注重實踐的程序設(shè)計課程教學(xué)

孫瑜

（西安科技大學(xué) 計算機學(xué)院，陜西 西安 710054）

注重實踐的程序設(shè)計課程教學(xué)

孫瑜

（西安科技大學(xué) 計算機學(xué)院，陜西 西安 710054）

怎樣讓學(xué)生感興趣，怎樣做才能喚醒學(xué)生的力量，提高學(xué)習(xí)的積極性，是課程改革能否成功的一個關(guān)鍵。“程序設(shè)計不是聽會的，也不是看會的，而是自己上機練會的。”動手才是化難為易的金鑰匙，實踐是能力賴以生長的土壤，實踐出真知，實踐長能力。

程序設(shè)計；實踐；興趣

《C/C++語言程序設(shè)計》是計算機學(xué)科體系中的核心課程之一，主要講授程序設(shè)計語言的基本知識和程序設(shè)計方法，使學(xué)生了解高級程序設(shè)計語言的結(jié)構(gòu)，掌握程序設(shè)計的思想和方法，以及基本的程序設(shè)計過程和技巧，具備初步的分析問題和利用計算機求解問題的能力。課程核心是培養(yǎng)程序設(shè)計能力，加強實踐是培養(yǎng)設(shè)計能力的重要途徑。本文基于教學(xué)中存在的問題，從案例驅(qū)動教學(xué)、注重實踐教學(xué)等兩方面探究如何在實際教學(xué)中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和思維能力，實現(xiàn)學(xué)生從單純的程序編寫到解決實際問題能力的轉(zhuǎn)變。計算機程序設(shè)計類課程實踐性很強。實踐性強體現(xiàn)為無論多簡單或多復(fù)雜的程序設(shè)計問題都要形式化為數(shù)學(xué)式子或相應(yīng)的操作步驟，最終都要編寫程序，開發(fā)出能夠解決相應(yīng)問題的計算機軟件；學(xué)習(xí)該類課程既要注意學(xué)習(xí)好理論，更要注重進(jìn)行實際上機操作的訓(xùn)練，運用理論知識進(jìn)行程序設(shè)計解決實際問題，做到理論與實踐相結(jié)合。

一、教學(xué)難點

本文對2011、2012和2013年度參加C和VB二級考試的一年級理工類學(xué)生做了抽樣統(tǒng)計（數(shù)據(jù)來源為西安科技大學(xué)大學(xué)教務(wù)處），結(jié)果表明報考率和通過率差強人意，尤其是C語言，9個班級中通過率在50%以上的只有3個班級，最低的通過率僅為17.3%。通過問卷調(diào)查的方式獲悉學(xué)生普遍對C語言的學(xué)習(xí)有畏懼心理。程序設(shè)計類課程理論性抽象性較強，語法知識繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試程序更是初學(xué)者的“攔路虎”，學(xué)生往往難以理解程序設(shè)計的思維方式，對教學(xué)內(nèi)容似懂非懂，而掌握良好的程序設(shè)計方法則更加困難；采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法講解課本上的內(nèi)容難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。主要原因主要有以下三方面：第一，教學(xué)重理論輕實踐，過分注重計算機語言語法知識的講解，輕視了算法設(shè)計、邏輯思維和編程方法的培養(yǎng)；第二，學(xué)生計算機編程能力有待提高，大多數(shù)學(xué)生基本上是初次接觸計算機程序設(shè)計，習(xí)慣采用數(shù)學(xué)思考方式來進(jìn)行程序設(shè)計，還沒有真正掌握計算機編程的基本思路；第三，實驗課時不足，實踐課時通常是理論課時的一半，大部分專業(yè)是16個學(xué)時，這樣的學(xué)時安排遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生能力培養(yǎng)的需求。教學(xué)要以學(xué)生為中心，要讓學(xué)生容易接受理解。教師只有從學(xué)生的角度體會“學(xué)”之困惑，反思“教”之缺陷，才能明了如何通過“教”幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，體現(xiàn)現(xiàn)代教育以人為本的思想。程序設(shè)計基礎(chǔ)課程對許多學(xué)生來說，是第一次接觸編程，因此，學(xué)生往往難以理解程序設(shè)計中分析問題、解決問題的方式，尤其是抽象思維。所以，教師不但要研究教學(xué)內(nèi)容，更要研究教學(xué)對象——學(xué)生，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，研究教學(xué)內(nèi)容傳授中重點和難點的解決辦法。

