“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的思考

文章編號(hào)：1672-5913(2008)10-0126-02

摘要：本文從“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)環(huán)節(jié)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)三個(gè)方面提出了新的教學(xué)模式改革思想。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；C++；課程設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

為了更有效地提高“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，我們通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出需要在教學(xué)環(huán)節(jié)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)三個(gè)方面進(jìn)行改善，下面分別詳細(xì)闡述。

1教學(xué)環(huán)節(jié)

1.1增加程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言入門之前相關(guān)知識(shí)的介紹

在正式開(kāi)始講解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之前，應(yīng)該先講授與編程相關(guān)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)制產(chǎn)生一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，此舉對(duì)那些在開(kāi)設(shè)“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程之前沒(méi)有開(kāi)設(shè)過(guò)“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”課程的院校是極其必要的。

例如，計(jì)算機(jī)基本組成部分、計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的基本原理、各種數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式、各種數(shù)值進(jìn)制之間的換算方法等，這些都屬于基本的計(jì)算機(jī)文化知識(shí)，理解了這些相關(guān)知識(shí)，對(duì)于學(xué)生以后理解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法和基本概念以及各種實(shí)現(xiàn)機(jī)制都會(huì)起到事半功倍的效果。例如程序設(shè)計(jì)中的自動(dòng)變量、靜態(tài)變量、動(dòng)態(tài)內(nèi)存開(kāi)辟和撤銷、結(jié)構(gòu)體、共用體、類、指針等知識(shí)點(diǎn)的講解都離不來(lái)內(nèi)存空間的概念。

1.2學(xué)生興趣的引導(dǎo)

由于本課程的教學(xué)一般安排在第一學(xué)年，新生來(lái)自不同地方、不同學(xué)校，每個(gè)人對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度也大相徑庭；同時(shí)，C++語(yǔ)言牽涉到的概念復(fù)雜、規(guī)則繁多、使用靈活且容易出錯(cuò)，加上本科教育不同于高中教育，因此相當(dāng)一部分學(xué)生感到教師授課速度快、聽(tīng)不懂、收效欠佳。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，首先要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)這門課的興趣，課上可利用多媒體演示往屆學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和一些輔助教學(xué)的經(jīng)典程序。在講解每一個(gè)新的知識(shí)體系前也是如此，根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一些有趣的題目，現(xiàn)場(chǎng)用C++語(yǔ)言編寫(xiě)源程序上機(jī)運(yùn)行，向?qū)W生們演示，讓學(xué)生看到努力的方向和可達(dá)到的目標(biāo)，消除學(xué)生的畏難情緒，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心，啟發(fā)大家的思維。

例如，在講解遞歸函數(shù)時(shí)，可以給學(xué)生演示用C++編寫(xiě)的漢諾塔例子，尤其是結(jié)合圖形函數(shù)用動(dòng)感的圖形實(shí)例來(lái)使學(xué)生產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，達(dá)到興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。

1.3教學(xué)內(nèi)容的組織

課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體，教師只起導(dǎo)引作用，當(dāng)問(wèn)題提出以后，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何去分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。

C++程序設(shè)計(jì)內(nèi)容十分豐富，若講課時(shí)面面俱到，必然會(huì)使重點(diǎn)難以突出，學(xué)生印象不深，約束學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)揮，同時(shí)使內(nèi)容與學(xué)時(shí)之間的矛盾難以解決，因此必須精選課堂內(nèi)容，提高教學(xué)效果。這需要教師對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行很好地把握，區(qū)分主要內(nèi)容和次要內(nèi)容，做到難易知識(shí)點(diǎn)分明，在遵循本課程教學(xué)大綱的前題下，對(duì)講授的內(nèi)容進(jìn)行一定調(diào)整。

在程序設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題上，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析。有些知識(shí)點(diǎn)教師可以進(jìn)行刪減，讓學(xué)生在課下自學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力。同時(shí)讓學(xué)生帶著問(wèn)題通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，從而能更牢固地掌握所學(xué)內(nèi)容；對(duì)于該課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師要做詳細(xì)地講解，要通過(guò)大量的例題驗(yàn)證，使學(xué)生在充分理解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，獨(dú)立思考各種解題方法，開(kāi)拓解題思路。講程序設(shè)計(jì)時(shí)不能孤立地講語(yǔ)法規(guī)則，要把它結(jié)合到程序應(yīng)用實(shí)例中，通過(guò)閱讀和編寫(xiě)程序自然地理解和記住有關(guān)規(guī)則。在課程學(xué)習(xí)的初期，教師要注重學(xué)生閱讀程序的能力；到后期，教師要注重學(xué)生的編程能力，使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)階段從易到難，由讀到寫(xiě)，完成一個(gè)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)和掌握的過(guò)程。

1.4教學(xué)應(yīng)具有啟發(fā)性

任何一個(gè)問(wèn)題都不是只有唯一的解法，教師要啟發(fā)學(xué)生通過(guò)自己程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐分析對(duì)比不同的算法，提高自己的實(shí)踐能力。

對(duì)同一例題的講解，教師應(yīng)根據(jù)所學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)，用不同的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)進(jìn)行講解。采用此方式既可以開(kāi)闊學(xué)生的解題思路，又可以讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析比較，更好地理解所學(xué)內(nèi)容。例如，對(duì)于多個(gè)字符串的排序，我們可以利用字符數(shù)組、字符指針、指向字符數(shù)組的指針、指針數(shù)組、二級(jí)指針以及運(yùn)用字符串類對(duì)象等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；再如，比較經(jīng)典的例題──Josephus問(wèn)題，它的設(shè)計(jì)可以利用數(shù)組、結(jié)構(gòu)體數(shù)組或鏈表這種面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法解決，也可以通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)Josephus類這種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法來(lái)完成。各種算法的分析思路、解題難度和程序運(yùn)行效率都是不同的，通過(guò)比較它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生能夠?qū)Σ煌R(shí)點(diǎn)印象深刻，并且更有利于學(xué)生理解和掌握所運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)。

