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探析程序設計競賽在軟件工程專(zhuān)業(yè)中的應用
引導語(yǔ)：軟件行業(yè)為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求和軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要，軟件技術(shù)也在日新月異地更新?lián)Q代。以下是YJBYS的小編為大家找到的探析程序設計競賽在軟件工程專(zhuān)業(yè)中的應用。希望能幫助大家!
摘要：軟件工程專(zhuān)業(yè)的主要職責是培養高質(zhì)量的軟件工程師，文章從當前高校軟件工程專(zhuān)業(yè)課程現狀出發(fā)，提出將程序設計競賽引入軟件工程的編程語(yǔ)言類(lèi)與專(zhuān)業(yè)基礎課教學(xué)的策略，并以哈爾濱理工大學(xué)軟件學(xué)院為例，分析其實(shí)施成效。
關(guān)鍵詞：程序設計競賽;高校;軟件工程
目前，我國信息產(chǎn)業(yè)處在飛速發(fā)展的階段，市場(chǎng)對于軟件的需求變化較快，各種軟件產(chǎn)品更新較快。軟件行業(yè)為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求和軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要，軟件技術(shù)也在日新月異地更新?lián)Q代。針對此情況，高校的軟件工程專(zhuān)業(yè)對于人才的培養也一直要通過(guò)教學(xué)大綱、教學(xué)內容、教材選擇等途徑的調整，緊跟軟件行業(yè)的步伐，培養出適應行業(yè)需要的高質(zhì)量的軟件人才。
一、軟件工程課程現狀
國內多數高校軟件工程專(zhuān)業(yè)針對大一、大二學(xué)生開(kāi)設的編程語(yǔ)言類(lèi)課程(如：“C/C++語(yǔ)言程序設計”、“面向對象程序設計Java”等)、專(zhuān)業(yè)基礎類(lèi)課程(“數據結構與算法”、“離散數學(xué)”等)，仍存在以下一些問(wèn)題。(1)人才培養：側重專(zhuān)業(yè)知識點(diǎn)的傳授，保證了所講授內容理論知識結構的科學(xué)完備，但是忽視了學(xué)生“學(xué)以致用”的能力培養，存在“學(xué)霸”不會(huì )編程的現象。(2)教學(xué)內容：主要側重專(zhuān)業(yè)理論知識的講解，學(xué)生只停留在專(zhuān)業(yè)知識的識記上，不會(huì )運用知識解決問(wèn)題，學(xué)生只停留在敲書(shū)上的示例代碼的階段。(3)教材選擇：選擇的教材主要側重編程語(yǔ)言語(yǔ)法的介紹，書(shū)中的案例很多是關(guān)于數值計算的，缺少實(shí)踐應用價(jià)值案例程序。(4)缺少能力培養的平臺：在整個(gè)教與學(xué)的過(guò)程中，缺少培養學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng )新能力的平臺。(5)考核方式：知識的學(xué)習過(guò)程包括“了解―熟悉―記憶―理解―運用”，多數學(xué)生還停留在熟記階段，所以考核方式也多側重“死記硬背”，沒(méi)有檢驗學(xué)生理解和運用的程度。(6)缺少素質(zhì)培養：軟件工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)就是不斷更新，而多數學(xué)生只是被動(dòng)掌握了書(shū)上的專(zhuān)業(yè)理論知識，缺乏主動(dòng)學(xué)習的意識，不知道進(jìn)一步拓展學(xué)習，沒(méi)有深層次領(lǐng)悟背后的專(zhuān)業(yè)內行，導致缺少通過(guò)解決問(wèn)題來(lái)驅動(dòng)學(xué)習知識的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。同時(shí)，在團隊合作、資源共享、英語(yǔ)閱讀以及搜索目標答案等素質(zhì)方面也需要加強培養[1]。
二、程序設計競賽平臺的構建
為了豐富軟件工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識學(xué)習的氛圍，以及提高學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、編程能力、邏輯思維能力以及創(chuàng )新能力，為學(xué)生建立程序設計競賽平臺。該平臺主要側重算法研究與程序設計，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)算法和程序設計學(xué)習與交流的平臺，增強學(xué)生們對算法的認識，對程序設計競賽的認識，重視學(xué)生的能力素質(zhì)培養，為學(xué)生開(kāi)發(fā)項目夯實(shí)專(zhuān)業(yè)基本功。
