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摘 要:在深入理解“卓越工程师教育培养计划”下的本科学生培养目标及定位的基础上,以天津商业大学热能与动力工程卓越班为例,选取“高级语言程序设计”为研究对象,根据我校该课程的教学现状,分析了课程特点,从师资队伍建设,教学理念,教学方法及考核机制等方面进行了相应探讨,总结出了一些切实可行的教学改革措施。
关键词:卓越计划 高级语言程序设计 教改研究
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(a)-0180-02
热能与动力工程专业是天津商业大学特色专业,学校积极响应教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)的号召,成立了热能与动力工程卓越工程师班(以下简称“卓热能”)。“卓越计划”提出了一种新的教育质量观念:高等学校的人才培养应当以社会需求为导向,人才培养质量应当以适应经济社会发展需求为标准。它突出了知识的应用和创新,蕴含了人才培养应当以综合素质和创新能力培养为核心的观念。这就要求高等院校具备适应时代要求和工程技术发展要求的培养理念和课程体系。学校培养的人才不但要掌握工程技术,而且要有价值理性的引导,要通过人文社会科学及企业管理精神熏陶,懂得工程技术价值和意义[1,2]。针对卓热能的高级语言程序设计课程,任课教师在不断的改革教学体系,取得了一定的教學成果。然而,下一步该如何深化教学改革?笔者,预从课程特点与现状,师资队伍建设,教学理念,教学方法及考核机制等方面谈谈高级语言程序设计课程的教改研究。
1 课程特点与现状
在实施热能与动力工程专业“卓越计划”的过程中,我校将“高级语言程序设计”课程安排在8~19周,共计48学时(理论24学时,上机24学时),讲解的内容是C/VC语言。目前,这门课程面临的改革形势较为紧迫,主要表现在以下几点。
(1)课程的学时较少,相关领域发展很快,要为后续专业仿真垫下基础,授课难度较大。
(2)如何在短时间内提高学生的编程能力,也是一个亟待解决的问题。
2 加强师资队伍建设是关键
如何培养出实际工程项目开发能力,创新能力,实践动手能力的卓越工程师,教师的选取是培养卓越工程师的首要问题。
(1)任课教师对卓热能课程的定位要准、理解和把握要充分。
老师只有有一桶水,才能教给学生一碗水,教得了学生不等于教得好学生,学生的评教正说明了此问题。根据卓越计划培养人才的需求,高级语言程序设计课程对教师的要求是:“复合型”的教师—— 既要精通这门课程,还要有3年以上实际项目开发经验;或者具有工程实践背景的工程技术人才充实到教师队伍中,打造一支素质、能力优良的“双师型”师资队伍。既鼓励有实践经验、有学术水平的工程师到学校兼职任教;又鼓励工科教师到企业兼职,发挥知识技能互补,相互学习提高。
(2)上好高级语言程序设计的第一节课至关重要。
第一节课的重点是激发学生的兴趣,因为兴趣是最好的老师。首先可以用程序结果展示,或历届参赛1作品展示,激发学生兴趣,让学生知道C语言的强大功能,C语言也能各种大事,通过幻灯片向学生展示利用C语言我们能编写各种软件,并给学生演示若干作品画面,向学生展示用C语言开发软件作品,计算器,音乐播放器,俄罗斯方块,这些小游戏是电脑,手机上可以玩的经典游戏,相信这时有些学生已心潮澎湃了,太棒了!我等不及了,恨不得立刻学好C语言。
(3)教师要会强调C语言的重要性。
