應用型本科院校“程序設計基礎”課程的教學模式研究與實踐

摘要:文章從教育觀念轉變、教學方法改革、精品課程建設、教學手段實施等方面，對“程序設計基礎”課程教學模式的研究成果與實踐效果進行總結，對提高計算機基礎教育與教學質量起到積極推動作用，對培養應用型本科創新人才具有重要意義。

關鍵詞:程序設計基礎;教育觀念;教學模式;課程建設;案例教學

1轉變教育觀念，不斷進行教學方法改革與

實踐

“程序設計基礎”課程是應用型本科院校非計算機專業學生的一門公共基礎課程，對于初學者來說，由于思維特點和理解能力所限，所以學習起來比較困難。教師只能傳授最基本的程序設計知識，很難提高學生應用程序設計語言解決實際問題的能力。

1.1改變傳統教學方法，激發學生學習興趣和積極性

傳統的“程序設計語言”課程教學常采用“填鴨式”教學方法，學生很少主動思維，程序讀不懂，編程不能獨立完成。在“程序設計基礎”課程的教學根據各專業和課程本身的特點，采用多元化的教學方法和策略，加強基礎理論知識與程序設計基本技能的訓練。對難于理解的知識點，通過案例教學法與上機練習實踐等多種手段，結合多媒體教學，提高學生學習的積極性和主動性。在“程序設計基礎”課程的教學改革中，我們要求教師在教學中要注重將“學生為中心、教師為主導”的教學思想貫穿于教學改革的實踐中，注重調動學生學習的主觀能動性，注重啟發式教學方法的應用和探索。使教師充分認識到，教學的任務不僅僅是單純傳授知識，而是要研究教育思想，遵循認知規律，以學生為中心，精心設計教學過程、提供教學資源、提供學習建議，對整個學習過程進行控制。同時在教學中注意引導學生實現角色轉變，從理解和接受式的被動學習轉變為探索和研究式的自主學習;從在學習過程的從屬地位轉變為主動地位;從自己獨立學習到協作式學習。教師應讓學生了解學習程序設計的意義所在，這樣可以調動學生學習的積極性。在教學過程中，教師應注意結合實際選擇一些有趣的實例給學生講解，讓學生感受到程序設計的魅力，如“交通紅綠燈”、“電腦開獎”、“萬年歷”、“計算器”、“倒計時牌”等應用實例，讓學生通過編程實現這些日常生活中隨處可見的實際應用，從而激發學生學習程序設計課程的熱情和濃厚興趣。

1.2采用案例主題式教學，“精講多練”貫穿教學全

過程

“精講多練”教學模式采用單元式教學，每個教學單元圍繞一個中心概念組織一批知識點，為此，我們專門編寫了適合“精講多練”的教材。該教程設計為“零起點”，不要求學生有程序設計方面的先修課程，在體系上分為10章，每章對應一個教學單元，每個教學單元的內容均按以下主題進行組織:單元教學目標和學習要求;建議教師課堂講授的內容;自學內容;調試技術;程序設計案例;單元上機練習題。對程序設計控制結構要求學生熟練掌握結構的表達和執行過程，培養學生養成良好的“結構描述，語言表達”的編程習慣。

作者簡介:韓立毛(1958-)，男，江蘇阜寧人，副教授，碩士，研究方向為信息安全及計算機應用、計算機基礎教育;范新明(1972- )，男，江蘇建湖人，講師，碩士，研究方向為計算機網絡技術;徐秀芳(1973-)，女，江蘇建湖人，高級實驗師，碩士，研究方向為計算機網絡技術。

對于初學者，程序設計涉及的概念多、易出錯。因此，在教學中宜采用“案例教學法”[1]，首先從最簡潔的例子入手進行案例分析，然后引入相關知識點進行闡述。如:數據類型有11種，通過案例分別說明Integer、long、single、double表示的數值范圍，

特別是Integer表示整型變量易產生“溢出”錯誤，教師應舉例說明怎樣會產生“溢出”錯誤，該如何避免。在Visual Basic程序設計課程的教學中，我們設計的部分典型教學案例如表1所示。

表1Visual Basic程序設計部分典型教學案例

主題案例對應知識模塊

簡單程序設計應用軟件的簡單版權頁;電子鐘數據輸入和輸出(Print)

雞兔同籠;電子計算器數據表達(數據類型，賦值運算，標準函數);流程控制(順序結構);數據的輸入和輸出

分支結構程序設計分段函數的計算;交通燈控制流程控制(分支結構);數據表達(關系運算)

