工程教育下的面向对象程序设计课程改革
摘要：工程教育认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要依据。在工程教育认证背景下，为提高面向对象程序设计课程质量，对该课程进行教学过程质量监控，实现课程的持续改进，从而建立更优质的计算机专业课程体系，向更优质的计算机专业人才培养体系迈进。
关键词：工程教育认证；面向对象程序设计；课程改进
1引言
以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济的蓬勃发展，对工程科技人才提出了更高要求。2015年10月，中国工程教育专业认证协会成立，是由工程教育相关的机构和个人组成的全国性社会团体。认证协会致力于通过开展工程教育专业认证，提高我国工程教育质量，为工程教育改革和发展服务，为工程教育适应政府、行业和社会需求服务，为提升中国工程教育国际竞争力服务。为适应产业形势与社会形态的变化，工程教育认证背景下的高校专业人才培养应不断反思、不断改进。面向对象程序设计课程是计算机相关专业的必修课，其工程实践性很强，具有综合能力培养方面的教学优势，对学生能力素质的培养具有一定的可见性。它不仅为学生今后学习专业课打下坚实的理论基础和技术基础，而且为软件开发、程序设计提供必要的理论、方法和工具，是计算机相关专业课程体系的重要组成部分。在工程教育认证背景下，对该课程进行教学过程质量监控，实现课程的持续改进，非常有助于建立更优质的计算机专业课程体系，从而向更优质的计算机专业人才培养体系迈进。
2教学大纲中规定的课程目标与毕业要求指标点的对应关系
学生的毕业要求是制定教学计划和进行课程考核的基础，教学大纲中规定的课程目标与毕业要求指标要形成一定的对应关系，合理的课程目标应结合行业形势，把握行业需求，培养行业、社会需要的专业人才。参考工程教育认证12条标准，面向对象的程序设计课程毕业要求包括：设计/开发解决方案、研究。对应的指标点及课程目标为以下的对应关系。
2.1针对复杂工程问题，设计满足特定需求的系统、单元或流程的能力
在分析问题、开发方案的维度上，计算机专业人才应能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论；并且能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。因此，结合专业要求以及课程自身特性，学生应在面向对象程序设计课程中熟悉面向对象的编程思想、方法和技术，具备软件开发技能，具备软件系统的设计和开发能力，从而能够在项目中运用面向对象思想分析需求、开发方案。
2.2基于科学原理，采用科学方法对复杂工程问题设计实验的能力
实际工程项目中会遇到许多复杂的问题，需要通过科学的研究思路和方式来取得进展。因此，要求学生能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括掌握面向对象程序设计的基本知识和基本技能，包括：类与对象、封装、继承、重载、多态、I/O流、模板、UML等；能够应用面向对象思想和方法解决实际问题，能够针对计算机软硬件系统中存在的复杂工程问题，运用面向对象的知识与技能，提出有效的解决方法；掌握计算机学科的基本思维方法,并能运用工程基础知识和本专业的基本理论知识解决；掌握设计和实施工程实验的方法，具备一定的工程实践能力，掌握基本的创新方法，具有综合运用专业知识和技术手段进行系统开发的能力。
3课程考核方式
支撑指标点的课程目标考核方式及其权值分配，将整个考核分为两个部分：平时情况与期末考试，平时的情况主要分为：课堂表现、课堂考勤、课外学习、课外作业，相应的权值为0.05、0.10、0.15、0.20；期末的主要分为四个大题：第一题，面向对象程序设计方法；第二题，怎样使用类和对象；第三题，算法分析与设计；第四题，数学建模、算法设计、程序设计。四道题的权值分别为：0.25、0.25、0.2、0.3。具体的权重分解是根据2.1的课程目标得出的：平时和期末试卷两个部分的权重分别为50%、50%。其中，平时情况中各项的权重比为1:2:3:4，试卷中两道大题的权重比为1:1。根据2.2的课程目标得出：平时和期末试卷两个部分的权重分别为50%、50%。其中，平时情况中各项的权重比为1:2:3:4，试卷中两道大题的权重为2:3。
4课程目标达成度分析
通过考核环节、课程的学生评测环节分别对学生的课程掌握情况、教师的教学情况进行分析。从课程考核环节的结果来看（如图1所示），课后作业的平均分最高，说明学生普遍较为重视课后环节，在实验过程中能够做到认真预习，能按照教师要求完成课后作业，进行课程内容吸收的整理。期末试卷第一题和第四题的平均分相对较低，主要原因是部分学生对基础知识掌握得不够扎实，导致正确率偏低。第四题是关于面向对象的指针的综合性题目，部分学生因为平时不会灵活运用指针，面向对象的知识没有掌握扎实，加之发现问题、解决问题的能力较弱，而导致这部分失分较多，影响了此题的正确率。此外，从各考核环节结果的最大值、最小值和方差来看，期末考试除第四题外，每一题均有获得满分的学生，课后作业、课程实验和期中考试的最高分也均达到或超过98分；出现最小值为0分的有课程实验和期末考试环节第二题，说明有个别学生不重视课程实验且考试时提交了白卷；方差最大的为期末考试第四题，说明学生掌握程度参差不齐。从课程考核情况上看，两个课程目标达成值均超过了八成，达成情况正常。其中，“设计、开发解决方案”这一考核指标的达成情况略差一些；“研究”考核指标的达成情况较好。前者达成情况略差的主要原因与学生计算机程序设计基础知识的掌握情况有关，说明在今后教学中应该加强学生这方面的训练。
5课程持续改进方案
5.1教学内容的改进
在理论教学方面，积极进行教学改革与实践，对教学内容进行科学、合理地设计，完善课件，增加介绍程序设计思想、设计方法与技术等方面的内容。基于案例组织教学内容，积累更多来自工程实际的案例，配合案例进行论证。同时鼓励学生发现、提供一些真实的案例，增强其学习主动性。在实验教学方面，引入一些来自科研和工程实际的设计型、综合型实验项目，增加大型程序的联编联调方面的内容。
5.2教学方法的改进
加强教学互动，注意方式、方法的灵活多样化，变单纯知识传授为“讲重点、讲思路、讲方法”。设计更合理的提问或讨论方式与学生进行交流沟通，使学生成为课堂的主体，教师从中发挥解惑、引导、深化的作用。增加围绕程序设计基础知识方面的课堂测试内容，巩固学生所学理论基础。对重点难点内容，借助教学案例，采取动画及多媒体教学方式，启发学生积极思考。以问题求解为主线，引导学生完成分析问题、设计算法、编程实现、运行程序（程序调试、运行）及结果分析等程序设计与实现全过程，加强培养学生分析和解决实际问题的能力。实验教学方面，注重训练学生动心、动脑、动手，调动学生编程的主观能动性，培养其发现问题、解决问题的综合能力。加强对学生进行基础知识和编程技巧的训练，每次实验前通过案例引导学生熟悉程序动态调试方法。与编程竞赛相结合，利用现有的编程训练及自动评判系统，使学生能随时进行基础知识训练与测试，增强其参与实践的热情。
5.3考核方式的改进
目前的考核方式中，课后作业和课外学习等两个环节考核过程过松，导致学生这部分成绩区别度不大。今后，应加强对课程的考核方式进行改革，设计更加科学的综合化考核方式。
参考文献
[1]彭秀芬,陆克中.新工科背景下面向对象程序设计教学改革探讨[J].电脑知识与技术,2018(21):186-188.
[2]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准[EB/OL].
作者：王霞 赵厚宝 徐小岳 赵丽娜 单位：上海立信会计金融学院
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