2上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在教學(xué)過(guò)程中，要注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容的配套，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練，要求學(xué)生按一定的規(guī)范完成上機(jī)實(shí)驗(yàn)。具體要求為“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿蓪?shí)驗(yàn)內(nèi)容”。學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)給定的題目編好程序，進(jìn)行自查并分析可能出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)設(shè)計(jì)好測(cè)試數(shù)據(jù)。做實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生編輯程序、上機(jī)調(diào)試，直到程序運(yùn)行成功。學(xué)生只有通過(guò)反復(fù)上機(jī)操作，才能更好地掌握編程技能。

學(xué)生的編程能力是一個(gè)循序漸進(jìn)、日積月累的過(guò)程，面對(duì)學(xué)生在剛開(kāi)始編程時(shí)遇到的問(wèn)題，教師要耐心指導(dǎo)，和學(xué)生進(jìn)行交流，和學(xué)生一起分析，指出本質(zhì)性的錯(cuò)誤，幫助他們提高分析、編程、調(diào)試的能力。在指導(dǎo)過(guò)程中，教師和指導(dǎo)學(xué)生會(huì)針對(duì)學(xué)生提出的程序問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)講解，保證學(xué)生知道問(wèn)題出在哪，為什么出錯(cuò)，應(yīng)該怎樣修改，以保證學(xué)生徹底理解。教師在上機(jī)過(guò)程中也可以對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握的情況進(jìn)行抽查，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況即時(shí)掌握，更好地幫助授課。

在上機(jī)過(guò)程中，應(yīng)該幫助學(xué)生提高程序調(diào)試能力。學(xué)生在編寫(xiě)程序時(shí)，總會(huì)出現(xiàn)一些算法錯(cuò)誤、語(yǔ)法錯(cuò)誤等。語(yǔ)法錯(cuò)誤可以根據(jù)編譯的提示信息進(jìn)行修改，算法錯(cuò)誤有時(shí)非常隱蔽，只能通過(guò)運(yùn)行程序來(lái)檢查。因此，在課程教學(xué)進(jìn)行到一定深度時(shí)，應(yīng)該教給學(xué)生調(diào)試程序的能力，學(xué)會(huì)使用debug工具來(lái)進(jìn)行調(diào)試，這對(duì)今后開(kāi)發(fā)較大的程序或者課程設(shè)計(jì)都有一定的幫助。

通過(guò)上機(jī)實(shí)踐可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。可以布置一個(gè)大作業(yè)，讓學(xué)生組成合作小團(tuán)體(4、5個(gè)人)來(lái)協(xié)作完成。開(kāi)始時(shí)，專員要進(jìn)行任務(wù)分工，最后進(jìn)行功能聚合，對(duì)銜接部分或疑問(wèn)部分進(jìn)行討論，最終完成整個(gè)任務(wù)。

還有很重要的一點(diǎn)是，除了上機(jī)實(shí)踐過(guò)程中的實(shí)時(shí)指導(dǎo)外，教師還應(yīng)該及時(shí)對(duì)上機(jī)情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)學(xué)生上機(jī)中普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)，并且在理論課上進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，因?yàn)檫@些問(wèn)題是在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍忽視或出錯(cuò)的問(wèn)題。

3課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在課程教學(xué)結(jié)束后，專門安排一周或更長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本課程的綜合掌握能力、具體編程能力以及創(chuàng)新能力。

組織進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的一種方式是，在設(shè)計(jì)前教師把設(shè)計(jì)題目列表發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生從列表中選擇其一進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種方式的好處是：在題目中包含了所學(xué)課程的重要知識(shí)點(diǎn)，有利于學(xué)生對(duì)總體課程的把握。缺點(diǎn)是：不能避免選擇相同題目的學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中的拷貝。

組織進(jìn)行課程設(shè)計(jì)另一種方式是，在設(shè)計(jì)中教師應(yīng)把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)、愛(ài)好及對(duì)課程的掌握程度自由地選取題目，讓他們按照科研工作的步驟，自主決定研究?jī)?nèi)容，教師只需負(fù)責(zé)審查，幫助學(xué)生解決疑難問(wèn)題，做好啟發(fā)引導(dǎo)工作，使課程設(shè)計(jì)真正以學(xué)生為主、以教師為輔，這樣無(wú)論基礎(chǔ)好的學(xué)生還是基礎(chǔ)差的學(xué)生都能切實(shí)地獲得相對(duì)滿意的訓(xùn)練效果。缺點(diǎn)是：學(xué)生自選題目往往覆蓋的知識(shí)面比較窄，不利于教師對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行全面考察。

此外，在課程設(shè)計(jì)中，教師要嚴(yán)格審核每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生從整體上把握程序設(shè)計(jì)的思想，有意識(shí)地加強(qiáng)對(duì)課程重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和運(yùn)用。對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差的學(xué)生加強(qiáng)輔導(dǎo)及檢查，對(duì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的適當(dāng)提高要求，充分挖掘潛力，使學(xué)生掌握良好的學(xué)習(xí)、思考和創(chuàng)新方法，為以后其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、參加各類程序設(shè)計(jì)大賽以至畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。對(duì)編程能力強(qiáng)和創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生可以多加引導(dǎo)，從而進(jìn)行精英教育。

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