創新思維導向下程序設計類課程教學改革研究*

史進玲 張火林

河南許昌學院國際教育學院 河南許昌 461000

0 引言

隨著信息技術與物聯網技術的快速發展與應用，社會形態也發生了巨大變化。市場對人才的需求正逐步向多元化創新型人才轉變，而傳統教育模式下培養的思維活躍度低、技能單一化人才已不能適應當今日新月異的市場需要?？萍际菄覐娛⒅?，創新是民族進步之魂。習近平總書記曾多次在重要會議中以“卡脖子”“先手棋”等生動形象的比喻指出了我國在創新發展中的定位與動力。大學生具備創新激情、創新活力，是思維活躍的一個群體。如何提升創新思維意識，緊跟時代步伐，達成創新創業型人才培養目標，不僅是大學生面臨的主要問題，也是高校教育工作者研究的核心問題之一。作為創新型人才的儲備基地，高校實現大學生創新思維培養，對社會所需應用型創新人才培養及國家科學技術進步具有極其重要的現實意義。

1 程序設計類課程教學中培養創新思維的重要性

由于教育的根本目標是促進人的全面發展與社會的不斷進步，然而人和社會的發展都離不開創新，因此，要促進高校教育水平的綜合提升，必須基于創新思維教育進行不斷改革與實踐。創新思維是指以新穎、獨創的方式解決問題的思維過程，以改變常規思維模式、超常規甚至反常規的方法和視角去思考問題,提出與眾不同的解決方案,從而產生新穎的、獨到的、有社會意義的思維成果[1]。創新思維形式是通過創新能力提升的特定思維過程，達到產生新觀念的最佳思維狀態，并使頭腦產生新思路的能力最大化，是產生思想變化和發展的一系列精神活動。

目前，隨著科學技術的高速發展與社會的快速進步，革命性、顛覆性的技術正不斷地深入人們的生產生活方式及社會發展進程中。如今，計算機技術已經成為推動經濟社會發展的重要支撐力量。軟件技術行業中層出不窮的程序設計語言，更新及發展速度越來越快；傳統的程序設計教學模式已經不能滿足不斷變化的市場要求，需要更多具有創新思維的人才來推動行業發展[2-5]。

在大學程序設計類課程中，創新思維是一種非常重要的能力。只有培養創新思維意識，在學習和工作中，不斷挑戰常規思維模式，提出新穎的想法和解決方案，才能創造出更高的價值和效益[6]。通過創新思維能力培養，可以幫助學生更好地理解程序設計的本質和核心，提高學生的創新能力和實踐能力，同時也可以促進程序設計類課程的教育質量和教學效果的提高。作為一種以新穎獨特的方法解決問題的思維，創新思維在程序設計思維培養及運用程序設計解決實際問題能力方面發揮著極其重要的作用。在程序設計類課程教學中，培養學生的創新思維能力可以幫助他們更好地適應市場變化，更好地解決復雜問題，提高解決問題的效率和質量；也能提升程序設計類課程的教學效果，有助于推動高校教育教學過程改革。

另外，隨著人工智能和大數據技術的快速發展，程序設計領域對人才的要求也在不斷提高。只有具備創新思維能力的人才，才能在不斷變化的市場環境中不斷創新和提升自己的競爭力，實現與社會需求崗位的成功對接。因此，培養學生的創新思維能力已成為程序設計類課程教學中不可或缺的一部分?？傊?，在程序設計類課程教學中，培養創新思維能力的重要性在于能夠提高學生的適應性和競爭力，使他們更好地適應市場環境和發展趨勢。

2 程序設計類課程教學所面臨的主要問題

目前，大學生創新能力培養與綜合素質提升是高等教育教學改革面臨的重要課題。很多高校通過增加創新思維訓練課程、創新創業實踐項目及創新思維課程教學改革等多種舉措進行了大學生創新能力培養實踐，在創新思維培養與創新能力提升方面取得了一些成效[7-10]。但是由于學生受思維慣性、思維定式等限制，創新動力不強。高校在大學生的創新思維培養方面還存在一些問題亟待解決，如學生缺乏實際應用經驗、課程教學缺乏創新思維的培養、課程內容和教學方法滯后等，主要包括以下三個方面的問題。

