求指标点如表1所示。

课程目标1:掌握程序基本、构造数据类型(数组、结构体等)、程序输入输出及流程控制语句(if、if…else、switch语句,while、for、do…while语句,break、continue语句等)的使用,能够熟练阅读包含多控制语句和多数据类型的程序段,并能够对执行流程和数据量值进行動态跟踪。

课程目标2:理解并掌握模块化程序(函数)的基本思想和设计方法,能够熟练辨析程序模块(函数)之间的主被调用、执行返回和数据传递关系并能够设计模块化的程序。

课程目标3:理解程序与内存的关系,熟知静态、动态内存分配的区别,掌握程序设计中直接和间接内存访问方法,能根据实际问题的需求动态使用内存空间进行程序设计。

课程目标4:理解结构化程序设计的基本思想,养成基于计算机的问题求解思维,能够运用自顶向下、逐步求精的程序设计方法对实际问题进行分析,且设计至少一种实现算法并用流程图进行描述。

课程目标5:熟练掌握程序设计集成开发工具,并能够运用工具进行代码编辑、程序编译、动态调试和程序结果观察。

课程目标6:养成良好的编程习惯,能够在标识符命名、函数定义、代码样式等方面遵循良好的编码规范。

三、课程内容的改进

在课程内容改进之前,定性分析了各传统知识点与学生成绩、编程能力的相关性。对2016级所带班级学生《程序设计基础》考试成绩的进行了数据整理。

1. 首先对2016级《程序设计基础》考试试卷按主要知识点进行了分解。具体为的数据样本为162071、162072以及162073班学生考试成绩,按照知识点进行了分解和整理,整理后的数据一共包含106个学生、848个知识点分解数据。分解后的部分学生成绩数据如表2所示。

2. 在整理含106个学生、848个知识点分解数据的基础上,课题组进行了初步的分析,如学生的平均得分、每个知识点的得失分、失分比率以及各知识点实际得分与应得分的比较统计图,如表3、图1所示。

综合以上的数据,发现原有课程内容以知识模块为主,即课程内容的设计更多偏向于知识的介绍,而对程序设计能力和创新意识的培养存在不足。因此,经过课程组的讨论,在原有程序设计基础知识的课程内容基础上,经过梳理和程序设计相关的能力要素,以及综合创新意识的培养要求,最终增加支撑相关能力形成的课程讲授和课后作业、实验练习,具体包括程序阅读、程序补全、变量跟踪、控制流程设计、函数模块设计、直接内存访问、间接内存访问、多方案选择等9个能力模块。如表4所示。

以上知识模块的课程内容主要通过课堂讲授、网上自学来进行教学,而能力模块的课程内容主要通过课堂讲评、线上作业、OJ平台实验等环节来进行教学和训练。所有的作业、实验及授课内容应支撑以上所有的知识模块和能力模块。

四、课程考核方式的改进

课程改进传统的考核方式,按照形成性考核方法进行课程考核,以代替传统的一次性考核方式(只有期末考试/考核),即在课程教学进行过程中,教师通过平时作业、阶段性学习测验、专题讨论、小组学习等基本形式来对学生实施多次的、逐渐的考核,以促进学生对课程教学内容的认知和理解,避免期末考试“一锤定音式”的课程考核方式。课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价,具体计算方法如下:

五、课程改进的效果

通过对2016级的课程目标达成度进行分析,发现学生能够较好的掌握课程基本理论、基本技术和基本方法,能够编写简单数学问题处理程序,能处理单一数据类型程序,能够完成程序的调试工作。期末有2个目标达成度低于0.85。一个是模块化程序设计方法掌握不理想,数据的传递关系理解不正确。一个是动态使用内存空间进行程序设计掌握不够。一种反应情况是学生上机练习该类型题目少,导致知识点消化不够彻底,一种情况是该题目倾向于综合运用,导致同学耗费大量时间也没有调试成功。

2017级对比上一学年的考核结果,比16级整体达成度指标提高了0.014。本轮次考核题目难度分布的符合大纲要求,成绩结果基本反映出学生能够较好的掌握课程基本理论、基本技术和基本方法,能够编写简单数学问题处理程序,能处理单一数据类型程序,能够完成程序的调试工作。期末考试中各目标达成度均在0.8以上。上16级的课程目标2的达成度低于0.8,且为3个目标中达成度最差,17级经过调整,加强了函数这一部分的讲授与训练,该课程目标达到0.89。其中目标3的达成度稍差,这一类题目是关于动态使用内存空间进行程序设计。反映出学生对于使用指针与数组、结构体、链表进行程序设计不熟练。针对此问题,采取以下措施,在下一年度的授课过程中,增加指针、结构体、链表的课程学时,加大作业和实验的题量与难度。

2018级本学期引入PTA平台来加强学生的课后编程练习和基本方法的掌握,本课程采用课程考核成绩分析法,对比历史考核结果,本轮考核达成度比上一年度提高了0.008,基本反映出学生能够较好地掌握课程基本理论、基本技术和基本方法,能够编写简单数学问题处理程序,能处理单一数据类型程序,能够完成程序的调试工作。但是在期末考核中目标2的达成度下降了0.15,这是考核中对学生要求逐步提高,在本次作业、实验和期末考核中增加了函数考核的量和难度,在参数传递时增加了指针与结构体等的知识点考核,单纯就指针与结构体这一部分的知识点相对较难,再把这些知识点嵌入到函数中,难度更大,但是通过这部分的练习增加,学生的整体编程能力有所提高。从课后的学生调查情况来看,学生普遍反映函数和指针、结构体、链表的掌握还不足。

六、结束语

专业基础类创新创业课程的教学与实施,对原有的课程教学目标、教学模式、教学设计及考核方式都提出了新的要求。由单纯的知识讲授到能力培养是专业基础类创新创业课程建设的重要内涵,本课程虽然进行了一定的改进,但依然不能满足学生能力培养的需要,后续将在线上线下混合教学、MOOC+SPOC+翻转课堂等教学模式上进一步加强课程的建设和改进。

参考文献:

[1]冯媛,刘鹏.新时期高校双创教育与专业教育融合路径探析[J].高教学刊,2019,107(11):39-41.

[2]梁兰菊,闫昕,韦德泉,等.本科毕业论文写作对学生创新思维能力培养探析[J].高教学刊,2019,24:31-33.

[3]李志义,朱泓,刘志军,等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究,2014(02):29-34,70.

[4]吴劲,周帆,王瑞锦,等.OBE模式下的程序设计与算法基础课程改革探索[J].计算机教育,2019(11):86-90.

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