高校程序設計課程教學改革與實踐

摘要:本文針對目前高校程序設計課程教學方法陳舊、教學手段單一以及實踐環節重視程度不夠等現狀，就“C程序設計”課程從教學方法、教學手段等方面的改革進行了研究和探討，通過教學改革加強對學生思維方式和創新意識的培養，鍛煉學生的應用能力，進一步提高課程的教學質量。

關鍵詞:程序設計;教學改革;教學組織形式

程序設計課程是計算機教育的基礎與重點，是高校計算機專業及相關專業開設的計算機應用類的重要課程。通過該類課程的學習，不僅要求學生掌握高級語言程序設計的知識，更重要的是在實踐中逐步掌握程序設計的思想和方法以培養學生解決實際問題的應用能力。因此，這是一類以培養學生探索創新精神和實踐能力為重點并具有鮮明特色的課程。目前學校開設的計算機程序設計課程主要有“C程序設計”、“Visual C++”、“Visual Basic”、“Java”、“C#”等。提高高校程序設計課程的教學效率，最大限度的培養學生的思維方式和應用能力以提高學生的綜合素質是實際教學過程中急需解決的問題。筆者結合近年來從事程序設計課程教學的經驗，對“C程序設計”等課程從教學方法、教學手段等方面提出如下改革并取得了較好的教學效果。

1課程的教學現狀及存在的問題

(1) 傳統的教學模式不利于發揮學生學習的主觀能動性。傳統教學過程多以教師的課堂講授為主，教師是課堂上的絕對權威，這種典型的“教師中心”教學模式注重教師教的過程，卻忽視了學生學的過程。師生互動性差，學生學習的主動性和積極性未調動起來，不利于學生創造性的培養。現在，傳統教學過程中的“教師中心”模式正逐漸被“學生中心”模式所取代，現代教學過程強調學生是學習過程的主體，而教師是學習過程的組織者和設計者。[1]

(2) 課程定位不夠明確，教學培養目標針對性不強。課程定位和課程目標不夠明晰，對于究竟要培養學生的什么能力，以及培養的目的、方法和手段是什么在各任課教師中還沒有形成明確、統一的認識。教學培養目標的針對性不強，教學計劃的制定缺少對行業市場的充分調研，對專業領域相關職業崗位沒有認真研究與分析，目標定得過高，甚至不切實際。

(3) 過分注重學科體系的完整性和程序設計的語法規則。傳統的教學模式過分注重學科體系的完整性與程序設計語言語法規則的講授，忽視對學生編程思路和運用知識的技能的培養，不利于提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。

2程序設計課程教學方法的改革措施

針對課程教學中存在的以上幾方面問題，結合自身教學實踐，構建以程序設計的基本方法和思想為主線，以語法和程序結構為核心，以對學生運用知識的技能培養和提高學習興趣為目標的多方面改革措施。

(1) 強調算法的重要性。算法就是為解決一個問題而采取的方法和步驟，而程序設計的目的就是運用計算機語言描述需要解決的問題和解決問題的方法。算法是程序設計的根本，是程序設計的靈魂。“算法”的概念要起初就在學生的頭腦中建立，教學過程中應盡量多引導學生分析問題，調動學生學習的積極性并提高學習興趣。

作者簡介:付沙(1980-)，男，湖南長沙人，講師，碩士，研究方向為網絡與信息安全、計算機教育。

程序的設計過程、設計的思路(算法)是動態的知識，它培養的是學生的思維能力。學生只有將靜態的理論知識轉化為動態的思維能力，才能把所學的知識化為己有并應用到實踐中。教師教學的重點應放在解題思路、算法設計、編程構思上，編程語言的語句只是表達工具。在課堂上老師可以從具體問題入手提出問題并引出有關的語法規則，然后通過例題講解理解掌握其中的語法、句法要求，而不是孤立地講授語法規則。

