可視化程序設(shè)計綜合案例教學(xué)探索與實踐*

張麗華，仇芒仙

（嘉興學(xué)院 數(shù)理與信息工程學(xué)院，浙江 嘉興314001）

可視化編程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)程序設(shè)計課程的重要組成部分。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入理解面向?qū)ο缶幊趟枷耄私夂驼莆帐录?qū)動機制，進(jìn)一步提高編程能力。課程選用PowerBuilder作為開發(fā)工具進(jìn)行授課教學(xué)。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》第七章高等教育部分，明確提出“支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。”[1]認(rèn)識來自于實踐，能力在實踐中產(chǎn)生，通過實踐，可以改善學(xué)生“只聽不想、只學(xué)不問、只知不識”的狀況。可視化程序設(shè)計是一門實踐性很強的課程，實驗環(huán)節(jié)對課程學(xué)習(xí)效果起著關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)的程序設(shè)計課程教學(xué)一般按照教材內(nèi)容的編排順序，在課堂教學(xué)中以各種獨立的小程序展示教學(xué)內(nèi)容，課后完成相應(yīng)教學(xué)單元的實驗，實驗項目也相對獨立，邏輯聯(lián)系不緊密。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會有“只見樹木，不見森林”的感覺，不易把握主線，學(xué)習(xí)也提不起興趣。

本文針對程序設(shè)計教學(xué)中的以上問題，提出了采用綜合案例教學(xué)的方法，將課程的教學(xué)內(nèi)容融入到一個綜合性的應(yīng)用程序中。通過對該綜合案例的解析，不僅能讓學(xué)生體會到可視化編程的便利，進(jìn)一步理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的機理，而且使學(xué)生對軟件開發(fā)的過程有一個系統(tǒng)、全面的體會，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也將大大提高。

一、綜合案例設(shè)計

先模仿后掌握，然后才有創(chuàng)新，這是符合自然的學(xué)習(xí)方法。為此，教師從基本的概念出發(fā)，采用問題為驅(qū)動的啟發(fā)式教學(xué)理念，以某個典型的基于窗口界面的應(yīng)用程序入手，該應(yīng)用程序涵蓋課程要求的所有知識點，先介紹應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)，然后引導(dǎo)學(xué)生深入剖析各個子功能模塊及其實現(xiàn)方式。采用邊講解相關(guān)程序設(shè)計知識點，邊設(shè)計和實現(xiàn)項目中某個功能模塊的教、學(xué)、做相結(jié)合的項目式教學(xué)法，當(dāng)課程各知識點講完時，項目也已完成。這樣的教學(xué)設(shè)計大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在實踐的過程中也逐步培養(yǎng)和提高了學(xué)生的問題求解能力，達(dá)到思維向能力的提升和轉(zhuǎn)變。[2]

1.設(shè)計原則

教育是一種教與學(xué)互動關(guān)系的形式，而不是在教學(xué)過程中累積起來的一系列教學(xué)技巧。案例教學(xué)之所以成為最好的教學(xué)方法，是因為學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的求知者。同時，學(xué)生自身具有豐富的內(nèi)心生活，他們的體驗值得被激發(fā)和鼓勵。[3]基于以上因素考慮，綜合案例的設(shè)計需要遵循以下原則：

（1）打破按照教材照本宣科式的教學(xué)方法，把教材作為重要的參考資料，將教學(xué)大綱中要求的教學(xué)內(nèi)容通過一個綜合性案例整合起來，使得各章節(jié)內(nèi)容過渡自然，融會貫通。教學(xué)過程應(yīng)如“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”一樣，符合學(xué)習(xí)心理和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。

（2）善于利用學(xué)生熟悉的知識和事物。綜合案例的取材應(yīng)盡量貼近學(xué)生生活，如圖書管理系統(tǒng)、學(xué)生成績管理系統(tǒng)等。一方面，學(xué)生對相關(guān)的業(yè)務(wù)比較熟悉，能引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，結(jié)合學(xué)生自身的學(xué)習(xí)生活體驗，便于激發(fā)其的創(chuàng)新思維。

（3）提供更為深入的“補充”實驗內(nèi)容。案例以涵蓋基本教學(xué)內(nèi)容為主，但也要為學(xué)有余力，需要了解更多的學(xué)生留有“空間”，符合“因材施教”的原則。[4]

2.功能設(shè)計

本課程選擇“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”作為綜合案例，該系統(tǒng)主要功能如下：

