淺談卓越工程師培養軟件工程的優(yōu)秀論文
1、傳統教學(xué)方法存在的問(wèn)題
1.1教學(xué)目標不明確
“C”是很多高校普遍開(kāi)設的一門(mén)課程，大部分學(xué)校教學(xué)方法大同小異：課堂講授+上機實(shí)驗，教學(xué)目標也集中于讓學(xué)生掌握C的各種重難點(diǎn)，比如數組、函數、指針等。其實(shí)不同專(zhuān)業(yè)人才培養目標中本課程的作用差異較大，采用模式化的教學(xué)方法和雷同的教學(xué)目標是不合理的。此外很多教學(xué)方法忽略了編程思想鍛煉，局限于講授語(yǔ)言本身，變成了教“語(yǔ)言”而不是“程序設計”。
1.2學(xué)生動(dòng)手應用能力較弱
多年來(lái)，大部分學(xué)生學(xué)習完本課程后，仍難以針對一個(gè)簡(jiǎn)單應用編制程序，此問(wèn)題十分普遍。一般C語(yǔ)言教材，都是先介紹程序設計基礎知識，然后介紹各種數據類(lèi)型和輸入輸出等語(yǔ)句，由于內容枯燥，因此學(xué)生逐漸喪失了學(xué)習興趣，甚至不愿上機，浪費了寶貴的實(shí)驗機會(huì )。此外各種例題、習題也是數學(xué)性較強或者演示性質(zhì)較強，比如牛頓迭代、水仙花數、10整數排序等，這些內容和實(shí)際應用關(guān)系相去甚遠。
1.3未體現卓越工程師培養特色
如前所述，卓越工程師培養的不僅是一個(gè)程序員，更重要的是培養學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎和創(chuàng )新能力，為進(jìn)一步從事設計、架構規劃打基礎。由于課時(shí)所限，計算機專(zhuān)業(yè)的一些理論課程如自動(dòng)機、組合數學(xué)等一般未納入軟件工程的培養方案，但對于卓越工程師而言，初步學(xué)習這些內容是必要的。此時(shí)如果在相關(guān)課程中融合部分上述知識將大有益處。
1.4沒(méi)有為后續課程打下良好基礎
一方面由于例題和習題所限，在學(xué)習“C語(yǔ)言”時(shí)學(xué)生未能充分理解軟件工程的一些重要思想如模塊化等，導致編程時(shí)思路混亂、僵硬。另外由于課時(shí)所限，結構、文件等章節經(jīng)常被略講甚至不講，導致學(xué)生在后續課程學(xué)習時(shí)基礎薄弱。
2、教學(xué)改革措施
針對上述問(wèn)題，結合軟件工程卓越工程師培養目標，在近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中我們采取了如下教學(xué)改革措施：
2.1實(shí)驗室授課
對于程序設計課程，學(xué)生在課堂聽(tīng)講時(shí)，是一種靜態(tài)的信息接收過(guò)程。當講到各種知識點(diǎn)時(shí)，如果能夠即時(shí)編程驗證，將成倍地提高學(xué)生對信息的吸收消化效果�；诖�，近年來(lái)我們努力實(shí)現了全程在實(shí)驗室機房授課，學(xué)生可以實(shí)時(shí)動(dòng)手分析，教師也可以從講臺主機遠程指導、控制學(xué)生設備，效果良好。
2.2采用國外教材及引入軟件工程思想
“C”的國內教材大都偏向初學(xué)者，存在細節被過(guò)度簡(jiǎn)化的問(wèn)題，不利于實(shí)現培養面向實(shí)踐的工程師的目標。為此我們采用國外知名教材進(jìn)行授課。該教材的最大特色是面向應用，對C語(yǔ)言的應用特征、程序設計的`特色描述詳盡，例題及習題應用性很強，并且可結合軟件工程的基本思想進(jìn)行講解，例如商品條碼校驗位計算、撲克牌發(fā)放及手牌比較、零件數據管理等。學(xué)生學(xué)習后，在后續應用性課程中能夠很快上手并進(jìn)行拓展。
2.3編程思維訓練
我院“C”課程開(kāi)設在大一上期，其目的是引導學(xué)生進(jìn)入編程領(lǐng)域。因此在教學(xué)時(shí)，我們避免拘泥于C本身的語(yǔ)法細節，而是淡化其語(yǔ)言色彩，偏重講述如何利用程序語(yǔ)言來(lái)處理問(wèn)題。在此列舉一例：很多C課程都會(huì )講授如何編程打印一個(gè)由星號組成的菱形。某些教材上給出的解法是將菱形分為上半部和下半部分，用兩個(gè)循環(huán)來(lái)打印，這種方法對學(xué)生思維訓練無(wú)太大幫助。筆者在授課時(shí)，采用了如下思路：將菱形放入一個(gè)二維坐標系（原點(diǎn)在左上角），畫(huà)出菱形所在區域邊界，由此寫(xiě)出區域的解析表達式|x-3|+|y+3|≤3，從而得到程序循環(huán)中的核心判斷語(yǔ)句.