大部分同学会问“C语言都落伍了,人家都学Java、C#”,这就要向学生强调C语言的重要性。可以明确的告诉提这种问题的学生:这种想法是一个误解,从学习层面来讲,技术没有落伍不落伍的说法。不要以为不同语言实现这些不同的目标时是多么的不同。举例来说,网络编程无论是在C中还是Java中还是.net中都是一个样子(端口、connect、recv、send、listen等等),数据库开发在C、Java、.net、VB、Delphi中也是一个套路(数据库连接、编译的SQL、参数化SQL、结果集、游标等等),Web开发在C、Java、.net、PHP中也都是面对的同样的东西(生成HTML、请求参数处理、Session、Cookie、Http报文等等),总之一句话,“万变不离其宗,一通百通”。更形象的一个比喻就是“难道通用汽车倒闭了,所有开通用车的司机都下岗了吗?当然不是,人家司机随便找个别的车熟悉一下就能上手!”语言都是相通的,C语言是学生今后学好后继课程的基础,比如数据结构,C++,C#,JAVA,仿真建模等。语言再更新,可程序设计的本质是相通的。请同学们把精力放到学以致用上,而不要过分追求“有前途”的新语言上。
3 转变教学理念
(1)结合卓越计划适当引入双语教学。
高级语言设计双语教学的必要性和可行性:英语是理工科学生今后在国际舞台上开展工程实践和学术交流等能力的必要工具,要想成为卓越工程师,一定要紧跟国外程序设计发展的潮流,及时准确的反映发展方向。此外,高级语言设计(C语言)是基于英语设计的一种程序设计语言,因此教学中引入双语能更好的理解和把握其实质,达到更好的教学效果。而且使用双语教学便于提高学生的英语学习能力,为日后学生在工程设计上,起到良好的铺垫作用。
(2)C语言与Matlab,proteus软件的融合,引入仿真教学。
众所周知,MATLAB是一个功能强大的数学软件,擅长于用矩阵运算完成各种数学功能,是热能与动力工程必会的仿真建模软件,但是其程序需要在MATLAB环境下解释执行,效率不高。如果能将它强大的函数库用于C语言,利用C来编译执行,MATLAB将能发挥更大的作用。其仿真建模可以包括:流程图、指示图、趋势图、电气接线图、控制功能、报警和帮助等多种功能画面。热能与动力工程的机组模型大多依据质量、能量、动量平衡基本原理,安排多个传质、传热、动量传递及反应的过程,用C语言与matlab的融合可以进行由简单到复杂的过程仿真实训。同样可用Proteus软件进行虚拟仿真调试,这即让学生了解本专业的特点,同时也会增加学生高级语言程序设计的学习兴趣,同时也符合卓越计划的人才培养理念—— “学以致用”,仿真实训教学可以体现“知识是基础,实践和技能是重点”的教学特点,在仿真建模过程中,学生的学习兴趣、积极性会明显提高,这也算是培养卓越人才的捷径。 (3)与其它学科及技术的融合[3]。
在教学过程中,将C语言与数学中的代数系统、集合论、图论结合,进一步解决高等数学、概率统计、线性代数、几何等数学问题,在提高学生兴趣的同时,也巩固了所学的知识。
也可以融合一些技术,比如CPS计划、C51单片机技术及新的物联网技术等,学生会更感兴趣。但在课堂上,如何深入浅出的完成教学,做好学科的融合又不拖延学时,教师需要把握好这个度。
4 采用新的教学方法
(1)现场编程教学法。
将VC++6.0实验平台搭建于课堂之上,在理论知识讲授后,通过精选案例,教师与学生一起分析算法描述,让学生随堂写代码,并同步编写程序,然后调试和运行程序,使抽象的程序通过实际运行得以实现,让学生眼见为实,所见即所得,减弱了程序设计的抽象性,教师可随机进行点评,及时纠正学生的常见错误,加深学生的印象,学生会较轻松地逐步掌握程序设计的一般方法步骤。
(2)项目驱动法。
在项目的实施过程中,教师作为一个解答者引导者,充分发挥学生的主体作用,既培养了学生的学习兴趣,也使学生的编程能力有一个突破性的提高。以简单、常见、常用的员工绩效考核管理系统为例,说明理论知识和实际项目的结合。从项目需求与知识点的对应上,明确的体现了项目驱动法有助于提高学生分析问题。