個人所得稅計算;貨幣兌換流程控制(分支結構，If嵌套);基本的程序設計方法和風格

循環結構程序設計近似計算公式求值;棋子麥粒計算流程控制(循環結構)

電腦開獎;求素數流程控制(嵌套循環等)

數組與字符串排序、矩陣計算一維數組;二維數組;循環結構

字符統計;字符加密與解密字符串

函數與過程程序設計哥德巴赫猜想;進位制轉換流程控制(函數的定義與調用)

教學中要根據授課對象的不同和課程本身的特點，精選教學內容，突出重點和難點。一般來說，程序的控制結構、函數與過程以及模塊間的參數傳遞、名字的作用域、遞歸等內容是程序設計語言中的重點和難點。對這些內容要由淺入深，采取多舉例、多閱讀程序、多編寫程序、多上機調試程序等措施，使學生逐步加深對這些知識的理解。

1.3強化編程實踐訓練，教會學生自主學習的方法

編程實踐從應用的角度逐漸引導學生入門。在教學過程中，教師事先把每節課要解決的問題先提出來，讓學生知道需要解決什么問題。例如，在講解數組的概念與使用時，教學過程中首先提出案例:求100個數的平均值、最大值、最小值問題。教師在講解該問題時應從“數據的特性和便于用戶和計算機處理成批數據”角度引入數組的優點和重要性，有很多問題如不使用數組是無法解決的，如數據的排序及矩陣運算等。

加強編程實踐教學環節，充分調動學生自主學習的積極性[2]。“程序設計基礎”課程是技術性、實踐性很強的課程，應大力加強編程實踐性教學環節，強調“精講多練”的原則，提高實踐與上課的課時比值。編程實踐環節可采取多種形式:①重視習題課和討論課的教學。習題課和討論課主要培養學生閱讀程序和設計程序的能力。可采取老師講、學生做、互相討論等多種形式。②增加學生上機編程與調試程序的課時。通過上機實踐既可使學生加深對理論知識的理解和掌握，也可提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的科學思維和研究開拓能力。通過上機，教師可了解學生的學習情況、掌握程度以及存在的問題，進而改進教學方法。③安排課程設計與大作業等實踐環節。這是一種綜合練習，它可進一步提高學生的知識廣度和深度，進一步提高學生分析問題和解決問題的能力。

1.4突出“算法為中心”，提高綜合編程能力

為了培養學生的綜合程序設計能力，必須“注重分析，突出設計”。以“算法為中心”實現問題求解，可以使學生養成良好的程序設計風格。以編寫“計算機等級考試管理系統”應用程序為例，引導學生掌握“以算法為中心”求解問題的方法。該問題涉及:(1)文件數據的操作，必須掌握文件的建立、打開、讀、寫等操作;(2)系統的組織，包含數據輸入、數據修改、數據查詢、數據統計、數據輸出等功能，必須掌握函數與過程的調用;(3)數據內容的組織，必須掌握數組的操作;(4)功能的實現，必須設計算法控制流程，掌握流程圖的表示方法;(5)功能算法思想的實現，必須根據算法描述進行符號化語句表示;(6)根據編寫程序的源代碼進行程序調試。

算法是程序的靈魂，綜合編程是產生優秀程序的基礎。為了提高學生的實際編程能力，應有一套以調試技術、算法、綜合編程為核心內容的工程實踐指導材料，便于學生自主上機練習與實踐。

2加強課程建設，實施教學手段的改革與實踐

在“程序設計基礎”課程教學中，我們采用基于“計算機+互聯網+網絡課程+教師指導+學生參與”的教學設計，根據課程的教學要求，精心設計教學內容，建立不同形式的教學模式和實踐環節，充分發揮計算機網絡在教學中的作用[3]。

2.1精心設計教案，優化課程教學內容

針對“程序設計基礎”課程實踐性強和應用型院校非計算機專業學生的思維特點，我們對課程的教學內容進行優化，使之符合計算機程序設計創新人才培養的要求，改變以往“先講授知識點，后舉例讓學生驗證”的課堂教學方法，采用案例教學法精心設計教案。教師應注意結合實際選擇一些簡單而有趣的實例給學生講解，讓學生通過編程實現這些日常生活中隨處可見的實際應用，學會獨立思考問題和分析解決問題，提高學習的積極性和教學實效。我校大學生程序設計競賽效果一年比一年好，計算機等級考試通過逐年提高，一直位于全省同類高校的前列。

