学生核心能力培养与程序设计技术的联想(共8页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上学生核心能力培养与程序设计技术的联想郭霏霏、福建泉州、泉州理工职业学院、【摘要】2016年9月13日,中国学生发展核心素养正式发布。中国学生发展核心素养以科学性、时代性和民族性为基本原则,以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养。面向世界、面向未来的卓越工程师培养计划提出，当代大学生所应具备的核心能力为：家国情怀、创新创业能力、跨学科交叉融合、批判性思维、全球视野、自主终身学习、沟通与协商、工程领导力、环境与可持续发展能力、数字化能力。其中大多数能力都是可以通过学习程序设计技术，进而达到培养目标。本文通过核心能力培养与程序设计技术的联想，探讨在新信息技术时代或者称为人工智能时代即将到来之际，程序设计技术在各年龄段、各专业人才培养中的重要性。【关键词】编程教育、培养目标、教育方法、核心能力近些年来，随着人工智能、大数据、云计算、物联网等新信息技术的快速发展，计算机程序设计教育培训又火爆起来，沉寂很长一段时间的各类培训机构又如雨后春笋般“冒”了出来。不过，现在这些机构的服务面向有了很大不同，变得更为关注青少年群体、更加重视思维方法训练、教育模式更丰富多样。在美国，编程已进入幼儿园和中小学课堂，是备受欢迎的课程之一；在英国，编程被列入国家教学大纲，成为615岁孩子的必修课；2016年6月，我国教育部印发教育信息化“十三五”规划，将信息化教学能力纳入学校办学水平考评体系；2017年1月，义务教育小学科学课程标准提出将对小学科学课程标准进行修订完善；另外浙江新高考改革将信息技术加入高考选考科目；2018年，教育部中学新课标方案发布，人工智能进课堂，编程技术入高考。说明计算机程序设计技术已经不再是专业和职业特有知识技能，而是逐步成为全民化的常识之一。为什么计算机程序设计会从IT行业特有技术转向全民化，呆板、固执、睡眠严重不足的“程序猿”形象不再成为人们拒入这个行业的原因？作为一名从事应用软件开发和计算机专业教育16年的 “老猿”，我认为这是自然选择的结果，程序设计技术中的思维、方法与现代教育的培养目标是相吻合的。一、素质目标与编程规范1、整洁规范的习惯有些“老猿”编写代码的时候喜欢依着自己的风格，该换行的不换行，该退格的不退格，就像医生开的处方，只有自己看得懂，这是让人无法忍受的。几乎所有的公司都会要求程序员必须严格按照规范来编写代码，甚至要求60%以上的代码都要有注释，不论你的资历有多老、编写速度有多快，因为软件开发是个非常强调团队配合的行业，别人看不懂你写的代码，合作无从谈起，在这件事上，强迫症是个好现象。我在北大青鸟做软件工程师培训的时候，给学员讲的第一课，就是强调整洁规范的重要性，并且在学习过程中一直严格要求他们遵守。作为学校教学指导委员会、学术委员会的成员，要经常评审各类申报项目，我的同事们也会经常拿方案来请示，过去在这些提交材料里，排版混乱比比皆是，花了好大力气进行纠正，这些年才略有好转。试想，我们培养的学生，踏上工作岗位后，拿着一份字体大小不统一、格式混乱、看起来歪歪扭扭的文件去找他的上级批示，这位领导不仅要质疑学生的能力，也要质疑学校的培养吧！整洁规范是一种习惯，更是一种态度，日本人键山秀三郎创立的“扫除道”，帮助很多企业起死回生，目前已应用在日本企业、学校、社会等方方面面，其精髓就是提倡整洁规范，能带来五大好处：使人谦虚、让人成为有心人、孕育感动、萌生感恩、磨砺心性。