原文鏈接：以CCF CSP認(rèn)證為抓手，積極探索軟件基礎(chǔ)能力遞進(jìn)式培養(yǎng)體系

發(fā)布單位：學(xué)會(huì)      發(fā)布時(shí)間：2017-01-20 16:16   

作者：陸建峰    余立功

摘要：為提升計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)類(lèi)學(xué)生的軟件基礎(chǔ)能力，南京理工大學(xué)進(jìn)行了積極的探索，設(shè)計(jì)了軟件能力遞進(jìn)式培養(yǎng)體系，以CCF CSP認(rèn)證和CCSP競(jìng)賽等權(quán)威檢測(cè)手段為抓手，驅(qū)動(dòng)教學(xué)改革，改革教學(xué)模式，同時(shí)也更好地響應(yīng)了工程教育認(rèn)證的需求，取得了顯著的成績(jī)。

關(guān)鍵字：CSP認(rèn)證 CCSP競(jìng)賽 軟件能力培養(yǎng) 教學(xué)改革

1. 引言

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)類(lèi)作為一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)類(lèi)，所培養(yǎng)的學(xué)生，不僅需要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要具備很強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。我們將熟練掌握程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及算法，通過(guò)一定范圍內(nèi)自選的通用編程語(yǔ)言，在指定時(shí)間空間內(nèi)，熟練、準(zhǔn)確地完成對(duì)給定問(wèn)題的編程和調(diào)試的能力定義為軟件基礎(chǔ)能力。軟件基礎(chǔ)能力是培養(yǎng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、軟件架構(gòu)能力等其它能力的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生本科階段需要重點(diǎn)培養(yǎng)的核心能力之一，更是畢業(yè)生走上工作崗位后必須具備的職業(yè)能力。

當(dāng)前，軟件基礎(chǔ)能力相關(guān)課程教學(xué)存在著重理論輕實(shí)踐的問(wèn)題，程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法等課程的考核形式往往以筆試為主，考試內(nèi)容通常以基本概念為主，很難考察出學(xué)生真正的程序設(shè)計(jì)能力，即便有部分程序設(shè)計(jì)題，也因?yàn)闊o(wú)法直接進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，而無(wú)法給出客觀的評(píng)判。這容易使學(xué)生對(duì)于這些課程的學(xué)習(xí)進(jìn)入誤區(qū)，在學(xué)習(xí)方法上往往注重記憶概念，輕視上機(jī)練習(xí)，為了通過(guò)考試，通常會(huì)在考試前才開(kāi)始臨時(shí)抱佛腳，拼命做往年的試卷。這會(huì)導(dǎo)致許多學(xué)生無(wú)法真正掌握課程的知識(shí)點(diǎn)，更不用說(shuō)將理論知識(shí)應(yīng)用于軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最終的結(jié)果是部分高分學(xué)生對(duì)編程掌握較差，有的甚至不會(huì)編程，難以滿足用人單位的基本要求。

軟件能力的培養(yǎng)，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。因此，為了提高學(xué)生這方面的能力，必須在課程教學(xué)以及考核方式上加以改革。我們的思路是，一方面將相關(guān)核心的課程通過(guò)課程群建設(shè)的方式進(jìn)行有機(jī)的整合，明確每門(mén)課程的定位以及和前續(xù)、后繼課程之間的關(guān)系；另一方面，改革現(xiàn)有的考核方式，將上機(jī)考試作為一項(xiàng)重要指標(biāo)納入到相關(guān)課程的考核中，從而引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)踐能力的提高，并主動(dòng)加強(qiáng)這方面的練習(xí)。在課程的安排上，確保大一到大三這三年，上機(jī)考核不斷線。通過(guò)上述手段，可以有效地提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