在教學內容的優化中以先進的教育思想為指導，首先滿足教學目標的要求，滿足學生的學習需要，激發學生的學習興趣。在教學目標定位上，體現知識的先進性、實用性，按照學習進度，安排不同階段的學習任務，要求學生自主完成。在課堂教學中，壓縮、精簡原來過于繁瑣的記憶性內容，介紹一些在學科發展中有代表性的技術，并適當安排一些內容讓學生自己學習，通過查閱資料和文獻，最終掌握知識。如要求學生能根據給出的實際問題，建立數學模型，并利用所學的知識編制程序，最終解決問題。實踐證明，這些都是加強學生動手能力、綜合能力行之有效的方法，對于提高學生的自主學習能力起到了良好的作用。

2.2運用多媒體教學，注重網絡教學平臺建設

利用多媒體課件展開教學，在講課過程中演示一些優秀的編程實例。以講解程序為主線，使學生能真正學到好的編程思想、編程習慣、編程算法和程序組織方法。一方面可以加深學生對所講課程的理解，另一方面可以激發學生的學習興趣、學習積極性，活躍課堂氣氛。但是，我們也體會到采用新的教學方式也要進行不斷探討和研究，只有在實際教學中結合使用多種教學方式，才能切實提高教學效果和教學質量，提高學生的學習興趣。在教學中，我們注重培養和提高教師制作多媒體課件和運用現代化教育技術開展教學的能力，在講課中恰當使用多媒體、黑板和計算機窗口實際操作等方法，避免照片宣科，并在課堂上注意使用啟發式、引導式教學方法，增加課堂教學的互動效果。

在教學改革中，我們還十分注重“程序設計基礎”課程相關教學資源的建設[4]，完成了“程序設計基礎教學資源庫”建設項目，開發了基于網絡環境的計算機等級考試系統、網上教學平臺、課程的多媒體學習課件、電子教案、精品課程網站等，并對計算機等級考試題庫及時進行完善和更新，為教師教和學生學提供了豐富的資源，實現了優質教學資源的共享。為了實施教學方法和手段的改革，我們在課程教學中利用網絡教學模式，收到較為明顯的效果。網上教學改變了傳統教學的授課方式，發揮校園網絡在教學中作用，利用多媒體課件和網絡化教學環境實現了由“以教師為主向在教師指導下學生自主學習的教學模式”的轉變，改革了傳統課堂教學的模式，極大地調動了學生自主學習的積極性，將理論與實踐、課堂討論與答疑等教學環節緊密結合，有利于提高學生獨立解決實際問題的能力。把學生推上了教學的主體地位，使學生通過自己的主觀努力學到知識、掌握技能，為學生提供了一個基于校園網的開放式的適合自主學習的網絡環境。

2.3改革考核方式，實施應用能力目標控制

課程考試以考核學生分析問題和解決問題的能力為主，改變以往單純采用筆試的考核方法，既要考理論知識，又要考動手能力。理論知識的考試采用筆試，動手能力的考試采用上機考試。在上機考試中，學生根據老師出的題目，進行程序的編寫、調試、修改，這樣可以測試出學生的實際水平。

針對“程序設計基礎”課程統一考試的試題分為筆試和上機考試。然而，對于大規模統一考試的組織和判分，不應該認為能正確答出標準題，就等于深入掌握了程序設計的全部知識和已具有很好的編程能力。因此，學生必須掌握程序設計的編程方法、增強調試程序的能力。上機考核是動手能力和程序調試能力的測試，學生只有通過平時增強調試程序能力的訓練和不斷積累調試方法，才能獲得良好的效果。

在課程的考核中，我們進行了較大的改革，學校統一組織計算機等級考試，采取目標控制的方法，突出能力培養，依照能力標準進行考核。學校的計算機等級考試每年舉行兩次，鼓勵學生進行個性化學習。學生入學后，如果考試通過，可以免修該課程，并可以選修其他計算機相關課程。

2.4加強實踐能力訓練，強調課內與課外相結合

“程序設計基礎”是一門實踐性很強的課程，既要掌握概念，又要動手編程、上機調試運行，教師應重視實踐環節，多指導學生編制程序和調試程序。在上機前明確上機實驗的目的和要求，編好程序、認真檢查、反復思考。上機時輸入程序并運行程序，檢查運行結果是否正確。實驗結束后完成實驗報告，重點是調試程序的過程及經驗總結。程序設計上機實踐是把自己的智慧在電腦上實現運行的過程，同時提高了實踐能力，對進一步理解程序設計具有很好的促進作用。通過調試程序發現和暴露編程過程中的習慣性錯誤，可以培養良好的編程習慣。教師在指導實驗時，應讓學生先獨立分析問題和解決問題，當學生在解決問題的過程中不能獨立完成時，教師給予及時的指導。這樣既鍛煉了學生獨立調試程序的能力，又增強了學生對困難問題調試的信心。

