以能力为导向计算机程序设计课程教学改革

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1、以能力为导向计算机程序设计课程教学改革　　文章编号：1672-5913（2013）22-0036-04中图分类号：G642摘要：针对当前计算机程序设计课程建设面，临的两方面挑战，提出由4个等级组成的逐层递进的程序设计能力模型，构建覆盖不同能力等级的课程体系，进行一系列以提高程序设计能力为目标的教学方法改革，包括基于能力的分级教学、能力测评和考核、程序设计能力训练和提升方法、课堂授课方式的改变等，从而实现计算机程序设计课程教学从侧重知识传授到突出能力培养的转变。关键词：计算机程序设计；程序设计能力模型；教学方法改革0引言10随着计算机的不断普及其在各个专业领域日益广泛和深入的应用，

2、计算机软件作为信息系统的一种重要载体正越来越多地用于解决各专业领域的相关问题，如电子技术、材料科学与工程、物理学、化学、系统工程、机械工程等。程序设计是构造计算机软件的一项重要活动和技术形态，其核心是利用程序设计技术并借助特定程序设计语言（如Java、C++等），将专业领域问题或者应用问题抽象为计算机软件的形式，从而实现基于计算的问题求解。由于以计算机软件为核心的计算技术在许多专业领域正发挥着越来越重要的作用，扮演着极为重要的角色，因此计算机程序设计受到越来越多专业的关注和重视，被视为一种重要的基本技能，诸多大学将计算机程序设计课程列为公共基础课程。1计算机程序设计课程建设面临的

3、挑战传统上，计算机程序设计的课程教学侧重知识的传授，主要为学生讲授程序设计的基本概念和思想，介绍特定的程序设计范例（如结构化程序设计、面向对象程序设计）以及相应的程序设计语言（如C、C++等）；教学对象以计算机专业的学生为主。随着越来越多专业的学生选修计算机程序设计课程，课程教学更加关注借助程序设计技术对专业领域问题进行分析和抽象。当前计算机程序设计课程建设面临着以下两方面的挑战。1）如何实现从侧重知识传授到突出能力培养的转变。10各个专业方向关注的是如何借助程序设计技术构建相应的计算机软件，从而解决专业领域的问题。在计算机程序设计课程教学过程中，有关程序设计基本概念、思想和语言

4、的讲授是实现这一目标的基础，如何利用这些知识抽象并求解专业和应用领域中的问题，才是该课程教学的关键；因此计算机程序设计课程的教学需要将关注点从侧重知识传授转变到突出程序设计能力培养，即要培养学生使用计算技术解决专业问题的能力。2）如何满足不同专业对程序设计能力的不同需求。尽管计算机程序设计的基本概念、思想和语言独立于具体的专业领域，也与特定的问题无关，但是各个专业方向所关心的程序设计问题是不一样的。例如，数学专业关心的是如何将数学模型转换为计算模型；电子技术专业关心的是如何开发计算机软件，以实现底层电子硬件与高层信息系统之间的交互等。程序设计能力表现为多种形式，包括针对给定问题抽

5、象出相应程序的能力，基于有限的计算资源（如存储和运算资源）提高程序有效性和高效性的能力，提高程序的质量以使程序易于维护、扩展和重用的能力等。有些能力是需要具备的基本能力，有些能力则要求更高。针对上述问题，我们依托计算机程序设计课程建设，围绕能力模型、课程体系、教学方法3个方面，开展以突出程序设计能力培养为目标的教学改革与实践，强化能力训练和测评，提高计算机程序设计课程教学水平和人才培养质量。2程序设计能力模型10为了突出和强化计算机程序设计能力的培养，指导开展以能力为导向的课程教学改革，首先必须回答何为计算机程序设计能力？它表现为哪些方面？不同能力表现形式之间存在什么样的关系？能

6、力的训练和提升应遵循什么样的规律？如何表示不同专业领域对计算机程序设计能力的不同需求？为此，我们提出图1所示的计算机程序设计能力模型。计算机程序设计能力模型由4个等级组成，即初始级、技能级、工程级和创新级。每个等级反映程序设计能力的某种表现形式，因而有其特定的关注点。例如，初始级需具备程序设计语言的基本运用能力；技能级需具备对问题进行数据和算法抽象的能力，使得所开发的程序具有良好的时效性和高效性。不同程序设计能力等级之间存在依赖关系，形成一种逐层递进的能力进阶方式。例如，技能级建立在初始级基础之上，工程级需要以技能级为基础。将程序设计能力从一个等级（如初始级）提升到另一个等级（如

7、技能级），需要针对目标等级的特定关注点，循序渐进地进行能力提升。1）初始级。初始级的程序设计能力具体表现为：掌握计算机程序设计的基本概念和知识；掌握一门或多门计算机程序设计语言；具备程序设计语言的基本运用能力；具有编写百行规模程序的能力；能熟练使用工具或环境对所编写的程序进行调试和分析。该等级反映了计算机程序设计能力的最基本水平，也是计算机程序设计课程教学需要达到的基本目标。这一等级通常面向非信息类专业的学生，他们应通过计算机程序设计课程的学习，具备初始级的程序设计能力。2）技能