(3)增加课外实践,培养学生自学能力。
开展课外实践,不仅可以弥补课内实验的不足,还可以充分挖掘学生的学习潜能,培养学生的创新能力,是课堂学习的有效补充和延伸。课外实践是在课堂之外进行的,所以项目方案的设计、程序调试、运行分析以及调试过程中遇到的各种问题,均需要学生自己独立解决。因此,与课堂实验相比,课外实验更能发挥学生在学习活动中的积极主动性,更有利于培养学生的独立工作能力,在发挥学生在学习活动中的主体作用和教师的主导作用等方面,均有不可替代的重要作用[4]。
5 改革考核机制
(1)打破单一的考试模式。
对于C语言的考试教师可以增加无纸化考题的类型,甚至增加口试的考试机制,以从多方面,多角度的来正确评价学生的学习效果。
(2)开设程序设计周,检验学生的综合应用能力。
为避免了高分低能,专门为该课程开设一个程序设计专周,用以检验综合应用能力及项目开发能力。同时建议学生的期末考试成绩由40%基础知识,30%程序设计基础实验,30%综合设计能力三项合成。教师可以结合多次的考评成绩来综合分析。
6 结语
在国家“卓越工程师教育培养计划”的号召,高级语言程序设计(C语言)的教学改革迫在眉睫。本文中提到的师资队伍建设,教学理念,教学方法及考核机制等等改革方法,具有价值理性的导向,学生的学习兴趣定会大大提高,在项目的开发过程中,有助于提高实践动手能力和创新能力,是值得借鉴的改革方案。
参考文献
[1] 王浩程.面向卓越工程师培养构建现代工程实训平台[J].中國大学教学,2011(6):83-85.
[2] 姜树余.天津商业大学热能与动力工程特色专业建设模式[J].经济研究导刊,2010(3):260-261.
[3] 闫红岩.“C语言程序设计”与计算机相关课程的融合教学与实践[J].计算机教育,2011(13):58-62.
[4] 彭治国.基于“卓越计划”下的C语言程序设计实验教改研究[J].装备制造技术,2012(7):225-227.
关键词:卓越计划 高级语言程序设计 教改研究
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(a)-0180-02
热能与动力工程专业是天津商业大学特色专业,学校积极响应教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)的号召,成立了热能与动力工程卓越工程师班(以下简称“卓热能”)。“卓越计划”提出了一种新的教育质量观念:高等学校的人才培养应当以社会需求为导向,人才培养质量应当以适应经济社会发展需求为标准。它突出了知识的应用和创新,蕴含了人才培养应当以综合素质和创新能力培养为核心的观念。这就要求高等院校具备适应时代要求和工程技术发展要求的培养理念和课程体系。学校培养的人才不但要掌握工程技术,而且要有价值理性的引导,要通过人文社会科学及企业管理精神熏陶,懂得工程技术价值和意义[1,2]。针对卓热能的高级语言程序设计课程,任课教师在不断的改革教学体系,取得了一定的教學成果。然而,下一步该如何深化教学改革?笔者,预从课程特点与现状,师资队伍建设,教学理念,教学方法及考核机制等方面谈谈高级语言程序设计课程的教改研究。
1 课程特点与现状
在实施热能与动力工程专业“卓越计划”的过程中,我校将“高级语言程序设计”课程安排在8~19周,共计48学时(理论24学时,上机24学时),讲解的内容是C/VC语言。目前,这门课程面临的改革形势较为紧迫,主要表现在以下几点。
(1)课程的学时较少,相关领域发展很快,要为后续专业仿真垫下基础,授课难度较大。