為了提高學生的自主學習和綜合應用能力，我們按照“任務驅動，學生為主體，教師為主導”的原則精心設計了驗證型、設計型和綜合型三類實驗項目。對于驗證型的實驗，學生可以通過閱讀程序并分析運行結果來掌握知識點;對于設計型的實驗，則是給出具體問題，要求學生通過閱讀教材和相關資料，編寫出程序并通過調試運行;對于綜合型的實驗，則是強化不同理論知識間的聯系，培養學生解決綜合問題的

實踐能力。我們每年都要舉行大學生程序設計競賽，采用上機編程的考核方法。題型是一個小規模的應用程序，要求學生在規定的上機時間內完成，每道題目后均附有詳細的功能要求和評分標準。評閱的依據是學生完成的應用項目中已經通過的可執行程序，在考核結束后立即由閱卷教師逐一運行這些可執行程序，根據其已經實現的功能和質量進行評分。為了便于學生準備，在競賽前幾周給學生出一定數量有較高難度的編程題目。這套練習題與實際考核題目的難度、范圍相同。用這種方法全面檢驗學生的應用開發能力，而不僅僅是編程序。這就要求學生平時多上機，多實踐，真正熟悉開發軟件項目的各個環節，真正掌握應用軟件的開發技術。

3結語

幾年來，通過對應用型本科院校程序設計基礎課程教學模式的研究與實踐，我們已取得了以下成果:(1)課程教學采用“精講多練”、“課內課外”結合的教學模式，開展大學生計算機程序設計應用競賽，營造了校園內學生學習計算機程序設計的氛圍。(2)講授內容與前沿知識緊密結合，理論聯系實際，以提高程序設計編程能力為宗旨，建立了新的實驗課程體系，提出了從低到高，從基礎到前沿，從接受知識型到培養綜合能力型的逐級提高實驗課程新體系，將實驗教學內容設計為驗證型、設計型和綜合型。(3)改變傳統的“知識傳授”教學方法，以學生的“學”為主，以教師的“教”為輔，提出問題，讓學生思考，并采用案例教學法精心設計一些有趣的教學案例，激發學生求知欲，調動學生的學習積極性，做到理論與實踐相統一，培養學生獨立思考問題的能力。(4)建立“程序設計基礎”課程網絡教學平臺，提高了學生自主學習能力。(5)實行“單元考核制”，“教考分離制”，考試均采用筆試和上機考核相結合的方式，注重考核學生分析問題和解決問題的能力。

多年的教學實踐證明，本課題提出的教學實踐方法結合學生的實際情況，注重理論知識的綜合應用，使學生不但具備一定的學科理論基礎，同時操作能力和實際運用能力得到很大的提高，并得到廣大學生的好評。這樣做法使能力強的學生得到了更好的鍛煉，也使能力較弱的學生獲得進步，達到了因材施教的效果。

參考文獻:

[1] 陳建湖. 在程序設計課程中導入“案例式”教學方法[J]. 計算機教育，2004(4):22-26.

[2] 朱鳴華，楊徵，朱泓. 加強高校計算機基礎教育與學生創新能力的改革與實踐[J]. 計算機教育，2008(15):90-94.

[3] 徐秀花，程曉錦. 非計算機專業程序設計語言課程的教學改革探討[J]. 北京印刷學院學報，2002，10(4):47-49.

[4] 羅建軍，馮博琴，劉路放. 非計算機專業程序設計語言的教學改革[J]. 高等工程教育研究，2002(4):82-84.

Research and Practice on Teaching Model of Programming Basic Courses in

Application-oriented Institutes

HAN Li-mao1， FAN Xin-ming2， XU Xiu-fang1

(1. School of Information Engineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224051， China;

2. Department of Experiment Teaching， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224051， China)

Abstract: From educational concept transition， teaching methods reform， fine curriculum construction， teaching methods， a series of research and practice have been carried out in the programming basic course. Remarkable results have been achieved and much experience has been accumulated. It has played an active role in promoting the quality of computer basic education and teaching quality， of great significance to the cultivation of application-oriented creative talents.

Key words: programming basis; educational concepts; teaching model; curriculum construction; case teaching

(編輯:彭遠紅)