2、“零错”运行的原则不论哪一种程序设计语言，编写的代码里，除了只承载文本提示功能的字符串外，其他所有代码都不允许出现任何错误，一个字符、标点、符号都不行，具有非常高的严谨性要求，可以说是“零错”运行。如果存在错误，编译时系统会提示，然后整段的代码都不能运行。因为，对于整个软件系统来说，哪怕只是一个字符的错误，都有可能是整个系统的致命BUG，造成巨大事故。经常在批改学生作业、评审论文的时候，发现大量的错字和病句，现在广泛流行的微信、微博、今日头条、抖音等自媒体平台上，也是错字病句铺天盖地。这样泛滥的“文化青春痘”形成了大家都写错，我错了也正常的现象。不禁要问，我们的教育怎么把汉语言文化的最基本要求，教到了这种地步？古人写诗写作，逐字逐句认真琢磨的精神到哪去了呢？那么“零错”容不容易做到呢？我个人觉得不难，就是事后多做检查，一遍不够就三遍，三遍不够就五遍，如果是团队合作的，就互相检查。单位可以对员工犯错有一定程度的包容，但是员工做事一定要以做到“零错”为原则，这也是现代教育培养的素质目标之一。3、循序渐进的心态2002年，我还在北大青鸟厦门中心任教学主管的时候，接待了一位印度来的软件工程师，他也是ACCP软件工程师课程设计顾问之一。有一次，他开玩笑的跟我说：“计算机程序语言就是按照你们中国人常说的一步一步来作为运行机制的。”这句话令我印象深刻，是的，计算机代码的运行是依据逐行读取的机制，当上一句读取运行后再进行下一句。过去的十多年里，尤其是事情都撞到一起、火烧眉毛的时候，我总是想起这个“一步一步来”，然后告诉自己静下心来，捋一捋，把事情分个轻重缓急，一件一件处理。我经常会觉得我的同事们都是“超人”，他们可以同时拿两个电话，一会跟这个说几句，一会跟那个说几句；可以一边写方案的时候一边讨论另外一个无关的事情；可以跑上跑下，同时进行几个工作事项等等，这些我都做不到，我担心这样恰恰是容易犯错的原因。我们不能培养学生急功近利、一口吃成大胖子的心态，应该培养他们踏踏实实、稳扎稳打的做好每一项任务，并且在面对众多突发任务的时候，能够冷静分析、合理安排、运用方法、完美解决的能力。二、知识目标与设计技术1、程序逻辑程序员的工作，不是把一个篮子里现有的东西拿到另一个篮子里就完事了，还要在这个篮子里把未来用户能放入的所有东西，都要提前做好相对应的盒子，等待客户装进去。完成这些操作，需要预先设计好程序逻辑，程序的逻辑并不复杂，就是由判断和循环所组成，根据判断用户做出的动作，继续下一步指令，如果动作相同则循环操作。真正难的地方在于，要能预先考虑到可能出现的各种情况，并对每一种情况设计好相应动作。运用程序逻辑的方法，往往能让解决事情的过程变得更为简单，并且可以锻炼全面思考、风险控制、危机处理的能力。2、类与对象程序语言经历了机器语言、汇编语言、面向过程语言、面向对象语言四个阶段。现在用的基本都是第四代面向对象的程序语言，如JAVA、C#等。第四代语言最重要的就是类和对象概念的提出，类是现实世界或思维世界中的实体在计算机中的反映，面向对象是把构成问题的事物分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。我们可以把世间万物都看成类，都有名称、属性、方法、事件的共同特征，分门别类后，碰到同类的问题就实例化为对象采用类似的办法予以解决。宋丹丹有个经典小品，里面有个脑筋急转弯的问题，问：“把大象关进冰箱需要几步？”答案是三步，打开冰箱、把大象放进冰箱、关上冰箱。把大象换成恐龙、凤凰、坦克、宇宙飞船，答案也是一样的，这是一个典型的工作流程规范化的案例。培养学生掌握分类处理的能力，遇到困难不会手忙脚乱，能够借鉴成功案例，从而得心应手。3、生命周期软件工程生命周期的五个重要阶段分别是：需求分析、系统分析与设计、系统实现、软件测试、软件维护。