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［摘要］計算機類大學生實踐編程能力培養中存在教學模式單一、編程興趣不高、項目訓練不足和畢設質量不高等問題，教師應運用現代化的信息手段優化傳統的人才培養模式，通過教學理論與教學實踐相結合的研究方法，構建面向實踐編程能力培養的數字化培養模式，這樣可以改善對學生實踐編程能力的培養模式。該模式具體由四個方面構成：通過數字化翻轉實驗教學增加學生的編程訓練量，用數字化賽題訓練激發學生的編程積極性，以校企深度合作夯實項目實訓，以數字化畢業設計提高畢設質量。運用該模式進行人才培養的實踐表明，該模式可以激發學生的編程積極性，增加編程訓練量，提高學生的實踐編程能力。

［關鍵詞］實踐編程能力；數字化培養模式；實踐能力培養

隨著現代信息技術和媒介的快速發展與普及，信息技術與高等教育的結合越來越密切，高等教育的人才培養模式也正在向數字化培養模式轉變。利用現代化的信息手段優化傳統的人才培養模式，是解決高等教育人才培養問題的一種途徑。《教育信息化2.0行動計劃》指出要加快教育現代化，強化以能力為先的人才培養理念，支撐和引領教育現代化的發展。高等教育要把大學生的能力培養作為目標，使大學生成為符合國家現代化建設需求的人才。

一、實踐編程能力培養中的問題

實踐編程能力是高校計算機類大學生的核心能力，培養他們的實踐編程能力是提升他們的就業質量和工作能力的重要內容。然而在傳統的培養模式中，實踐教學環節薄弱，學生的動手機會較少，實踐編程能力很弱。我們發現實踐編程能力培養中存在以下問題：首先是教學模式單一。傳統的實驗教學以教師為主體，學生只能被動接受知識。實驗教學中教師講解的時間太多，導致學生沒有充足的時間進行實驗操作。其次是學生編程興趣不高。傳統實驗教學中的很多編程題目都脫離實際，枯燥乏味，學生容易產生倦怠感，對編程的熱情不高。再次是項目訓練不足。綜合類項目訓練很少，項目實訓的學時也不足，導致學生對項目類的編程不懂如何下手，存在畏懼心理，項目編程能力弱。最后是畢業設計質量不高。傳統的畢業設計存在題目偏易、抄襲現象嚴重、師生互動不足、過程無法監控等問題，低水平的畢設影響了學生編程能力的培養。針對以上問題，我們以數字化培養模式為抓手，探索面向計算機類大學生實踐編程能力培養的數字化模式，以達到提高計算機類大學生實踐編程能力培養效果的目的。

二、數字化培養模式的研究框架

在數字化培養模式的研究中，我們要立足人才培養中的現實問題，研究相關的學習理論，將現代化的信息手段與先進教學理論運用于人才培養模式的改革中，提高計算機類大學生的實踐編程能力。數字化培養模式的研究框架如圖1所示。我們從人才培養的實際問題出發，以教學理論為基礎，將信息化技術和理念運用于人才培養的改革中，構建面向實踐編程能力培養的數字化模式，并將該模式運用于計算機的人才培養實踐中，不斷總結實踐經驗，提高人才培養的質量。根據建構主義學習理論的觀點，學習不能簡單強硬地從外部對學習者實施知識的“填灌”，而應該引導學習者以原有的知識經驗為基礎，主動建構新的知識經驗。在計算機的教學中，應該綜合運用探究式學習、支架式教學、情境教學、合作學習等方式調動學生的學習積極性。根據認知學習理論的觀點，人是學習的主體，只有充分調動主體的學習積極性，使其主動學習，才能取得較好的學習效果。在計算機的人才培養中，我們積極改革傳統的培養模式，采用基于建構主義的數字化翻轉教學模式開展計算機編程的實驗教學，以學生為編程的主體，增加學生的課外編程訓練量，充分調動學生的學習主動性以及動手編程的積極性。我們基于認知主義理論，在編程教學中積極開展數字化的賽題訓練，使學生接觸趣味性較強的編程競賽題，培養學生的編程思維，并營造良好的編程競爭氛圍，充分調動學生的編程積極性。通過校企合作的項目實訓，學生能直接接觸到企業市場中的項目，這樣能提高學生的市場適應度。最后通過數字化的畢業設計（以下簡稱“畢設”）管理，對畢設過程進行數字化的管理和監控，使學生通過最后的畢設進一步鞏固和提高項目實踐能力。

