打造“程序设计第二课堂”,开拓计算机教育新视野

随着信息技术的飞速发展,以互联网和移动通信为必要生活条件的人数已达到数十亿,其中蕴含着巨大的科研和商业潜力,更标志着当今世界已经迈进了“群体软件工程”时代。

为了使大学生能够参与到“群体软件工程”之中,并且从中取得收获,就必须提高大学生的程序设计水平。然而,随着各高校招生质量的逐年提升,越来越多的学生在高中就具备了深厚的程序设计基础,甚至有很多同学具有国际信息类竞赛的获奖经历,进入大学后,日常的程序设计课程教学已经无法满足哲学同学对提高程序设计水平的要求^[1]。在这样的大背景下,为了深入实践以改革创新为核心的时代精神,就要求各高校,尤其是高校计算机专业解放思想、大胆创新,采用切实可行的方法辅助日常教学,全面提升学生的程序设计水平^[2]。

2002年,在中国科学院院士李未教授的倡议和推动下,北京航空航天大学开始强化六门核心基础课程的教学,程序设计课程也位列其中,充分体现了北航对培养学生程序设计能力的重视。历经十年的艰苦努力,目前北航学生的程序设计水平已在全国高校中名列前茅。但是,客观地分析,北航在ACM程序设计竞赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛等被社会普遍认可的竞赛中成绩还不甚理想,学生的程序设计水平也有进一步提高的空间。因此,为了更好地配合程序设计类课程教学,培养高素质创新人才,展示大学生程序设计水平,推动成果转化,作为北航计算机学院的辅导员,我们充分利用现有资源,在本科一二年级范围内开展了“程序设计第二课堂”活动^[3],在培养学生程序设计能力的同时,积极鼓励学生参与科技竞赛和创新实践活动。

1 完善体制,创新方法

“程序设计第二课堂”的规模大约在500人左右,为了有效开展活动,我们在体制上形成了“六化”,在方法上形成了“六结合”。

基地化,技术培训与学校设施、社会力量相结合。

本科生的程序设计培训具有显著的实践性,需要建立比较稳定的实践基地,可以包括实验室、科研组织、社会机构、大型企业等。我们根据学校的实际情况,与实验中心形成共建体系,建立学生专时专用的实践基地;同时与包括Google、百度、联想等在内的各大企业建立良好的合作关系,邀请他们到学校进行技术培训;另外我们充分立足实验室资源,积极邀请各大实验室的一线青年教师进行授课,拉近了实验室和同学们的距离。

长期化,技术培训与人生规划及素质拓展相结合。

为了有效提升学生的程序设计水平,“程序设计第二课堂”必将作为长期坚持下去的活动,同时要求参与的学生也要进行长期学习,并根据不同学生的特点因材施教,与学生的人生规划紧密结合。

日常化,技术培训与日常教学和科研项目相结合。

“程序设计第二课堂”的课程与大一、大二的日常教学紧密结合,既能提高学生的整体水平,也能提高学习成绩;同时,为了训练学生思维,“程序设计第二课堂”将大多采用竞赛培训的模式,课程内容背景涉及广泛、题材新颖独特,主要体现方法学的运用,并不局限于某种语言或者技术本身的学习。另外在适当的条件下,学生还可以参与到一些实验室科研项目的工作之中,提前体验科研工作的紧张感和充实感。

精干化,技术培训与兴趣小组相结合。

为了提升学生参与科技创新活动的兴趣,我们通过选拔的方式将最优秀的同学集中在一起,形成兴趣小组,全面提升数学、物理、形式逻辑、算法、数据结构、数据库、软件工程、程序设计等方面的基础和能力,同时进行“群体软件工程”的尝试,让他们参与尝试App Store、Android Market以及中国移动Mobile Market的应用开发。

多元化,技术培训与成果转化相结合。

“程序设计第二课堂”的成果是多元化的,我们大胆尝试探索专业融合的道路,结合各个学院优势力量,寻求程序设计竞赛和创新实践活动的新突破,突出专业互补性,开发创新思维能力,最大限度提高参赛团队的综合竞争力;另外我们加大了论文和专利的关注力度,计划形成专门的团队进行理论研究,致力于论文、专利成果。

