刘立群1，王联国1，韩俊英1，火久元2
（1.甘肃农业大学 信息科学技术学院，甘肃，兰州 730070；
2.兰州交通大学 电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070）
摘 要：高等农业院校程序设计类基础课程以培养实践人才为根本目标，将CBE教学模式和程序设计类课程教学结合起来，在教学内容、教材及教学资源建设、教学方式等关键环节进行了综合改革，形成了2+2+3的“理论教学及实验教学相统一的课程建设体系，理论教材及实验教材相统一的教学资源建设，CBE教学方式、项目驱动教学方式及双语教学方式三层次实践人才培养过程”实践人才培养模式，培养具有“宽基础、强特色、高素质、实用性”复合型实践程序设计人才，在实践人才体系培养方面取得了显著成效.
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关键词 ：高等农业院校；程序设计；CBE教学模式；实践人才培养模式
中图分类号：G645文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）07-0265-03
基金项目：中华农业科教基金会教材建设研究项目“基于CBE项目驱动式的C语言程序设计教学模式探索与研究（NKJ201203023）；国家自然科学基金（61063028）；甘肃省科技计划资助项目（No.145RJYA288）；甘肃农业大学教学研究项目（GSAU120226，GSAU120229）；甘肃农业大学盛彤笙科技创新基金资助项目（GSAU-STS-1322）
1 引言
当前，我国农业正处在由传统农业向现代农业转变的时期，用信息技术对农业生产的各种要素进行数字化设计、智能化控制、科学化管理，能够大幅度减少农业消耗，降低生产成本，提高产业效益.根据教育部“面向21世纪教育振兴行动计划”提出的以培养人的创新思维和创新能力的创新教育来适应日新月异的科技发展和社会需求的有关精神，结合高等农业院校的具体情况，以创新教育为导向、深化农业院校学生计算机程序设计能力培养的教学体系建设为目标，对高等农业院校程序设计类课程人才培养模式进行了探索和改革.
程序设计类课程是高校计算机教育的基础与重点，是一门对理论与实验开展同步教学的课程[1].在不远的将来，程序设计和数学建模与微积分、高等代数、大学物理一样，成为所有大学的核心基础课程[2].程序设计类课程具有知识点多、概念复杂、规则繁多、使用灵活、自由度大、抽象度深等特点[3-5].我校生源中农村学生居多，基础教育阶段接触计算机较少，大学低年级阶段急需大力普及计算机基础知识、培养计算机应用能力.作为农业院校，程序设计类基础课程培养人才的目标要更明确，方法和手段要更有效，因此培养具有“宽基础、强特色、高素质、实用性”复合型实践人才是非常有必要的.
在这个培养目标基础上，学校按照国家精品课程指标体系要求，突出创新意识和能力培养的先进教育思想，强化教学全过程管理，以把程序设计类基础课程建设成为能够反映本学科领域的最新研究成果、具有农业院校鲜明特色的示范性精品课程为目标，在教学内容、教材及教学资源建设、教学方式等关键环节进行了综合改革，形成了2+2+3的实践人才培养模式，在实践人才体系培养方面取得了显著成效.
2 基于CBE项目驱动式的程序设计类实践人才培养模式
CBE（Cometency Based Education）的涵义是“职业综合能力为基础的教学模式”，简称能力教育[6].CBE教学模式的特点是教学方法多样化，一切以学生为中心，强调在实践中学习，在学习中实践[6].CBE的特点恰好和我校实践人才培养目标相符合，学校以“十二五规划”建设为契机，融合CBE教学特点，建立程序设计类基础课程实践人才培养模式，结合高等农业院校的实际，以岗位必须的知识、技能、行为意识为从业能力的基础，以能力表现为教学目标，教学进程的基准，注重“学”并以学生的学习为中心，不受时间和环境限制组织课程与实施教学，形成了2+2+3的实践人才培养模式.
2.1 理论教学内容及实验教学内容相统一的建设体系
2.1.1 理论教学内容课程体系建设
随着我国经济持续快速增长和信息技术的飞速发展，我国走新型农业现代化道路对培养新一代具有信息素养和计算科学创新能力的农业科技创新人才提出了迫切需求.以这种社会需求为导向，对农业院校程序设计类课程体系建设进行探索和改革，构建“分层次、分专业”的课程体系，贯通三大层次全校五十三个农业本科专业培养方案，将程序设计类课程按专业分三类开设，农医类专业开设VB、文史类专业开设VFP、理工类专业开设C，实现了因材施教、以社会需求为导向的目的.教学内容强调课程内多知识点融合、跨课程知识体系融合、已学与拓展知识融合、实验与课外研究融合等四方面，做到了从点到面、从单元到系统、“引导入门-基础系列-专题研究-科学研究”的循序渐进的教学过程.