三、構建數字化培養模式

在分析傳統培養模式諸多弊端的基礎上，我們以培養計算機類大學生的實踐編程能力為研究目標，構建數字化的培養模式，具體從數字化翻轉實驗教學、數字化賽事驅動、校企合作項目實訓以及數字化畢設管理這四個方面來構建數字化培養模式，如圖2所示。提高編程能力的關鍵是增加編程的訓練量，而實驗教學是大學生編程訓練的重要環節，對其實踐編程能力的培養具有重要的作用，特別是程序設計等編程啟蒙課程，直接影響到對學生編程思維的培養。所以，構建數字化的培養模式，首先要改進傳統的實驗教學，研究和實施基于翻轉課堂的數字化實驗教學，培養學生的主動編程意識，增加學生的課外編程訓練量，培養學生的編程思維，加強師生的互動等。其次要引導和鼓勵學生進行數字化的賽題訓練，以賽促學，提高學生的編程興趣。再次要通過綜合類的項目實訓培養學生的綜合編程能力，使學生將零散的編程知識串聯起來，靈活運用，培養學生處理復雜程序的能力。最后針對畢設這一檢驗環節，通過運用數字化的管理方式，監控畢設過程，提高畢設質量。

（一）基于翻轉課堂的數字化實驗教學助力編程能力培養

基于翻轉課堂的數字化實驗教學思路是讓學生在課前通過數字化教學平臺熟悉實驗技術，并先進行項目實驗，然后帶著問題進入課堂，在課堂中集中解答這些技術問題，從而提高學生的編程技能。具體的翻轉實驗教學包括為技術導入設計的課前實驗，為強化技能設計的課堂實驗和為熟練技能設計的課后實驗。

（二）數字化賽題訓練助力編程能力培養

可以通過數字化的賽題訓練平臺了解學生的編程水平，督促學生進行賽題訓練。趣味性較強的賽題有助于提高學生編程的興趣，量化的評價體系既有助于教師及時了解學生的訓練狀況，也有助于在班級中營造良好的編程競爭氣氛，使全體學生都投入到編程學習中。

(三)校企合作項目實訓助力編程能力培養

通過校企深度合作的項目實訓，用企業級的項目彌補校內項目市場敏感度的不足，將企業項目實訓穿插到每學期的人才培養中，提高學生的項目編程能力。

（四）數字化畢設管理助力編程能力培養

畢設作為人才培養的重要環節，在編程能力培養中起到了鞏固和檢驗的作用。數字化的畢設管理平臺可以從開題階段、中期階段及后期階段全過程進行數字化管理，教師可以通過畢設的數字化平臺及時了解學生的畢設進程，指導和督促學生進行相關工作。

四、數字化培養模式的實施

根據上述數字化培養模式，筆者在計算機類人才的編程能力培養中開展了以下實踐研究。

（一）開展數字化翻轉實驗教學實踐

教學的實踐具體包括實驗教學設計、實驗教學資源建設和實驗教學實施三個方面。首先將實驗教學分為課前實驗、課中實驗和課后實驗三部分：在課前實驗設計中重點關注趣味性和引導性的特點，以提高學生的學習興趣，實驗難度偏易；課中實驗的則以強化技能為目標，難度適當加強，并在課堂上展開編程的討論，引導學生深入思考程序的邏輯，培養學生的探究意識；課后實驗設計以熟練技能為目的，通過綜合類的編程訓練幫助學生達到熟練的目的，并對每次實驗進行小結和成果展示。其次是實驗教學信息資源的開發。實驗教學的信息資源主要包括知識點教學視頻、上機實驗和相關理論這三部分，而上機實驗部分是該實驗教學信息資源建設的重點，分為課前實驗、課中實驗、課后實驗和實驗小結四部分，為學生的編程訓練提供豐富的編程資源。再次是數字化翻轉實驗教學的實施。我們在2019級信計班共67位學生的“面向過程程序設計實驗”中進行了教改，以超星學習通作為翻轉實驗教學的線上教學平臺，課前實驗是通過線上學習的方式開展的，課中實驗則采取面對面的線下教學方式，課后實驗也是通過線上方式開展的。學生在課前實驗的基礎上，帶著問題進入課堂實驗的討論，并在課后進行強化和鞏固。實踐表明，這種教學方式增加了學生的編程訓練量和提高了其熟練度。