(2)如何在短时间内提高学生的编程能力,也是一个亟待解决的问题。
2 加强师资队伍建设是关键
如何培养出实际工程项目开发能力,创新能力,实践动手能力的卓越工程师,教师的选取是培养卓越工程师的首要问题。
(1)任课教师对卓热能课程的定位要准、理解和把握要充分。
老师只有有一桶水,才能教给学生一碗水,教得了学生不等于教得好学生,学生的评教正说明了此问题。根据卓越计划培养人才的需求,高级语言程序设计课程对教师的要求是:“复合型”的教师—— 既要精通这门课程,还要有3年以上实际项目开发经验;或者具有工程实践背景的工程技术人才充实到教师队伍中,打造一支素质、能力优良的“双师型”师资队伍。既鼓励有实践经验、有学术水平的工程师到学校兼职任教;又鼓励工科教师到企业兼职,发挥知识技能互补,相互学习提高。
(2)上好高级语言程序设计的第一节课至关重要。
第一节课的重点是激发学生的兴趣,因为兴趣是最好的老师。首先可以用程序结果展示,或历届参赛1作品展示,激发学生兴趣,让学生知道C语言的强大功能,C语言也能各种大事,通过幻灯片向学生展示利用C语言我们能编写各种软件,并给学生演示若干作品画面,向学生展示用C语言开发软件作品,计算器,音乐播放器,俄罗斯方块,这些小游戏是电脑,手机上可以玩的经典游戏,相信这时有些学生已心潮澎湃了,太棒了!我等不及了,恨不得立刻学好C语言。
(3)教师要会强调C语言的重要性。
大部分同学会问“C语言都落伍了,人家都学Java、C#”,这就要向学生强调C语言的重要性。可以明确的告诉提这种问题的学生:这种想法是一个误解,从学习层面来讲,技术没有落伍不落伍的说法。不要以为不同语言实现这些不同的目标时是多么的不同。举例来说,网络编程无论是在C中还是Java中还是.net中都是一个样子(端口、connect、recv、send、listen等等),数据库开发在C、Java、.net、VB、Delphi中也是一个套路(数据库连接、编译的SQL、参数化SQL、结果集、游标等等),Web开发在C、Java、.net、PHP中也都是面对的同样的东西(生成HTML、请求参数处理、Session、Cookie、Http报文等等),总之一句话,“万变不离其宗,一通百通”。更形象的一个比喻就是“难道通用汽车倒闭了,所有开通用车的司机都下岗了吗?当然不是,人家司机随便找个别的车熟悉一下就能上手!”语言都是相通的,C语言是学生今后学好后继课程的基础,比如数据结构,C++,C#,JAVA,仿真建模等。语言再更新,可程序设计的本质是相通的。请同学们把精力放到学以致用上,而不要过分追求“有前途”的新语言上。
3 转变教学理念
(1)结合卓越计划适当引入双语教学。
高级语言设计双语教学的必要性和可行性:英语是理工科学生今后在国际舞台上开展工程实践和学术交流等能力的必要工具,要想成为卓越工程师,一定要紧跟国外程序设计发展的潮流,及时准确的反映发展方向。此外,高级语言设计(C语言)是基于英语设计的一种程序设计语言,因此教学中引入双语能更好的理解和把握其实质,达到更好的教学效果。而且使用双语教学便于提高学生的英语学习能力,为日后学生在工程设计上,起到良好的铺垫作用。
(2)C语言与Matlab,proteus软件的融合,引入仿真教学。