2.1 課程教學仍采用教師為中心、課堂為中心、課本為中心的模式

在課程教學中以教師教為中心，教師帶著知識走向學生。學生處于被動學習地位，課程參與度不高，主動探究意識較弱，學習效果不明顯。存在教學實踐互動形式化，創新教育仍停留在課堂教學中等不利于創新思維培養的教學現狀，教學內容單一化、教學方式落后和學生實踐能力不足等問題突出。這些問題不僅影響了學生的學習興趣和學習效果，也制約了程序設計類課程的教育質量和教學效果。

2.2 課程內容設計和教學方法落后

教學上重理論輕實踐，缺乏對學生創新思維與問題解決能力的培養。創新是解決問題的過程，大學生需要提高自己的問題解決能力，但是目前程序類課程設計中，課程知識點零散、結構復雜、概念較多，不利于學生對知識體系的建構；實踐趨于形式化，應用型導向不明確，不利于學生知識遷移能力、問題解決能力的提高。由于技術的快速發展，傳統的程序設計類課程教學內容和方法已經滯后于市場需求和技術趨勢。傳統的程序設計類課程教學往往注重理論知識的傳授，而忽視了實際應用經驗的培養，學生缺乏獨立思考和創新能力，只能按照教師的要求完成任務，無法在實際工作中解決復雜問題，這導致了學生在實際工作中可能會遇到困難，因為他們缺乏實際操作和應用經驗，無法獲得最新的知識和技能，從而難以適應市場變化和競爭。

2.3 課程考核方式單一

期末考核注重對課程基礎知識點的考查，學生知識應用能力及問題解決能力方面的考查所占比重較少。程序設計類課程考核往往包括平時成績考核和期末考核兩部分，在平時成績方面，作業及實訓的考核主要以章節知識點考核為主，缺乏章節之間知識的連貫性及系統性，學生自主探究意識、創新意識、自我管理能力不足，習慣于以完成作業為目標，這不利于其程序設計能力及創新能力的提升。期末考核缺少對學生參與情況及實際問題解決能力的評價，多采用量化形式、以教師評價為主。期末考試中，大部分學生死記教材中的知識點以應付考試試題，不善于靈活運用所學知識去解決實際問題，學生編寫、調試、設計程序及實踐經驗不足，創新能力、解決問題的能力得不到有效提升。

3 基于創新思維培養的程序設計類課程教育模式改革的對策

對大學生而言，創新能力的培養要求其通過多種途徑獲取知識，認真學習并掌握專業領域的基礎知識，還要了解其他領域的知識和思想，具有一定的基礎知識儲備。另外，創新需要從不同的角度來思考問題，勇于嘗試、拓展思維方式，具備良好的團隊合作能力，強化實踐應用等。為幫助學生具有必備的創新思維能力，推進程序設計類課程教學改革，筆者主要通過拓展課程內容、優化課程設計、翻轉教學模式、改進課程考核方法等，來實現以學生為中心、創新成果產出為導向的課程教學。以工作過程驅動學生創新能力、實踐應用能力的提升。具體包括以下四個方面。

3.1 拓展課程內容、確定課程設計目標

為培養學生的創新思維，通過拓展課程內容來增加學生的學習深度和廣度。一方面增加創新思維相關內容，如創新思維的概念、方法和技能等，并將最新的技術趨勢和市場需求納入課程內容中，更新課程教學方法，以確保學生獲得最新的知識和技能。另一方面，在課程內容中加入實際的項目，鼓勵學生在項目中運用創新思維來解決問題，提高學生的實踐能力。課程設計遵循以學生創新學習為中心、以成果產出為導向、育人育才緊密融合的教育理念，結合學歷標準、職業標準、社會需求與辦學特色，根據教育部一流專業、一流本科課程建設實施意見，學習“新工科”建設思路及“金課”理念。為實現課程教學與專業培養目標、社會需求的有效對接，結合許昌學院國際教育學院計算機科學與技術、數字媒體專業學生學情分析，確定知識傳授目標、能力培養、價值塑造目標，以創新思維與成果產出為導向，析出畢業要求與指標分解一級矩陣，厘清課程目標對畢業要求的強弱支撐關系，實現課程教學對人才培養目標的達成。內容設計方面，從項目課點中析出,知識點、技能點與態度點，注重成果導向、思維訓練、能力培養、課程育人。

