工程教育下的面向對象程序設計課程改革

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摘要：工程教育認證是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要依據。在工程教育認證背景下，為提高面向對象程序設計課程質量，對該課程進行教學過程質量監控，實現課程的持續改進，從而建立更優質的計算機專業課程體系，向更優質的計算機專業人才培養體系邁進。

關鍵詞：工程教育認證；面向對象程序設計；課程改進

1引言

以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟的蓬勃發展，對工程科技人才提出了更高要求。2015年10月，中國工程教育專業認證協會成立，是由工程教育相關的機構和個人組成的全國性社會團體。認證協會致力于通過開展工程教育專業認證，提高我國工程教育質量，為工程教育改革和發展服務，為工程教育適應政府、行業和社會需求服務，為提升中國工程教育國際競爭力服務。為適應產業形勢與社會形態的變化，工程教育認證背景下的高校專業人才培養應不斷反思、不斷改進。面向對象程序設計課程是計算機相關專業的必修課，其工程實踐性很強，具有綜合能力培養方面的教學優勢，對學生能力素質的培養具有一定的可見性。它不僅為學生今后學習專業課打下堅實的理論基礎和技術基礎，而且為軟件開發、程序設計提供必要的理論、方法和工具，是計算機相關專業課程體系的重要組成部分。在工程教育認證背景下，對該課程進行教學過程質量監控，實現課程的持續改進，非常有助于建立更優質的計算機專業課程體系，從而向更優質的計算機專業人才培養體系邁進。

2教學大綱中規定的課程目標與畢業要求指標點的對應關系

學生的畢業要求是制定教學計劃和進行課程考核的基礎，教學大綱中規定的課程目標與畢業要求指標要形成一定的對應關系，合理的課程目標應結合行業形勢，把握行業需求，培養行業、社會需要的專業人才。參考工程教育認證12條標準，面向對象的程序設計課程畢業要求包括：設計/開發解決方案、研究。對應的指標點及課程目標為以下的對應關系。

2.1針對復雜工程問題，設計滿足特定需求的系統、單元或流程的能力

在分析問題、開發方案的維度上，計算機專業人才應能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論；并且能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。因此，結合專業要求以及課程自身特性，學生應在面向對象程序設計課程中熟悉面向對象的編程思想、方法和技術，具備軟件開發技能，具備軟件系統的設計和開發能力，從而能夠在項目中運用面向對象思想分析需求、開發方案。

2.2基于科學原理，采用科學方法對復雜工程問題設計實驗的能力

實際工程項目中會遇到許多復雜的問題，需要通過科學的研究思路和方式來取得進展。因此，要求學生能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括掌握面向對象程序設計的基本知識和基本技能，包括：類與對象、封裝、繼承、重載、多態、I/O流、模板、UML等；能夠應用面向對象思想和方法解決實際問題，能夠針對計算機軟硬件系統中存在的復雜工程問題，運用面向對象的知識與技能，提出有效的解決方法；掌握計算機學科的基本思維方法,并能運用工程基礎知識和本專業的基本理論知識解決；掌握設計和實施工程實驗的方法，具備一定的工程實踐能力，掌握基本的創新方法，具有綜合運用專業知識和技術手段進行系統開發的能力。

3課程考核方式

支撐指標點的課程目標考核方式及其權值分配，將整個考核分為兩個部分：平時情況與期末考試，平時的情況主要分為：課堂表現、課堂考勤、課外學習、課外作業，相應的權值為0.05、0.10、0.15、0.20；期末的主要分為四個大題：第一題，面向對象程序設計方法；第二題，怎樣使用類和對象；第三題，算法分析與設計；第四題，數學建模、算法設計、程序設計。四道題的權值分別為：0.25、0.25、0.2、0.3。具體的權重分解是根據2.1的課程目標得出的：平時和期末試卷兩個部分的權重分別為50%、50%。其中，平時情況中各項的權重比為1:2:3:4，試卷中兩道大題的權重比為1:1。根據2.2的課程目標得出：平時和期末試卷兩個部分的權重分別為50%、50%。其中，平時情況中各項的權重比為1:2:3:4，試卷中兩道大題的權重為2:3。