这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。生命周期的每一个阶段都有确定的任务，并产生一定规格的文档（资料），提交给下一个阶段作为继续工作的依据。软件工程生命周期的五个阶段与企业广泛使用的PDCA循环管理有异曲同工之妙，PDCA将质量管理分为四个阶段，即计划（plan）、执行（do）、检查（check）、处理（Act），以上四个过程不是运行一次就结束，而是周而复始的进行，一个循环完了，解决一些问题，未解决的问题进入下一个循环，阶梯上升。培养学生掌握了解这类工具方法，有助于他们更快适应职业岗位。三、能力目标与软件开发1、自主终身学习能力经常听到或者看到有人抱怨程序员是个“枯燥辛苦”的职业，永远都在面对挑战，然后就有加不完的班。根据我的从业经验，可以肯定的说这是真的。如果是做定制软件业务的，面对的客户群体就是做完金融、做物流，做完成品、做装备，永远都在不断变换中；好一点的做的是行业软件，也要面对不同的企业老板、部门领导、企业员工；如果做的是平台，那就更可怕了，既要面对各种各样的用户群体，还要面对乱七八糟的业务模式；开发的过程中会遇到各种从未见过的困难，你得懂得利用各种搜索引擎、QQ群、交流平台寻找解决办法。因此，我个人认为这应该是对自主终身学习能力要求最高的行业。培养学生自主终身学习的能力，不仅对学生的全面发展有着十分重要的作用，同时也是整个教育事业向前发展的一个助推器。2、批判性思维能力软件设计开发的过程中，不断通过软件测试进行代码优化、功能优化、架构优化就是一个批判的过程，这个过程需要充分发挥批判性思维能力。软件测试的目标不是为了证明这个软件是可行的，恰恰相反，它的目的是为了证明这个软件存在太多的问题和风险，设计严重不合理，是不可行的。批判性思维是通过一定的标准评价思维，进而改善思维，是合理的、反思性的思维，既是思维技能，也是思维倾向。培养学生批判性思维能力，就是培养他们能够批判地思考和分析问题，寻找社会问题的解决方案并承担社会责任。3、跨学科交叉融合能力前面提到，软件开发是跨行业的，经常是几个不同行业的业务流程要整合到一起，这就涉及到跨学科的专业知识。当今世界，学科前沿的重大突破和重大创新成果，大多是多学科交叉、融合和汇聚的结果。从当前的发展趋势看，新一代信息技术、网络安全、集成电路、智能制造、高端装备、机器人、人工智能、虚拟现实、生物医药、现代交通运输、高效物流、节能环保、新能源、智慧城市、智慧建筑等等为数众多的产业领域均需要多学科专业的交叉融合，具备学科交叉融合能力的才是未来卓越工程师的首要人选。4、创新创业能力现代商业奇迹，几乎都离不开互联网和IT行业，比尔盖茨、乔布斯、马云、马化腾都是IT精英，成功的互联网创业案例比比皆是。通过软件技术开发平台或应用程序，是实现商业模式设计最容易的途径，而且成本最低；通过互联网，能够最快的发展规模庞大的用户群体。掌握程序设计技术，就是掌握了一项创新创业的工具。在全球化、信息化的今天，主要的竞争就是创新能力的竞争，同时，就业也是社会发展所必须解决的问题之一，学生作为一个特殊群体，是社会发展的原动力，必须具备较强的创新创业能力，提高和培养学生的创新创业能力是现代教育必须解决的问题，应该从多方面进行教育改革，将提高学生的创新创业素质和能力作为目标，多角度、多层次发展学生的创新创业能力。5、沟通与协商能力软件开发是非常强调团队合作、沟通协商的工作，开发过程中的沟通可以分为需求分析阶段项目经理与客户的沟通，系统分析设计阶段项目组内部的沟通，系统实现阶段程序员之间的沟通，软件测试阶段测试员与程序员之间的沟通，软件维护阶段维护员与客户之间的沟通。其中同客户沟通是整个项目管理中最难的一个环节，但是聪明的软件工程师们已经总结出了很多方法应对沟通，如：（1）快速确定客户的验收决策链。