(2) 運用比較歸納法。高級語言程序設計課程中有很多的概念和語法規則，它們的使用非常靈活也難以記憶。運用比較歸納法可以使學生獲得的零散知識系統化，對知識理解得更深刻，掌握得更牢固。例如在講解循環控制語句時，有while語句、do-while語句和for語句，這三種語句的作用都是實現循環控制，可解決同一個實際問題。可以對同一個題目運用三種不同的循環語句編寫程序，通過程序的比較講解讓學生深刻理解它們之間的異同，然后再歸納出它們的語法區別:while語句在語句前賦初值，先判定條件再執行循環體;do-while語句也在語句前賦初值，但是先執行循環體再判斷條件;for語句在語句前或表達式中賦初值，先判斷再執行;總結這三種循環語句各自的執行過程，在何種條件下它們可以相互替代，使用者可以根據需要靈活選擇。

再如，關于從1加到10的整數求和問題，如果都采用while循環語句來解決，但是給變量i賦予不同的初值，設置不同的循環條件和將循環體中相同語句的執行順序顛倒，上述任何一個環節的變更都會影響求和的結果以及該程序循環的次數。如圖1所示，兩個程序的變量i的初值不同，循環條件不同，循環體中的語句相同且總數都為兩條但是語句的先后執行順序不同。第一個程序變量i的初值為1，終值為10，整個程序共循環了10次，每次循環都把當前i的值送往sum相加然后再使i的值自增1，最后sum的值為55;而第二個程序變量i的初值為0，終值為9，整個程序共循環了10次，但是每次循環是先使i的值自增1然后再把變化之后i的值送往sum相加，最后sum的值同樣也為55。通過運用比較歸納法，使得學生對循環語句的認識更系統，運用會更靈活。

圖1while循環語句結構的兩個程序

(3) 以學生為中心，遵循啟發式教學原則。啟發式教學是建立在建構主義理論基礎上，以學生為中心，屬于探究式教學模式的一種。為培養學生的邏輯思維和創新能力，在教學過程中教師應遵循啟發式教學原則，通過各種教學方法和手段激發學生的學習欲望，讓學生積極投入到學習活動中并學會發現問題、提出問題然后逐步解決問題。其中，最關鍵的是在教學過程中每一步都應與學生一起探討，采用能夠啟發學生編程思維的教學方法，讓學生在啟發下思考，在思考中解決問題，從而掌握獨立分析問題、解決問題的方法，這對于程序設計課程尤為重要。[2]程序設計課程是一門邏輯性強、知識內在聯系緊密的課程，教師在授課的過程中應該始終注意體現這種聯系，使得新知識的引出有理有據，易于被學生接受和理解。

通過應用程序實例為線索展開教學內容，給學生一個比較實際的切入點，通過教師的演示使學生感覺容易入手，然后再通過將此實例不斷修改、擴充，引導學生編寫程序解決這個復雜的問題，對于學生在設計過程中一些不切實際的想法和做法給予及時的糾正。在啟發式教學過程中，通過發現問題、提出問題、分析并解決問題、擴展問題、再解決問題等多個環節，在這個不斷向前推進的過程中調動學生的學習熱情，通過問題的不斷深入和擴展，有效地拓寬學生的思維，提高學生的實踐能力，使得學生在課堂上成為真正的主體。[3]

(4) 采用案例教學法。案例教學法是教師根據課堂教學目標和教學內容的需要，通過設置具體案例將學生引入一個特定的真實情境中，通過教師與學生之間以及學生相互之間的雙向和多向互動，積極參與分析、討論、表達等活動，進而提高學生分析問題和解決問題的能力的一種教學方法。

在教學過程中采用案例教學法，根據課程的知識、能力結構要求，由任課教師精心設計若干個案例，案例要求由淺入深，將知識融入這些案例中，由任課教師指導學生自主分析案例，充分發揮學生的主觀能動性和創造性，變傳統的被動接收知識點為現在的主動去查找所需知識點。