2.4有機引入計算機理論課程知識
如前所述，軟件工程專(zhuān)業(yè)一般不開(kāi)設有限狀態(tài)機等理論課程，但是作為卓越工程師，掌握這些知識是必要的。為此我們在課程中有意識地引入了這方面的知識，給學(xué)生提供初步認知，為有意自學(xué)者提供基礎。例如，一直以來(lái)學(xué)生在學(xué)習“計算一個(gè)句子中單詞個(gè)數”這一經(jīng)典程序時(shí)，總是不明所以。為此我們另辟蹊徑，采用如下方法講授。首先抽取問(wèn)題核心：把句子看成是由字母序列和空格序列（單詞間可能有多個(gè)空格）交替組成的一個(gè)字符串。程序處理的方式，是對句子中的所有字符進(jìn)行逐一掃描，然后在這個(gè)過(guò)程中判定單詞的出現，如出現則把計數變量加1。其次將問(wèn)題抽象化：用有限狀態(tài)機來(lái)描述上述過(guò)程。其中“1”代表當前掃描字符“位于字母串中”這一狀態(tài)，“0”代表當前掃描字符“位于空格串中”這一狀態(tài)。當“掃描到字母”事件或者“掃描到空格”事件發(fā)生時(shí)，掃描器的狀會(huì )被改變，如圖箭頭所示。我們關(guān)心的是當處于狀態(tài)0時(shí)，“掃描到字母”事件發(fā)生的情況。此時(shí)意味著(zhù)之前掃描到的是空格，現在是字母，即到了一個(gè)單詞起始處，故此時(shí)計數變量加1。然后引導學(xué)生將問(wèn)題轉化為表格描述，（第一行表示事件，第一列表示狀態(tài)，中間單元格表示某事件發(fā)生后，應進(jìn)行的狀態(tài)轉換及其他操作），進(jìn)一步地可以精煉為(b)。由此可得到示流程圖。在此基礎上學(xué)生很容易寫(xiě)出程序。這種教學(xué)法十分透徹，為學(xué)生今后自學(xué)相關(guān)知識打開(kāi)了一扇大門(mén)。
2.5作業(yè)批改及考試規范化
為了避免傳統教學(xué)中學(xué)生作業(yè)及考試批改過(guò)程低效，分析困難，且難以發(fā)現問(wèn)題的缺陷的情況，我們開(kāi)發(fā)了一套C語(yǔ)言作業(yè)及考試批改系統，該系統通過(guò)代碼分析及用例執行等方式，客觀(guān)地對學(xué)生程序進(jìn)行判定，一方面提高了教學(xué)效率，另一方面更重要的是促使學(xué)生養成良好的編程習慣，改變了以往在紙面上寫(xiě)代碼的隨意性，從而培養起作為一個(gè)軟件工程卓越工程師必備的素質(zhì)。
3、結語(yǔ)
培養合格的軟件工程卓越工程師是一個(gè)系統工程，而專(zhuān)業(yè)基礎課建設是其中的基石之一。就“C”課程而言，目前我們的課程改革和建設已經(jīng)取得了初步成果。未來(lái)我們將在加強編程基礎培育，設計更靈活和細粒度的自動(dòng)程序評分系統，以及多課程聯(lián)合教學(xué)等方面做出進(jìn)一步嘗試和努力。
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