众所周知,MATLAB是一个功能强大的数学软件,擅长于用矩阵运算完成各种数学功能,是热能与动力工程必会的仿真建模软件,但是其程序需要在MATLAB环境下解释执行,效率不高。如果能将它强大的函数库用于C语言,利用C来编译执行,MATLAB将能发挥更大的作用。其仿真建模可以包括:流程图、指示图、趋势图、电气接线图、控制功能、报警和帮助等多种功能画面。热能与动力工程的机组模型大多依据质量、能量、动量平衡基本原理,安排多个传质、传热、动量传递及反应的过程,用C语言与matlab的融合可以进行由简单到复杂的过程仿真实训。同样可用Proteus软件进行虚拟仿真调试,这即让学生了解本专业的特点,同时也会增加学生高级语言程序设计的学习兴趣,同时也符合卓越计划的人才培养理念—— “学以致用”,仿真实训教学可以体现“知识是基础,实践和技能是重点”的教学特点,在仿真建模过程中,学生的学习兴趣、积极性会明显提高,这也算是培养卓越人才的捷径。 (3)与其它学科及技术的融合[3]。
在教学过程中,将C语言与数学中的代数系统、集合论、图论结合,进一步解决高等数学、概率统计、线性代数、几何等数学问题,在提高学生兴趣的同时,也巩固了所学的知识。
也可以融合一些技术,比如CPS计划、C51单片机技术及新的物联网技术等,学生会更感兴趣。但在课堂上,如何深入浅出的完成教学,做好学科的融合又不拖延学时,教师需要把握好这个度。
4 采用新的教学方法
(1)现场编程教学法。
将VC++6.0实验平台搭建于课堂之上,在理论知识讲授后,通过精选案例,教师与学生一起分析算法描述,让学生随堂写代码,并同步编写程序,然后调试和运行程序,使抽象的程序通过实际运行得以实现,让学生眼见为实,所见即所得,减弱了程序设计的抽象性,教师可随机进行点评,及时纠正学生的常见错误,加深学生的印象,学生会较轻松地逐步掌握程序设计的一般方法步骤。
(2)项目驱动法。
在项目的实施过程中,教师作为一个解答者引导者,充分发挥学生的主体作用,既培养了学生的学习兴趣,也使学生的编程能力有一个突破性的提高。以简单、常见、常用的员工绩效考核管理系统为例,说明理论知识和实际项目的结合。从项目需求与知识点的对应上,明确的体现了项目驱动法有助于提高学生分析问题。
(3)增加课外实践,培养学生自学能力。
开展课外实践,不仅可以弥补课内实验的不足,还可以充分挖掘学生的学习潜能,培养学生的创新能力,是课堂学习的有效补充和延伸。课外实践是在课堂之外进行的,所以项目方案的设计、程序调试、运行分析以及调试过程中遇到的各种问题,均需要学生自己独立解决。因此,与课堂实验相比,课外实验更能发挥学生在学习活动中的积极主动性,更有利于培养学生的独立工作能力,在发挥学生在学习活动中的主体作用和教师的主导作用等方面,均有不可替代的重要作用[4]。
5 改革考核机制
(1)打破单一的考试模式。
对于C语言的考试教师可以增加无纸化考题的类型,甚至增加口试的考试机制,以从多方面,多角度的来正确评价学生的学习效果。
(2)开设程序设计周,检验学生的综合应用能力。
为避免了高分低能,专门为该课程开设一个程序设计专周,用以检验综合应用能力及项目开发能力。同时建议学生的期末考试成绩由40%基础知识,30%程序设计基础实验,30%综合设计能力三项合成。教师可以结合多次的考评成绩来综合分析。
6 结语
在国家“卓越工程师教育培养计划”的号召,高级语言程序设计(C语言)的教学改革迫在眉睫。本文中提到的师资队伍建设,教学理念,教学方法及考核机制等等改革方法,具有价值理性的导向,学生的学习兴趣定会大大提高,在项目的开发过程中,有助于提高实践动手能力和创新能力,是值得借鉴的改革方案。
参考文献
[1] 王浩程.面向卓越工程师培养构建现代工程实训平台[J].中國大学教学,2011(6):83-85.
[2] 姜树余.天津商业大学热能与动力工程特色专业建设模式[J].经济研究导刊,2010(3):260-261.
[3] 闫红岩.“C语言程序设计”与计算机相关课程的融合教学与实践[J].计算机教育,2011(13):58-62.
[4] 彭治国.基于“卓越计划”下的C语言程序设计实验教改研究[J].装备制造技术,2012(7):225-227.