2. 軟件基礎(chǔ)能力遞進(jìn)式培養(yǎng)體系

遞進(jìn)式教學(xué)體系

在我們的課程教學(xué)改革中，下列課程“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、“面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)”、“離散數(shù)學(xué)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“算法設(shè)計(jì)與分析”、“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”、“操作系統(tǒng)”、“軟件課程設(shè)計(jì)”構(gòu)成我們重點(diǎn)建設(shè)的課程群，這些課程既相互配合又各有側(cè)重，既能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)軟件基礎(chǔ)能力的系統(tǒng)化培養(yǎng)，也能夠拓寬到軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),形成遞進(jìn)式的培養(yǎng)路徑。圖1給出了遞進(jìn)式教學(xué)體系與軟件能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以軟件基礎(chǔ)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，幾乎所有的課程都安排有相應(yīng)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，有助學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解和運(yùn)用。軟件課程設(shè)計(jì)則承擔(dān)著軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)任務(wù)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要綜合運(yùn)用到前面課程中所學(xué)的知識(shí)和具備的相應(yīng)能力，自主選題，自行設(shè)計(jì)，并完成從需求分析到總體設(shè)計(jì)、從算法描述到具體編程、從測(cè)試實(shí)施到成果演示的完整過(guò)程。

圖1  遞進(jìn)式教學(xué)體系與軟件基礎(chǔ)能力對(duì)應(yīng)圖

第三方測(cè)評(píng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制

教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，以過(guò)程化考核方法和相應(yīng)的信息化手段為支撐，以第三方測(cè)評(píng)驅(qū)動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)中軟件基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)。

在課內(nèi)考核中，改變考試成績(jī)主要依賴(lài)期末筆試的現(xiàn)狀，將課程總成績(jī)分解為平時(shí)的上機(jī)測(cè)驗(yàn)和作業(yè)、期末的上機(jī)測(cè)驗(yàn)、期末筆試成績(jī)等幾個(gè)部分，降低期末筆試成績(jī)所占比例。將過(guò)程考核融入到課程的整體教學(xué)中，督促學(xué)生平時(shí)的過(guò)程化學(xué)習(xí)，并使得最終的成績(jī)能綜合體現(xiàn)基礎(chǔ)理論知識(shí)和軟件基礎(chǔ)能力，徹底改變以前考試成績(jī)僅體現(xiàn)了對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握情況。

除了課內(nèi)考核，引入CCF的CSP認(rèn)證作為第三方測(cè)評(píng)手段。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）的計(jì)算機(jī)軟件能力認(rèn)證（CSP）一般有5道題目，每道題目滿分為100分，難度依次遞進(jìn)。表1給出了CSP分?jǐn)?shù)和軟件基礎(chǔ)能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該考試從能力架構(gòu)上正好對(duì)應(yīng)了我們的遞進(jìn)式教學(xué)體系，可以反映教學(xué)體系的教學(xué)效果。采用該測(cè)試作為課外考核標(biāo)準(zhǔn)，既具有考核公信力，也符合業(yè)界要求，從而可以客觀地考核學(xué)生的軟件基礎(chǔ)能力，更好地促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，同時(shí)也使得考核更加符合社會(huì)需求。因此，引入第三方測(cè)評(píng)機(jī)制驅(qū)動(dòng)教學(xué)，能夠更加客觀地檢測(cè)教學(xué)效果，驅(qū)動(dòng)教學(xué)改革，更加具有生命力。

表1  CSP成績(jī)與軟件基礎(chǔ)能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系

分層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)

在教學(xué)過(guò)程中一方面要關(guān)注全體學(xué)生的培養(yǎng)，另一方面也要關(guān)注拔尖人才的培養(yǎng)，做到因材施教。在軟件基礎(chǔ)能力遞進(jìn)式培養(yǎng)體系中。我們認(rèn)為絕大部分計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)類(lèi)學(xué)生首先應(yīng)該達(dá)到一般性課程體系的要求。而CCF CSP認(rèn)證的要求并不是對(duì)一般性課程要求的拔高，而是針對(duì)現(xiàn)階段學(xué)生實(shí)踐能力缺乏進(jìn)行的強(qiáng)化考核。因此，我們要求學(xué)生能夠參與CCF CSP認(rèn)證，并對(duì)他們提出一定的考核要求。