（二）開展數字化賽題訓練實踐

我們積極組織學生參加各類編程比賽，以賽促學。首先，我們積極組織大一和大二的學生參加ACM的C語言、C++語言、Java語言賽題訓練，通過ACM的賽題訓練系統中的賽題記錄和成績，教師可以及時掌握學生的編程訓練狀況和水平，這種數字化的管理方式保留了賽題訓練的過程化數據，提高了賽題訓練的管理效率。其次，面向大二以上的學生，我們的重點是指導學生參加服務外包創新項目比賽和數學建模大賽，培養學生運用編程技能解決復雜問題的能力。在創新項目比賽中，我們鼓勵所有學生參賽，以團隊的形式積極申報創新項目，在院內進行初賽，挑選出優秀項目進行重點培育，安排專業教師進行精心指導，學生團隊潛心研究，在項目訓練中不斷提升編程技能。本院也非常重視數學建模大賽，從每年的暑期開始就集中進行數學建模大賽的培訓，在正式比賽期間，更是提供了包括師資、機房、生活后勤的全方位保障。學院的參賽氣氛濃厚，每年參賽的學生積極性都很高，學生的綜合編程技能在連續的高強度賽事訓練中得到了提升。近年來，本院在藍橋杯編程比賽、各類創新創業大賽以及數學建模大賽中屢創佳績，獲獎數量穩步增加和級別穩步提高，學生在編程類大賽中進行歷練，編程能力不斷提高。

（三）開展校企合作的項目實訓實踐

我院與達內、慧科和鯤鵬集團開展了校企深度合作。項目實訓的具體操作方法是，在第一學期末企業工程師入校項目實訓，增強學生的項目編程能力，第二學期末則安排學生直接進入企業進行項目實訓，使學生實地感受IT企業文化，感受一線城市工作節奏，為學生的專業就業打下基礎。第三、第四學期安排企業工程師進行校內項目實訓，第五學期安排學生到企業進行為期4個月的綜合企業項目實訓，學生可以方便地對接頂崗實習。這種反復穿插的校企項目實訓，使實訓與校內教學緊密結合，貫穿了大學教育的四年，符合學生的認識水平，循序漸進地提高了學生解決實際復雜問題的能力。針對項目實訓的實際問題，我們開展了一些改革創新，具體包括推進實訓項目與思政教育的結合，推行線上線下混合式實訓教學，實施分散實訓與集中實訓相結合的實訓教學模式，并對校企合作項目實訓進行數字化的檔案管理等。企業項目只有與思政教育緊密結合，才能提高大學生的思政素養，培養社會主義現代化建設的接班人。線上線下混合式實訓教學采取雙導師式，企業教師主要負責線上教學和答疑，本校教師負責線下教學監管和線下答疑。這種混合式的實訓教學為學生提供了更加豐富的線上數字化信息資源，同時也為實訓教學提供了數字化的實訓教學管理平臺，使教師能更全面地掌握學生項目實訓的過程數據，對項目實訓教學進行數字化的管理，提高管理的效率。針對項目實訓過于集中、學生難以消化的實際問題，我們打造了分散實訓和集中實訓相結合的實訓教學模式，將集中實訓教學中的部分難圖2數字化培養模式點分散在學期教學中，采取化整為零的方法降低集中實訓的難度，幫助學生掌握實訓項目的難點，提高實訓項目教學的效果。為了進一步規范對項目實訓教學的管理，我們對校企合作的項目實訓進行了數字化的檔案管理，將每學期的項目實訓資源進行歸檔。實踐表明，通過以上改革措施，編程的項目實訓教學效果得到了改善，學生運用編程解決項目問題的能力得到了提高。

（四）開展畢設的數字化管理實踐

畢設是大學教育的重要環節，對規范學生的項目設計和代碼編寫具有重要作用。數字化的畢設管理平臺可以有效地監管學生的畢設過程，對提高畢設質量具有促進作用。我們采取數字化的畢設管理平臺，從畢設的師生互選、畢設的選題、開題、中期報告，到后期的答辯安排、論文修訂和提交都在數字化平臺上完成，該數字化平臺保留了畢設的全過程數據，也為師生的交流互動提供了便利，還加強了對畢設的監管。運用數字化的平臺管理功能，強化了畢設的過程化管理，加強了導師對畢設質量的監管理，避免了畢設“臨時抱佛腳”和抄襲的現象，提高了畢設的質量，使學生通過畢設的訓練，規范了項目設計方法和代碼編寫方法，提高了專業素養。

五、總結

通過以上面向實踐編程能力的數字化培養模式的構建和實踐，學生的實踐編程能力得到了進一步增強。數字化的翻轉實驗教學以實驗教學為抓手，強化學生的編程實驗訓練，提高了學生的實驗動手能力；數字化的賽題訓練以賽促學，激發了學生的編程興趣；校企合作的項目實訓貫穿大學教育的各個學期，與市場熱門技術緊密結合，提高了學生的市場競爭力；數字化畢設平臺加強畢設的過程化管理，提高了畢設質量。通過以上四個方面的齊抓共管，學生的編程訓練量有了較大幅度的增加，近年來參加各類編程比賽的氛圍濃厚，獲獎數量穩步增加。學生的畢設質量較往年有所改善，學生的項目編程能力也有了較明顯的提高，市場競爭力進一步增強，專業高薪就業率較高。

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作者：李穎 單位：宜春學院數學與計算機科學學院