4課程目標達成度分析

通過考核環節、課程的學生評測環節分別對學生的課程掌握情況、教師的教學情況進行分析。從課程考核環節的結果來看（如圖1所示），課后作業的平均分最高，說明學生普遍較為重視課后環節，在實驗過程中能夠做到認真預習，能按照教師要求完成課后作業，進行課程內容吸收的整理。期末試卷第一題和第四題的平均分相對較低，主要原因是部分學生對基礎知識掌握得不夠扎實，導致正確率偏低。第四題是關于面向對象的指針的綜合性題目，部分學生因為平時不會靈活運用指針，面向對象的知識沒有掌握扎實，加之發現問題、解決問題的能力較弱，而導致這部分失分較多，影響了此題的正確率。此外，從各考核環節結果的最大值、最小值和方差來看，期末考試除第四題外，每一題均有獲得滿分的學生，課后作業、課程實驗和期中考試的最高分也均達到或超過98分；出現最小值為0分的有課程實驗和期末考試環節第二題，說明有個別學生不重視課程實驗且考試時提交了白卷；方差最大的為期末考試第四題，說明學生掌握程度參差不齊。從課程考核情況上看，兩個課程目標達成值均超過了八成，達成情況正常。其中，“設計、開發解決方案”這一考核指標的達成情況略差一些；“研究”考核指標的達成情況較好。前者達成情況略差的主要原因與學生計算機程序設計基礎知識的掌握情況有關，說明在今后教學中應該加強學生這方面的訓練。

5課程持續改進方案

5.1教學內容的改進

在理論教學方面，積極進行教學改革與實踐，對教學內容進行科學、合理地設計，完善課件，增加介紹程序設計思想、設計方法與技術等方面的內容。基于案例組織教學內容，積累更多來自工程實際的案例，配合案例進行論證。同時鼓勵學生發現、提供一些真實的案例，增強其學習主動性。在實驗教學方面，引入一些來自科研和工程實際的設計型、綜合型實驗項目，增加大型程序的聯編聯調方面的內容。

5.2教學方法的改進

加強教學互動，注意方式、方法的靈活多樣化，變單純知識傳授為“講重點、講思路、講方法”。設計更合理的提問或討論方式與學生進行交流溝通，使學生成為課堂的主體，教師從中發揮解惑、引導、深化的作用。增加圍繞程序設計基礎知識方面的課堂測試內容，鞏固學生所學理論基礎。對重點難點內容，借助教學案例，采取動畫及多媒體教學方式，啟發學生積極思考。以問題求解為主線，引導學生完成分析問題、設計算法、編程實現、運行程序（程序調試、運行）及結果分析等程序設計與實現全過程，加強培養學生分析和解決實際問題的能力。實驗教學方面，注重訓練學生動心、動腦、動手，調動學生編程的主觀能動性，培養其發現問題、解決問題的綜合能力。加強對學生進行基礎知識和編程技巧的訓練，每次實驗前通過案例引導學生熟悉程序動態調試方法。與編程競賽相結合，利用現有的編程訓練及自動評判系統，使學生能隨時進行基礎知識訓練與測試，增強其參與實踐的熱情。

5.3考核方式的改進

目前的考核方式中，課后作業和課外學習等兩個環節考核過程過松，導致學生這部分成績區別度不大。今后，應加強對課程的考核方式進行改革，設計更加科學的綜合化考核方式。

參考文獻

[1]彭秀芬,陸克中.新工科背景下面向對象程序設計教學改革探討[J].電腦知識與技術,2018(21):186-188.

[2]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證標準[EB/OL].

作者：王霞 趙厚寶 徐小岳 趙麗娜 單位：上海立信會計金融學院