而對(duì)于拔尖創(chuàng)新性人才，則需要通過(guò)更加有效的方式培養(yǎng)、考核和激勵(lì)，并做到因材施教。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)推出的大學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（CCSP競(jìng)賽）恰好彌補(bǔ)了CSP對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用能力、軟件設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力考核的不足，正好對(duì)應(yīng)了教學(xué)體系的最高層次。圖2描述了創(chuàng)新型人才的分層次培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)于課程考核和各層次比賽中脫穎而出的拔尖人才，組建專(zhuān)門(mén)團(tuán)隊(duì)，為他們制定專(zhuān)門(mén)的培養(yǎng)方案和更加靈活的實(shí)施辦法，因材施教，使他們具備更高層次的創(chuàng)新能力。采用多種不同的集中訓(xùn)練方式，如引入結(jié)對(duì)編程、挑戰(zhàn)賽、解題報(bào)告、模擬賽、專(zhuān)題討論與講解等訓(xùn)練方式，針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)能力、思維能力等不同能力進(jìn)行訓(xùn)練，從而起到強(qiáng)化效果。并引導(dǎo)他們參加CCSP競(jìng)賽、ACM/ICPC競(jìng)賽等高層次競(jìng)賽，從而為拔尖人才的脫穎而出創(chuàng)造可能。

圖2  對(duì)創(chuàng)新人才的分層次培養(yǎng)目標(biāo)

3. 具體措施保障

工作基礎(chǔ)保證

南京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院擁有“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”和“軟件工程”兩個(gè)江蘇省一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)是江蘇省品牌專(zhuān)業(yè)，也是全省僅有的3個(gè)通過(guò)工程教育認(rèn)證的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)之一；擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)示范中心（江蘇省教學(xué)示范中心），擁有南京理工大學(xué)IT人才實(shí)訓(xùn)中心（江蘇省校企合作實(shí)踐教育中心），建立了江蘇首家CCF計(jì)算機(jī)軟件能力認(rèn)證中心，并于2016年獲得CCF最佳合作獎(jiǎng)，多次成功舉辦了CCF計(jì)算機(jī)軟件能力認(rèn)證，參加認(rèn)證的人數(shù)逐次遞增。

學(xué)院自2000年開(kāi)始參與ACM/ICPC（國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽）以來(lái)，為了參加相關(guān)的程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（包括CCF CCSP，ACM/ICPC，藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)大賽等），專(zhuān)門(mén)建立了一支集訓(xùn)隊(duì)，選拔經(jīng)驗(yàn)豐富的教師擔(dān)任教練，為參加比賽的學(xué)生制定專(zhuān)門(mén)的培養(yǎng)方案和靈活的實(shí)施辦法，持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們具備更高層次的軟件能力，建立了一套ICPC教學(xué)訓(xùn)練模式，并獲得校教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，得到學(xué)生、社會(huì)和企業(yè)的高度認(rèn)可。

學(xué)院成功舉辦ACM/ICPC亞洲區(qū)域賽一次，全國(guó)邀請(qǐng)賽一次，藍(lán)橋杯江蘇賽區(qū)三次，南京理工大學(xué)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽若干次。在舉辦相關(guān)比賽和測(cè)試方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已建成面向全院學(xué)生開(kāi)放的軟件設(shè)計(jì)訓(xùn)練平臺(tái)和在線測(cè)試平臺(tái)。

團(tuán)隊(duì)人員保證

學(xué)院建立了由從事教學(xué)管理、一線教師、實(shí)驗(yàn)員以及企業(yè)代表等專(zhuān)業(yè)人員組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)（該團(tuán)隊(duì)推薦申報(bào)工信部研究型教學(xué)團(tuán)隊(duì)），隊(duì)伍成員老中青結(jié)合，具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和完善的保證措施，熱心于教學(xué)改革工作。通過(guò)卓越工程師計(jì)劃，與多個(gè)著名IT企業(yè)形成了緊密的合作。教學(xué)團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)了以軟件基礎(chǔ)能力為核心的江蘇省教改項(xiàng)目。

團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)多年一線教學(xué)實(shí)踐，已在軟件基礎(chǔ)能力相關(guān)課程的教學(xué)過(guò)程中積累了大量經(jīng)驗(yàn)，獲得了顯著的成果。教學(xué)研究項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究及實(shí)踐”曾獲得江蘇省高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程成為了江蘇省精品課程和江蘇省全英文授課精品課程。課題組成員編寫(xiě)了《C++程序設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：C++語(yǔ)言版》等教材，并發(fā)表了10余篇相關(guān)研究論文。

政策導(dǎo)向保證

學(xué)院自上而下，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)高度重視，并以CCF CSP為抓手，制定了相關(guān)的政策，將CCF CSP成績(jī)作為學(xué)生獲得保送研究生資格的必要條件。同時(shí)，在保研招生和考研招生中將認(rèn)可CCF CSP認(rèn)證成績(jī)，同時(shí)將對(duì)CSP的高分作為研究生獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定的加分條件之一，從而促使學(xué)生投入到計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)能力的真正提高上。在上述諸多環(huán)節(jié)對(duì)CCF CSP的認(rèn)可在于其公信力以及被社會(huì)的廣泛認(rèn)可。