3形式多樣的程序設計課程教學手段

(1) 多媒體教學為主，“粉筆+黑板”教學為輔助的教學模式。多媒體教學方式的優點是信息量大、圖文直觀，便于算法的動態演示，有助于增強學生學習的積極性，有利于優化教學過程，提高教學效率和教學質量。教學過程中，運用多媒體技術教學，有利于激發學生的學習興趣，能發展學生的主體能力。同時借助于編譯系統進行程序從編輯、編譯、鏈接、運行到測試與調試的整個過程的演示，可增強學生對程序設計的感性認識。但多媒體教學有其不利之處，主要體現在幻燈片內容更新速度過快，學生有時反應不過來，跟不上教師的思路。同時，不恰當的幻燈片使用會分散學生的注意力，影響對主要問題的理解，不便于學生進行前后內容的對照，而傳統的“粉筆+黑板”教學手段恰好彌補了這一缺陷，所以采用多媒體教學手段為主，傳統的“粉筆+黑板”教學輔助的模式既節約了傳統的板書時間，以更加整齊、生動和可重現方式展現課程內容，又增加了信息量，達到了提高教學效率和增強教學效果的目的[4]。例如:可以將概念、含義、知識要點及大量信息的程序代碼制作成PPT課件，在課堂教學過程中做演示供學生增加信息量，簡化傳統教學無法板書的缺點，課堂教學也不再顯得枯燥無味。但對于程序設計的分析和編碼過程可以發揮傳統教學手段的優勢，進行課堂討論、板書講解、結合提問將問題層層剖析、層層深入，以達到師生互動的效果。

(2) 現場編程演示，列舉學生感興趣的實例。教師課堂現場編程演示，避免只講語法和理論，此舉加大了教師授課的隨機性和難度，但是卻可以充分調動學生的學習積極性和主動性。讓同學們參與程序編寫、調試的全過程，打破編程的神秘感;通過實例化、可視化方式把抽象的概念形象化，演示復雜程序編寫、調試和運行全過程，進一步激發學生的學習興趣;編程實例采用貼近學生生活和實踐的例子，讓學生全方面考慮編程要解決的問題，將程序用于實踐以增強其趣味性。

例如，在講授“兩個數進行交換”的算法時，教師可以以身邊熟悉的事物打比方:有A桶和B桶，A桶中盛放的是紅墨水，B桶中盛放的是藍墨水，要解決A桶和B桶的紅、藍墨水互換，我們就必須找個空桶(T桶)，首先將A桶里的紅墨水倒入T桶，然后將B桶里的藍墨水倒入A桶，最后將T桶里的紅墨水倒入B桶，這樣就完成了A桶和B桶的紅、藍墨水互換，如圖2所示。從而，再回到兩個數交換的問題上，學生便很快會理解。

圖2“兩個數進行交換”的算法

(3) 師生互動教學，提高學生的主動參與意識。在教學過程中積極營造活躍、寬松的課堂氣氛，根據教學內容需要與學生情況采用傳統板書配合演示課件、問答、討論、總結等多種手段進行互動教學，避免只有教師講、學生聽的局面以達到更好的教學效果。針對例題引導學生拓展思維，鼓勵學生介紹自己的方法與見解并適當的展開討論。針對某一綜合性的實際問題可以讓學生代表以專題報告的形式匯報解題方法及思路，然后讓有疑問的同學提問，師生集體討論以解決問題。與此同時，讓學生充分運用所學知識參與編程，并及時向教師提出疑問，做到當堂課的問題當堂解決。此外，還可以挑選1～2名接受能力強、學習效果好又愿意為其他同學服務的尖子學生充當教師的助手，當學生遇到了問題恰好教師又不在或學生問題較多教師忙不過來的時候，請“小助手”為其他同學講解、調試程序，這樣，既提高了教師的答疑效率，又鍛煉了尖子學生的能力，同時又解決了部分學生的學習問題，最重要的是提高了整個班級的學習氣氛，可謂一舉多得。[5]