(一)科學(xué)的組織運作
由專(zhuān)業(yè)內部有程序設計經(jīng)驗的教師根據方向(如：C/C++語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等)形成指導團隊，引導學(xué)生在程序設計競賽平臺上發(fā)展和提升自我，為平臺科學(xué)高效地運作制訂計劃，包括：選拔計劃、培訓計劃、訓練計劃以及參賽計劃。選拔學(xué)生成立算法研究與程序設計的協(xié)會(huì )，包括：會(huì )長(cháng)、副會(huì )長(cháng)、實(shí)驗室管理組長(cháng)(出勤、衛生、會(huì )費、資金等)、宣傳組長(cháng)(招新、海報制作等)、技術(shù)組長(cháng)(組織競賽)、講座組長(cháng)(算法培訓)以及日志管理組長(cháng)等。各負責人職責明確，正式會(huì )員常年參加訓練，包括寒暑假，全體會(huì )員服從指導教師和會(huì )長(cháng)安排，并形成自我管理的團結和睦的氣氛。協(xié)會(huì )日常訓練和管理工作組織有序，紀律嚴格，采取分級訓練方式。
(二)軟硬件環(huán)境及網(wǎng)絡(luò )平臺的建設
指導教師及協(xié)會(huì )成員建立程序設計基本的軟硬件環(huán)境。為加入協(xié)會(huì )的學(xué)生建立網(wǎng)絡(luò )交流平臺，及時(shí)解答大家的問(wèn)題，并共享電子資料(書(shū)籍、課件、視頻等)，以及進(jìn)行各種競賽信息的通知。同時(shí)，建立基于B/S(瀏覽器/服務(wù)器)結構的網(wǎng)絡(luò )練習平臺，主要針對各種問(wèn)題進(jìn)行分析解決，能夠讓學(xué)生實(shí)時(shí)提交程序設計代碼，并能夠實(shí)時(shí)反饋對錯。
(三)主要工作的開(kāi)展
1.進(jìn)入平臺的選拔工作。新生入學(xué)時(shí)，指導教師及協(xié)會(huì )負責人進(jìn)行宣講，主要介紹程序設計競賽平臺的具體學(xué)習方式，以及學(xué)生可以獲得的收益。參加學(xué)生必須具備良好的品德，誠實(shí)守信，遵守紀律，熱愛(ài)程序設計以及樂(lè )于助人，經(jīng)本人申請，填寫(xiě)基本情況調查表。同時(shí)，能夠完成基本編程題目數目的學(xué)生可以加入，并注冊成為正式的協(xié)會(huì )會(huì )員。
2.新生指導。指導教師及協(xié)會(huì )負責人會(huì )組織老會(huì )員指導新生，給新生進(jìn)行答疑輔導，形成良性的學(xué)習機制，引導新生更快地進(jìn)入專(zhuān)業(yè)學(xué)習。
3.制訂計劃：指導教師和協(xié)會(huì )相關(guān)負責人會(huì )幫助每個(gè)隊員制訂訓練計劃。
4.算法培訓：面向協(xié)會(huì )會(huì )員定期提供算法培訓課程，講解相關(guān)程序設計競賽中的題目，豐富學(xué)生的編程知識，培養更縝密的邏輯思維能力，提高學(xué)生的解題能力、臨場(chǎng)競賽能力，增強學(xué)生參加校級省級，或省級以上程序設計競賽的實(shí)力。
5.訓練：定期組織訓練賽，檢驗學(xué)習成果，提高會(huì )員的程序設計的實(shí)戰能力。
6.競賽：組織參加國家級、省級、校級及院級的程序設計競賽以及企業(yè)組織的競賽。通過(guò)相關(guān)程序設計競賽，豐富學(xué)習生活的同時(shí)，增加學(xué)生學(xué)習算法的熱情，為學(xué)院程序設計提供良好的氛圍。
7.考核：指導學(xué)生建立會(huì )員競爭機制，實(shí)行淘汰機制，提高協(xié)會(huì )會(huì )員參與各項活動(dòng)的積極性。
三、程序設計競賽在軟件工程教學(xué)中的應用策略
(一)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )平臺提高編程能力
根據講授的內容，布置網(wǎng)絡(luò )練習平臺上的相關(guān)題目，讓學(xué)生練習。學(xué)生通過(guò)完整的對問(wèn)題的分析、解決方法的設計以及編碼、測試，真正體會(huì )軟件工程的過(guò)程，并將學(xué)到的知識點(diǎn)應用到具體題目的解決上，達到“學(xué)以致用”的目的，也提高其分析分析、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng )新思維、邏輯思維能力。如：教師講授C語(yǔ)言程序設計這門(mén)課程，可以根據所講授的知識點(diǎn)，將練習題目歸類(lèi)布置，包括：入門(mén)題、輸入/輸出、基本運算、條件及循環(huán)、數組、字符串、結構體等。
(二)上機考核