制度化,技术培训与规范制度相结合。

通过建立完善的奖惩制度,对积极参与本项工作的指导教师及对积极参与科技实践活动的学生,按照学校有关的奖励制度给予奖励。

2 形式多样,因材施教

2.1 课堂教学

课堂教学是“程序设计第二课堂”最为主要的活动形式,目前主要开设两门课程：

2.1.1 程序设计思想

本课程主要目的是对学生上课学习到的知识进行巩固和深化,能够让学生更好的使用知识。教学方法是以习题为主,通过解决具体问题来锻炼学生。内容包括程序设计入门、数组与控制流、函数与结构体等内容,主要求解日常常见的问题,包括排序、动态规划、高精度算法、大数计算等等。

2.1.2 WEB开发技术概论

课程遵循“项目驱动式”的授课思路,围绕“BUAA PHOTO GALLERY(一个轻量级图片库)”这一项目。从方案设计、页面架构(Div布局与CSS编写)、JS脚本编写、JQuery运用入手,让同学体验一个完整项目的整个设计流程。课程的内容(设计、代码等)均围绕本项目展开。主要技术内容包括：(X)HTML基础、基本标签;JavaScript脚本语言基础;DIV+CSS网页布局基础;Ajax异步脚本技术。

2.2 技术沙龙

技术沙龙活动不定期开展,由主办方在每期活动之前三周定下本期技术交流讨论主题。选题范围不限,但需要在具有一定技术性的同时易于同学掌握与理解。定题之后,提前一至两周公布本期沙龙主题,并公布与本话题相关的技术资料供参与者阅读学习,同时接受网上报名。沙龙活动以茶话会式的讨论为主。活动开始后,主讲人围绕本期话题进行相关展示(PPT为主,时间不超过20分钟);主讲人展示完毕,围绕沙龙话题,与会者与主讲人做即兴交流,畅谈自己对本期话题的理解,畅想相关技术的其他应用前景;根据话题特点,适当安排有奖问答,现场体验环节,活跃氛围。

2.3 竞赛培训

根据本次活动报名的情况,经过笔试选拔出约30名基础较好的同学,组成竞赛培训班,聘请优秀教师(包括外校有竞赛经验的教师、本校优秀的青年教师和对教学有热情和经验的退休教师)进行有针对性的辅导,根据不同的竞赛,每周固定时间、固定地点进行讨论和训练。

3 阶段性进展

3.1 授课情况

自2011年10月“程序设计第二课堂”开课以来,每周日均安排授课,每次课程保持在一个半小时左右,根据同学们的反馈,效果非常理想。在上课讲解的过程中,学生的提问非常踊跃,在课间也会对课程内容进行一些讨论。“WEB开发技术概论”课程安排学生完成了两次课堂网页设计项目——“网页版IE9浏览器”与个人介绍网页,通过充满趣味性与实用性的网页项目,在帮助同学们巩固所学的过程中,讲授更深层的理论与技术。

3.2 取得成果

参与“程序设计第二课堂”的学生在2011年度ACM程序设计竞赛中国各大赛区的比赛中,共获得2银2铜的成绩,是北航参与该项竞赛以来所获得的最好成绩,2010年度仅获得2面铜牌。

参与“程序设计第二课堂”的学生在2011年度ACM程序设计竞赛北航校赛中,斩获了全部奖项的3/5。

共有50余名学生已受到北航各大实验室的直接指导,并组成了约15个兴趣小组进行了“群体软件工程”的开发尝试。

4 结语

当今的时代背景对辅导员的工作提出了更高的要求,在做好思想政治教育工作的基础上,辅导员应该更多地参与到有利于学生发展的其它工作之中,开拓工作的新视野。“程序设计第二课堂”就是我们做出的一次全新尝试,也获得了一些阶段性成果,我们更希望通过这样的尝试,能够推动高校程序设计课程教学的创新和改革。

参考文献

[1]孙宣东,路璐,明俊峰.从ACM/ICPC看计算机算法设计教学改革[J].广东工业大学学报(社会科学版),2005(增刊):226-227.

[2]何洁.独立学院计算机程序课程教育改革的探讨[J].计算机教育,2008(16): 43-44.

[3]魏志渊,楼程富,毛一平.高校第二课堂活动设计与探索[J].高等理科教育,2005(4):73-75.

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