(4) 實行課程負責制度，統一重點難點。關于程序設計課程的教學，每位教師在講授時都有自己的思路、風格、個性和特點，也存在各自理解的所謂重點和難點，沒有統一內容、統一重點難點去教學。針對上述問題，可以選擇一個授課經驗豐富、專業知識過硬的教師作為課程負責人，由負責人制定教學大綱和教學實施計劃，統一重點難點，做到統一教學、統一作業、統一考核。教學大綱的制定可以適當參考國家計算機等級考試或程序員考試的重點內容，使每位教師都能夠有一個明確的教學方向和教學重點。授課教師定期進行座談，交流各自班級的教學情況、學生學習情況與教學心得，根據實際情況對課堂教學內容和手段予以及時的調整。課程結束后由課程負責人會同任課教師一起總結該課程在本學期教學過程中的經驗和教訓，進一步為以后的教學工作作鋪墊。

(5) 構建雙向互動的網絡化教學平臺。網絡化教學是基于計算機多媒體、網絡技術的一種新型教學模式，通過網絡化教學平臺使師生交流、學生學習不受時間和空間的限制。為了培養學生自主學習的能力，把課程的教學大綱、實驗大綱、多媒體課件、模擬試題、經典程序源代碼以及課外學習資料等教學資源放到網站上，作為學生課前和課后學習的輔導資料。同時，開發應用一系列網絡化教輔平臺，包括課程學習平臺和測試平臺，輔以配套的教學資源，為學生營造一個良好的自主學習氛圍，將教學延伸到課堂外。這樣學生既可以利用校園網上豐富的立體化教學資源自主學習，又可以通過互聯網查詢資料，還可以使用

電子郵件和BBS論壇等方式與教師進行課外交流。一方面為學生答疑解惑，滿足了不同層次學生的學習需要，提高了學生學習的積極性和主動性[6];另一方面，也滿足了教師教學的需要，使得教師和學生兩者之間的關系更加融洽以達到更好的教學效果。

(6) 組織課外活動小組。開展課程設計、經典程序分析與設計等實踐環節，組織學生組建程序設計興趣小組，組織系部或校級程序設計大賽，并鼓勵學生參加程序員、高級程序員等專業技術資格和水平考試，輔導學生參加各種編程競賽，將課堂教學與課外競賽考試實踐相結合，提高學生分析問題和解決問題的綜合能力。通過各種實踐活動使學生得到鍛煉，進一步激發他們的學習興趣，培養問題求解和編程能力，有利于提高學生的探索和創新能力。

(7) 注重培養學生的創新能力和獨立解疑能力。在程序設計課程教學過程中，要注重培養學生的創新意識和能力。不僅讓學生會用，而且還要會學。如果學生只是學會用，難以有創新;如果學會學，就有機會讓學生創新。在教學過程中，教師要教會學生使用幫助(MSDN Library)和通過在互聯網上利用搜索引擎獲得幫助，因為課堂時間及教材容量的限制，學生在學習過程中可能會碰到教師未講授過并且教材上也沒有的知識，這就要求學生依靠自己的力量去獲得幫助。當他們獨立解決了問題，成就感和滿足感就會油然而生，從而大大激發他們的學習興趣和積極性。

參考文獻:

[1] 姜大源. 職業教育學研究新論[M]. 北京:教育科學出版社，2007.

[2] 謝競博. C語言程序設計教學中的問題及改革建議[J]. 重慶郵電大學學報:社會科學版，2008，20(2):137-140.

[3] 楊華，王武禮，李立剛. 普通高校程序設計課程教學改革與實踐[J]. 高等教育與學術研究，2008(9):12-15.

[4] 池云. 高職C語言程序設計課程教學改革的探討[J]. 遼寧高職學報，2009，11(2):37-38.

[5] 蘇寶莉，顧惠斌. 高職程序設計類課程教學改革探索[J]. 福建電腦，2008(1):203，205.

[6] 張玉春.“C語言程序設計”課程的教學改革與實踐[J]. 吉林省教育學院學報，2008，24(10):55-56.

Teaching Reform and Practice of Program Design

FU Sha

(Department of Information Management， Hunan Finance and Economics College， Changsha 410205， China)

Abstract: Aiming at the status about program design courses， The reform of “C Program Design” is researched and studied， according teaching reforms to strengthen students’ abilities at theory and practice， the teaching qualities about this course furthermore are improved.

Key words: program design; teaching reform; teaching organization form

(編輯:白杰)