2.1.2 实验教学内容体系建设
通过实验进一步理解程序设计的基本知识，通过理论和实践教学，使学生较好地掌握程序设计语言各方面的知识，掌握基本的程序设计过程和技巧，具备初步的高级语言程序设计能力，并能熟练应用程序设计集成环境进行程序设计语言的编写、编译与调试，达到全国计算机等级无纸化考试的要求.为配合理论教学我们将实验分为以下三种类型.第一类是基础与验证型实验，主要涉及该课程的相关知识点；着重培养学生逻辑分析的能力，学会使用流程图、伪代码描述问题，学会使用计算机的处理方法思考问题，把计算机语言的教学内容从数学游戏的圈子转变到社会实践中的计算机应用，培养和训练学生分析、解决实际问题的能力.第二类是设计与开发型实验，有效培养了学生综合应用知识与技术的能力，培养学生带着问题自主学习、寻找答案的能力.实际中结合学生信息管理系统、数值数据处理、信息数据管理等开发案例展开实验.第三类是研究与创新型实验，针对部分兴趣高、编程能力强的学生设计该类实验，重在培养学生的研究能力与创新意识.采用软件工程的方法引导学生进行分析和设计，实现完整的小型应用系统，主要以“挑战杯”、“创新杯”竞赛、SRTP项目及毕业设计的形式进行开展.
2.2 理论教材及实验教材相统一的教学资源建设
2.2.1 理论教材建设
根据《普通高等教育农业部“十二五”规划教材》的要求，并按照2013年全国计算机等级考试调整方案要求，对教材每个知识点按照“提出问题—解决问题—归纳分析”三部曲进行建设.对每个实例按照“提出实例—程序设计分析—参考程序—程序运行结果—程序分析—注意事项”几个步骤进行编写.在各知识点中，增加了一些兼具趣味性和实用性于一体的程序实例，并补充了代码风格、函数封装、程序调试、常见错误分析等现代程序设计必备的知识.这些资源通过整合后上传至网络教学平台成为网络课程，由授课教师按课程进度授权给学生使用.
2.2.2 实验教材建设
为配合等级无纸化考试要求，实验教材运行环境建立在等级考试集成开发环境下，增加了无纸化上机测试题，包括选择题、程序改错题、程序填空题和程序设计题四大部分.教材建设过程中，收集整理了大量教学资源，注重立体教材建设工作，教材全部配套编写了多媒体课件、讲义和教案，习题提供标准答案.配套课件实现“文字分层显示、算法动态演示”的功能，增强图文并茂的特点.
2.3 CBE教学方式、项目驱动教学方式及双语教学方式三层次实践人才培养模式
强调实践对理论教学的指导作用，将企业作为实训基地，建立校企长期合作，采取校企互动的方式，针对性地培养既具有扎实的基础理论知识，又能解决实际工程问题的复合型、实用型人才.实践项目内容从知识方法应用、综合设计到研究探索循序渐进，深化实验项目的层次性和工程背景，实现以工程为背景、研究方法多样、综合应用所学知识、对实验进行研究探索的程序设计类实践教学体系，从而使程序设计类课程体系更加适应社会需求，更加灵活应变.实践教学体系如图1所示.
充分利用现代化教学手段，注重各种立体化教学资源的积累和充分利用，采用项目案例递进式实训过程LTM（Learning Training Mentoring）的循序渐进的模式提高实训质量，利用网络教学平台优化课程答疑和反馈的方式和途径，改革课程的考核方式使其更有利于检验学生的能力，广泛利用网络教学平台帮助学生课后学习和自主学习，培养学生的学习能力.具体教学方式如下，教学过程见图2所示.