3.2 重構課程知識模塊，翻轉教學模式，將真實項目引入課程教學，以實際工程引領學生創新實踐，讓學生在工作實踐中實現知識學習、能力培養與價值塑造

內容重構遵循“四真”“三化”原則，“四真”即在真實環境中，真學、真做、掌握真本領，“三化”即工作任務課程化、教學任務工作化、工作過程系統化，將程序設計類課程原有各章節的課點重構到實際的應用型項目情景中。重構后將真實項目作為教學情境，以解決問題為抓手，引導學生創新思維、探究學習，強化知識點的實際應用，突出實踐應用能力培養。在課程教學模式中實現從以“課堂為中心、課堂中教師為中心、教師傳授知識為中心”的“教師教為中心”模式到以“學生發展為中心、學生學習為中心、學生學習效果為中心”的“學生學習為中心”模式的翻轉，采用教師帶著學生走向知識的教學模式。教師以工作過程引導學生主動學習探究，實現在真實職業情景中真學、真做、掌握真本領。由教學目標對畢業支撐關系一級矩陣析出門課二級矩陣，明確了項目中課點對門課目標的達成之間的支撐與被支撐關系。思政融入方面，在課點中挖掘思政元素，基于感知、情感、相信、意志與行為五個層次析出態度點，培養學生科學嚴謹、團隊協作、求真務實等科學精神。改革教學方法，傳統的教學方式往往注重教師的講授，缺乏師生互動和學生參與，難以激發學生的創新思維，因此，采用多元化的教學方法來培養學生的創新思維。例如，采用小組討論、案例分析、創新思維課程、課堂互動等方式，激發學生的創新意識，提高學生的學習效果和學習興趣，讓學生在互動中提升思維能力和創新能力。

3.3 進行課程教學實踐改革

教學實踐的改革是程序設計類課程教學改革中非常重要的環節，也是培養學生創新思維的有效途徑。因此，通過真實的項目實踐，突出創新思維培養，通過鼓勵學生獨立思考和創新，培養學生的創新思維能力，讓學生在實踐中運用創新思維解決實際問題，提高學生的實踐能力和創新能力。例如，設置實踐項目、實踐任務或者實踐競賽等方式來培養學生的實踐能力和創新能力。將實踐環節作為課程的重要組成部分，通過實際操作和應用案例的講解，讓學生獲得實際應用經驗。課程的教學實施通過設計三級矩陣，給出了項目中每個知識點、技能點與態度點的教法、學法，通過項目實施達成課點目標。項目的實施由教師下發任務描述、組織引導學生進行任務分解、分工合作、學生根據企業需求標準制定實施步驟，完成任務、展示成果，通過任務評價持續改進，不斷提升。課程教學采用線上線下混合式教學，主要包括引導、探究、實訓、展示、評價、應用六個環節，實施過程分為課前導學、課堂探究與課后應用。課前導學環節中，發布學習任務、微課視頻等教學資源，學生以項目任務為驅動，進行自主學習與討論。課堂中教師通過對課前的調查及討論群中答疑反饋情況，以工作情景驅動學生創新思維、探究學習、學以致用，以展示促學習，以學生互評、教師評價促改進。課后通過課下實訓強化實踐應用，鼓勵學生參加第二課堂活動、校企合作項目或學科競賽等，讓學生參與實際項目的開發，讓學生親身體驗工作中的挑戰和解決問題的過程，提升學生的綜合能力。

3.4 采用定性與定量評價相結合的多元化課程評價形式

課程效果評價根據門課一級矩陣、二級矩陣與三級矩陣，將課程目標從上至下逐層分解，即由課程目標、課程中各項目目標到項目中各個課點的知識點、技能點、態度點與課程測量標準的實施，從課程實施得到的知識點、技能點、態度點的測量結果，反過來進行自下而上的目標達成情況評價，做到教學有依據，考核有標準，過程可控制，結果可測量。以課程評價促進學生能力提升，課程評價采用定性與定量評價相結合，通過學生互評、小組互評、教師評價、行業評價等多種形式，對照測量標準進行目標達成度的綜合評價。

此外，可以提高教師的專業素質，通過加強教師培訓和交流，提高教師的專業素養和教學水平。鼓勵教師參與實際項目的開發和實踐，提高教師的實踐能力和應用經驗，從而更好地滿足學生的需求。

4 結束語

本文通過對創新思維導向下的程序設計類課程教學改革進行研究，提升學生的創新能力和實踐能力，提高程序設計類課程的教育質量。本文分析了當前程序設計類課程教學所面臨的主要問題，提出了基于創新思維培養的程序設計類課程教育模式改革的對策，從而幫助學生更好地理解程序設計的本質和核心，提高學生的創新能力和實踐能力，促進程序設計類課程的教育質量和教學效果的提升。