組織學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò )練習平臺進(jìn)行上機考核，可以有效檢驗學(xué)生的程序設計能力和知識運用能力，提高考核的效率和有效性。同時(shí)，為了保證考核的公平性，鄰近考生所做試題是不同套，但難度一樣。
(三)算法培訓
主要針對編程語(yǔ)言類(lèi)課程(如：“C/C++語(yǔ)言程序設計”、“面向對象程序設計Java”等)，這些課程側重語(yǔ)法的講解，算法培訓可以讓學(xué)生掌握解決問(wèn)題的方法，提高其邏輯思維能力。
(四)練習賽與相關(guān)競賽
通過(guò)協(xié)會(huì )組織的練習賽，鼓勵授課對象積極參加。為了進(jìn)一步提升學(xué)生的程序設計能力及創(chuàng )新能力，鼓勵學(xué)生參加學(xué)院、學(xué)校級程序設計競賽，行業(yè)協(xié)會(huì )組織的賽事，如：美國計算機協(xié)會(huì )組織的ACM-ICPC大學(xué)生程序設計競賽(省級、東北賽以及亞洲杯)、工業(yè)和信息化部人才交流中心組織的藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)人才大賽以及中國計算機學(xué)會(huì )(CCF)組織的CCF計算機軟件能力認證(CSP)等;企業(yè)組織的賽事，如：Oralce公司組織的“甲骨文杯”全國 Java 程序設計大賽，百度公司組織的“百度之星”程序設計大賽，以及谷歌公司組織的“Google編程挑戰賽”等。通過(guò)“以賽促學(xué)”的實(shí)戰平臺，切實(shí)提高學(xué)生的編碼能力，一方面讓相關(guān)課程的教學(xué)效果落到實(shí)處，另一方面通過(guò)競賽獲獎增加學(xué)生的就業(yè)砝碼。
四、教學(xué)效果分析
哈爾濱理工大學(xué)軟件學(xué)院在過(guò)去的5年里，堅持讓學(xué)生“做中學(xué)”和“以賽促學(xué)”，在相關(guān)程序設計競賽中獲得國家級獎項25項，省級獎項144項，通過(guò)程序設計競賽平臺有效地激發(fā)學(xué)生編程的動(dòng)力，明確了學(xué)習的目標，讓學(xué)生能夠主動(dòng)參與到學(xué)習過(guò)程中，課堂上教師有更多的時(shí)間講解對應知識點(diǎn)的應用以及程序設計競賽中出現的題目，實(shí)現了課堂翻轉，學(xué)生程序設計能力得到極大提高。并且，獲獎學(xué)生積極帶動(dòng)周?chē)鷮W(xué)生編程，形成了“以點(diǎn)帶面”的良好的專(zhuān)業(yè)學(xué)風(fēng)。
通過(guò)程序設計競賽平臺顯著(zhù)提高學(xué)生成績(jì)，圖1中，平滑折線(xiàn)代表給2011級學(xué)生采用傳統教學(xué)模式學(xué)生的“數據結構與算法”課程的成績(jì)(67人，平均值=53.4)，點(diǎn)劃線(xiàn)代表給2012級學(xué)生引入程序設計競賽平臺后數據結構課程的成績(jì)(65人，平均值=66.6)�？梢悦黠@看出在教學(xué)中引入程序設計競賽平臺后，學(xué)生整體成績(jì)有大幅度的提高。
另外，通過(guò)鼓勵2013級、2014級學(xué)生通過(guò)學(xué)院、學(xué)校的在線(xiàn)程序設計評判系統做題，以及按照程序設計競賽的方式進(jìn)行上機訓練、考核，學(xué)生在大一階段的C/C++語(yǔ)言程序設計的成績(jì)得到了顯著(zhù)提高，并且學(xué)生的練習時(shí)間、完成題目的數量與最終的成績(jì)是成正比的。
本文提出程序設計競賽平臺引入軟件工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)環(huán)節，尤其是編程類(lèi)課程、專(zhuān)業(yè)基礎類(lèi)課程中，并詳細闡述了怎樣建立程序設計競賽平臺，以及將其應用到軟件工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中的具體實(shí)施措施。通過(guò)實(shí)例分析，證明了在軟件工程專(zhuān)業(yè)引入程序設計競賽平臺的確可以激發(fā)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習的動(dòng)力，提高學(xué)生的程序設計能力、綜合的軟件工程素質(zhì)，使學(xué)生形成了扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)“內功”，以不變應對萬(wàn)變。該方法還可以推廣到相關(guān)學(xué)習編程類(lèi)課程的專(zhuān)業(yè)中，讓學(xué)生擁有實(shí)踐動(dòng)手的平臺。
參考文獻：
[1]于波，郭紅，李鵬.CDIO工程教育模式在數據結構與算 法教學(xué)中的應用[J].黑龍江教育：高教研究與評估， 2014，(12).
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