2.3.1 CBE教学方式
第一层次是通过互动式和案例教学法，在教师的指导下根据教学目的和要求，运用多种形式启发学生独立思考，根据遇到的实际问题，进行综合分析研究，提出见解，做出判断和决策，从而提高学生分析问题和解决问题的能力；第二层次是基本操作技能训练和基本工作能力培养，培养学生具有严谨的科学态度与规范的操作方法，采用仿真与实际相结合的手段，既加强了学生对基础理论知识的理解，又学会了知识的综合运用，使学生能运用掌握的理论知识来解决实际问题；第三层次是实践和创新能力的培养，在实习基地实现基本技能转化现实的工作方法和工作能力，实现“校园人”向“社会人”角色转变.
2.3.2 项目驱动教学方式
从农业院校实际需求出发，项目力求既结合实际，又能涵盖课程教学的要求.教师提出学生自学和开发、研究的进度，设计教学进程，以程序编制牵引理论教学，以项目开发和程序的拓展驱动教学.通过项目和实例讲授程序设计的基本概念、基本方法，把重点放在解题思路上.从开始就使学生将注意力集中在所解决的问题领域，从具体实例理解程序设计类课程的开发特点和程序总体框架，通过实例本身既学会某一类问题的解决方法和算法设计，又掌握了程序设计类课程的基本语法、语句.即在程序设计类课程的环境下，针对农业类实际问题进行分析、构建数学模型、设计算法、最后编程实现.
在学习的不同阶段设计不同针对性的实例，主要包括以下三个阶段.第一，开始阶段设计的实例是将学生的注意力吸引在程序设计类课程的总体功能和程序的总体框架上；第二，在学习中间阶段设计针对某些数据类型或应用特点的实例、针对模块分解和组合的实例、针对算法分析与设计的实例等；第三，在学习的后期进行综合课程设计，将所学知识融会贯通.在设计实例的同时还需要调整课程的教学模块，有些章节知识需提前引入，如函数、文件等，先不深入学习，仅作为宏观分析问题解决问题的工具，可在后续实例学习过程中逐步加深理解和应用.
2.3.3 双语教学方式
双语教学是贯穿于以上各教学方式中的.作为程序设计语言，其语法表达采用的就是简单而含义明确的英文单词，且上机环境也为英文界面，二者关系密不可分.程序设计课程教学中加入适当的计算机及程序设计方面的英文专业词汇，部分或全部教案采用英文形式，有助于学生专业英语水平的提高和尽快熟悉、适应以英文信息为基础的软件开发环境.
3 教学成效
程序设计类基础课程实践人才培养模式在全校推广的几年内，教学成效显著，具有显著的教学示范效果.（1）课程教学质量评价高，教学效果好.由教务处组织的学生评教结果显示，课程组的所有教师近3年的评价平均成绩均在90分以上.（2）凝练并更新教学内容，融入农业院校的特色先后编写出版了8部教材，其中《C语言程序设计》两部教材先后被列入《普通高等教育农业部“十二五”规划教材》，“VB程序设计”和“C语言程序设计”课程先后被评为甘肃农业大学校级精品课程.按照省级精品课程建设要求，搭建了程序设计类课程学习网站，并开发了程序设计类课程学习论坛.（3）学生学习效果整体得到提升.我校学生参加全国计算机等级考试（二级）的过关率逐年稳步上升，并在全省高校中名列前茅；参加全国计算机等级考试（三级、四级）的学生人数逐年增加，过关率也有所提高.培养模式应用推广期间，课程组教师负责指导学生参加学校SRTP项目50余项；指导学生参加第一、二、三、四届甘肃省“创新杯”计算机应用技能大赛，共获奖项30余项，参与学生90余人；指导学生参加全国大学生数学建模竞赛，共获奖项8项，参与学生24人；指导学生参加全国大学生电子设计竞赛、共获奖项3项，参与学生9人；指导学生参加甘肃省“挑战杯”课外科技学术作品竞赛，共获奖项3项，参与学生10余人；近三年内课程组成员指导学生累积获得省级以上奖励120余人次.我校生源中农村学生居多，基础教育阶段接触计算机较少，但在全国计算机等级考试中通过率已连续多年高于全省高校平均水平.
4 结束语
高等农业院校程序设计类基础课程以培养实践人才为根本目标，将CBE教学模式和程序设计类课程教学结合起来，形成了特色鲜明的2+2+3的实践人才培养模式，全校推广后教学成效显著，具有显著的教学示范效果，为高等农业院校培养具有“宽基础、强特色、高素质、实用性”复合型实践程序设计人才奠定了基础.
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参考文献：
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