4. 實(shí)踐效果

競(jìng)賽成績(jī)突出

基于我們的培養(yǎng)體系，在人才的軟件能力培養(yǎng)上，取得了顯著的成績(jī)，尤其是在相關(guān)的程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及CCF CSP認(rèn)證中。

根據(jù)CCF所公布的歷次CCF CSP認(rèn)證成績(jī)中，我校無(wú)論是人均分?jǐn)?shù)還是高分人數(shù)（300分以上），均位于全國(guó)前10名，得到中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)的高度評(píng)價(jià)，并于2016年8月應(yīng)邀作為先進(jìn)典型介紹經(jīng)驗(yàn)。

近些年來(lái)，先后獲得了ACM/ICPC程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽亞洲賽區(qū)金獎(jiǎng)1次，銀獎(jiǎng)20次、銅獎(jiǎng)46次、最佳女隊(duì)2次，“藍(lán)橋杯”重點(diǎn)大學(xué)本科A組特等獎(jiǎng)1次，一等獎(jiǎng)12次，二等獎(jiǎng)59次等成績(jī)。

在CCF主辦的2016年全國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（CCSP），我校獲得兩項(xiàng)金獎(jiǎng)（成績(jī)均在前十，其中一人為季軍），三項(xiàng)銀獎(jiǎng)，兩項(xiàng)銅獎(jiǎng)，團(tuán)體總成績(jī)僅次于清華大學(xué)，位列全國(guó)第二。

畢業(yè)生深受歡迎

由于我校培養(yǎng)的學(xué)生因其基礎(chǔ)扎實(shí)，具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，因此，我校畢業(yè)生深受用人單位歡迎，供不應(yīng)求。

一方面，受到各名校的青睞，每年有多名學(xué)生被保送至北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等國(guó)內(nèi)名校，還有多名學(xué)生被美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、澳大利亞國(guó)立大學(xué)、德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)等國(guó)際名校錄取，平均有40%的學(xué)生繼續(xù)攻讀研究生學(xué)位。我校2009級(jí)軟件工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生崔嵬，以保研機(jī)試第一名的成績(jī)保送北京大學(xué)；我校2008級(jí)軟件工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生唐震，僅三年就完成了本科的學(xué)業(yè)，保送中科院軟件研究所；我校2009級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生李翔，在攻博期間獲得2016年Di-Tech出行預(yù)測(cè)算法大賽冠軍，2015年阿里移動(dòng)推薦算法大數(shù)據(jù)競(jìng)賽冠軍。

另一方面，在就業(yè)市場(chǎng)上，我校的畢業(yè)生呈現(xiàn)了“四高”的特色：就業(yè)率高、就業(yè)層次高、就業(yè)薪酬高、就業(yè)專(zhuān)業(yè)對(duì)口程度高。學(xué)生就業(yè)領(lǐng)域集中在通信、軟件、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)領(lǐng)域知名公司、國(guó)家重點(diǎn)科研院所及大型金融機(jī)構(gòu)的信息技術(shù)部門(mén)，且大部分學(xué)生都在自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)就業(yè)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)業(yè)與就業(yè)的對(duì)接。而分層次培養(yǎng)的拔尖創(chuàng)新人才，也備受業(yè)界頂級(jí)企業(yè)的重視。我校集訓(xùn)隊(duì)08級(jí)畢業(yè)生除保研學(xué)生外，全部被百度公司高薪錄用，集訓(xùn)隊(duì)13級(jí)畢業(yè)生除保研學(xué)生外全部被華為公司錄用，并入選該企業(yè)未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)者計(jì)劃。

5. 總結(jié)

以CSP認(rèn)證為抓手，構(gòu)建遞進(jìn)式教學(xué)體系建設(shè)切實(shí)提升了學(xué)生的軟件基礎(chǔ)能力，在南京理工大學(xué)取得了豐碩的成果。學(xué)校將進(jìn)一步通過(guò)實(shí)施多方面政策鞏固和推廣該項(xiàng)成果，為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)更多的高層次人才。