（2）尽快确定项目的验收流程。（3）在不同的项目实施阶段就项目建设的方式、时间和具体内容同客户的验收决策链上的人员达成一致。（4）建设部门和使用部门的差异性协调。当代学生应当掌握沟通与协商的技巧方法，在学习工作中积极主动，表现出超群的自发性、创造性，得到别人的尊重、社会的认可和自我价值的实现。积极的沟通学习，尽快独立承担重要工作，用沟通交流的方式激发他人的创造性和工作热情，为企业贡献更大的力量。通过沟通协商的方式向资历深的师傅进行适当的讨教，体会多年的经验教训，提升工作阅历。1968年，皮亚杰（儿童心理发展学的奠基人）的同事，MIT人工智能实验室创办人之一的西摩尔·佩普特（Seymour Papert）从 LISP 语言的基础里创立了LOGO程序语言，是有史以来第一个专门为儿童设计的编程语言。2013年，美国在线编程教育网站code.org发起“编程一小时”活动，时任美国总统奥巴马不仅拍摄了一段宣传片支持，并且亲身上阵写了一段 JavaScript 代码，这也让他成为美国史上第一位会写代码的总统。奥巴马之后，美国科技圈名人比尔盖茨、扎克伯格等也纷纷发言，号召编程要从娃娃抓起。2014年，英国教育大纲规定计算机编程是5-16岁儿童必修课程。2017年，新加坡全面推动少儿编程教育，中小学考试中加入编程考试科目。日本文部科学省于1998年将程序计算和编程定为中学必修内容, 引导开展中学机器人教育实践。2016年，“日本一亿总活跃计划”进一步要求大力开展编程教育， 推动教育信息化，同时制订小学新学习指导要领，将编程教育定为理科和数学的必修内容，培养学生编程所必须的逻辑思维。由此可见，日本将持续深化开展编程教育低龄化，构建初、中、高等教育的完整体系，同时推动社会科学素养的理解和经济发展。在这新的时代，程序设计技术应该成为当代学生的基本功。乔布斯有一句名言：“我认为这个国家的每个人都应该学习编程，因为它会教给你如何思考。”发达国家对推广编程教育的观点是，编程技能已不仅是信息产业对人才的需求，而将是所有产业的需求！从教育角度看，编程教育的核心的理念是把计算机编程看作与阅读、表达、数学等一样的，当成必须的基础技能来培养。所以，应该对程序设计技术进行分层分级设计，让它能够适于不同年龄段、不同专业、不同职业的人群学习，成为与语文、数学、英语、物理、化学相同的普及性教育内容。华东师范大学任友群教授有句话，我觉得说的非常好，就以这句话作为本文的结尾吧，任教授认为：“当程序驱动的数字化工具渗透到人们生活、学习和工作的方方面面，甚至成为人们身体的一部分时，人们不仅需要具备操作这些技术工具的技能，同样需要深层次理解这些技术工具，知道它们的工作方法和应用流程，及其背后的逻辑与结构，甚至可以重构设计。今天，我们重视编程，已不同于几十年前计算机教育初期的编程教育，而是在培养学生们一种“计算思维+”的能力，让个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生一系列思维活动和创造实践。”【参考文献】1.新形势下的大学生创新创业能力培养研究.刘威娜.龙源期刊2.一次问卷引发的思考谈面向人工智能时代的编程教育. 毛澄洁等.中小学信息技术教育.2017-123.中小学应设置人工智能课程, 推广编程教育.朱敬一.国务院.2018-08-284.日本机器人教育的发展现状和趋势.王凯等.现代教育技术.2017-045.核心素养培养新途径.李幸呈.中小学信息技术教育.2016-106.为数字中国培养“计算思维+”新一代.任友群.中国信息技术教育2018-05基金号：泉州市高校中青年学科(专业)带头人培养计划专心-专注-专业