（1）檔案管理，對學(xué)生及其教師的基本信息進(jìn)行維護(hù)和查詢；

（2）課程管理，可以進(jìn)行課程設(shè)置和查詢以及選課管理；

（3）專業(yè)管理，進(jìn)行院系專業(yè)設(shè)置、維護(hù)和查詢；

（4）成績管理，進(jìn)行學(xué)生成績錄入及其成績查詢；

（5）系統(tǒng)管理，包括操作員管理、操作員的口令更改以及幫助信息等。

學(xué)生成績管理系統(tǒng)的功能模塊圖如下圖所示。

圖 學(xué)生成績管理系統(tǒng)功能模塊圖

二、教學(xué)內(nèi)容安排

綜合案例涵蓋了課程教學(xué)要求的所有內(nèi)容，在教學(xué)過程中需要將案例分為若干部分，并按照教學(xué)進(jìn)度分階段逐步完善。

首先，通過案例演示讓學(xué)生了解PowerBuilder能做什么，明確課程學(xué)習(xí)要求，引導(dǎo)學(xué)生思考系統(tǒng)設(shè)計原理是什么，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

接下來，簡單介紹PowerScript語言，重點突出面向?qū)ο罂梢暬绦蛟O(shè)計的特點。

有了程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)，下一階段就是完整介紹數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的開發(fā)過程。從數(shù)據(jù)庫的連接，用戶登錄，到展現(xiàn)應(yīng)用程序主窗口、菜單與工具欄以及各個功能子窗口，以用戶操作為主線，逐一介紹每個環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方法及其相關(guān)理論，各個知識點前后貫通、銜接自然。

三、教學(xué)方法

以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，采用探究導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動和小組協(xié)作學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方法和教學(xué)形式的融合，達(dá)到教與學(xué)的和諧統(tǒng)一。

在教學(xué)過程中，先不顧細(xì)節(jié)，給學(xué)生展示綜合案例的整體結(jié)構(gòu)框架，讓學(xué)生領(lǐng)會總體設(shè)計思路。然后由淺入深地剖析各個細(xì)節(jié)功能的實現(xiàn)方式，以便把學(xué)生的理解逐步引向深入。

無論課堂教學(xué)還是實踐環(huán)節(jié)，始終采用“拋磚引玉”的方式提出問題，然后分析并尋求解決方案，最后進(jìn)入實施階段。將傳統(tǒng)的以“教師、教室、教材”為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴敖淌摇嶒炇摇D書館（或者網(wǎng)絡(luò)）”為中心，[5]學(xué)生不僅學(xué)到了知識，綜合能力和素質(zhì)也得到了提高。

在課程教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生每2—3人組成一個學(xué)習(xí)小組，小組成員在課程學(xué)習(xí)期間像伙伴一樣共同協(xié)商確定合理的實施方案，一起討論解決疑難問題。這樣不但能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，而且也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊合作精神。

四、課程考核及效果

1.鼓勵創(chuàng)新

對實驗內(nèi)容有創(chuàng)新或者擴充實驗內(nèi)容的小組實施獎勵，作為平時成績的考核依據(jù)，既能促使學(xué)生重視實驗，積極動腦動手，又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

2.重視階段性評價

要求學(xué)生按時（不一定在實驗課內(nèi)）提交完成實驗程序，教師對學(xué)生的階段性成果進(jìn)行及時評價，引導(dǎo)學(xué)生一起分析、討論實驗過程中的問題和遇到的困難，自然形成教與學(xué)的互動。期末課程結(jié)束，最終設(shè)計出一套完整的學(xué)生成績管理系統(tǒng)軟件程序，使學(xué)生頗具成就感。

3.在人才培養(yǎng)過程中，考試起著“指揮棒”的作用

課程期末考試內(nèi)容和考試形式主導(dǎo)著學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)重點和學(xué)習(xí)方式。為充分體現(xiàn)應(yīng)用能力的考核，課程的期末考核采用上機考試，“迫使”學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)過程中就重視對實踐動手能力的培養(yǎng)，不斷提高分析問題和解決問題的能力。從課程的教學(xué)評估中反饋得到的信息，學(xué)生對本課程的滿意度很高。不少學(xué)生還學(xué)以致用，解決了學(xué)習(xí)生活中的信息化管理問題。

五、結(jié)束語

采用以問題驅(qū)動的引導(dǎo)式課堂教學(xué)理念，以應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建為最終目標(biāo)，采用“做中學(xué)，學(xué)練結(jié)合”的教學(xué)方式，不僅大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也在“潛移默化”的過程中提升了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新意識。

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[EB/OL].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.2010-07-29.

[2]戰(zhàn)德臣等.“大學(xué)計算機”——所有大學(xué)生都應(yīng)學(xué)習(xí)的一門計算思維基礎(chǔ)教育課程[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011(4):17-22.

[3]曹輝.混沌理論、復(fù)雜性與課程變革[J].現(xiàn)代大學(xué)教育,2011(2):13-18.

[4]王義遒.教材怎樣啟發(fā)創(chuàng)新思維[J].高等理科教育,2010(6):1-3.

[5]劉智運.創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式和實施要點[J].中國大學(xué)教學(xué),2011(1)：14-17.