二、教學(xué)組織方式

程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的組織方式主要有兩種：以語言知識為主線、以程序設(shè)計為主線。目前普遍采用的方式是前者，經(jīng)過一些高校多年的探索實踐，以程序設(shè)計為主線的組織方式也取得了成功的經(jīng)驗。以語言知識為主線的教學(xué)內(nèi)容組織方式往往以上述語言表達(dá)模塊為單位，同時考慮程序設(shè)計的學(xué)習(xí)進(jìn)程來組織教學(xué)內(nèi)容。典型的教學(xué)內(nèi)容組織路線是：概論－數(shù)據(jù)類型和表達(dá)式（標(biāo)準(zhǔn)類型）—分支—循環(huán)—數(shù)組—函數(shù)—指針—結(jié)構(gòu)—文件。以程序設(shè)計為主線的方式則重點圍繞學(xué)生程序設(shè)計能力培養(yǎng)，以程序設(shè)計的學(xué)習(xí)進(jìn)程為主，打破語言模塊的完整性，循序漸進(jìn)地組織相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中，以語言知識為主線的教學(xué)內(nèi)容組織方式重視語法知識的完整性，側(cè)重以語法的理解帶動程序設(shè)計能力的培養(yǎng)；以程序設(shè)計為主線的方式則更加強調(diào)編程實踐，側(cè)重以編程帶動對語法知識的深入理解。因此，以程序設(shè)計為主線的教學(xué)組織方式往往按照程序設(shè)計的漸進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)程，結(jié)合實際案例來組織和實施教學(xué)，將程序開發(fā)過程的相關(guān)內(nèi)容貫穿和滲透到每個知識點的講授中去。一種以程序設(shè)計為主線的教學(xué)內(nèi)容組織路線是：概論—初識程序設(shè)計—語句級控制（分支與循環(huán)）—數(shù)組應(yīng)用—模塊級控制（函數(shù)）—指針、結(jié)構(gòu)應(yīng)用—程序設(shè)計進(jìn)階（遞歸、鏈表結(jié)構(gòu)）—文件應(yīng)用。在采用以程序設(shè)計為主線的實施方式時，可以將課程內(nèi)容分為若干漸進(jìn)式的程序設(shè)計學(xué)習(xí)階段。在每個階段的教學(xué)過程中，通過案例講解程序設(shè)計的思想和方法，引出知識點，必要時再使用多種方法（如多媒體動畫）進(jìn)行深入的講解與分析，并通過布置思考題和實驗題，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)思考和大量的上機練習(xí)培養(yǎng)編程能力，掌握知識。

三、問題驅(qū)動式教學(xué)

問題驅(qū)動教學(xué)是圍繞教學(xué)目標(biāo)，通過完成事先設(shè)置的相關(guān)聯(lián)任務(wù)（例題）來達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。在開課前，對典型的例子演示運行結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)；在課堂上，將本次課程的內(nèi)容和知識點通過幾個具體的任務(wù)表現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握所涉及到的理論知識，并注重反例教學(xué)，讓學(xué)生“吃一塹，長一智”。這種教學(xué)方式學(xué)習(xí)目的明確，任務(wù)清晰，能極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對教學(xué)效果的提高起到非常明顯的促進(jìn)作用。

圖1 問題驅(qū)動的教學(xué)流程

四、模仿創(chuàng)新教學(xué)

模仿創(chuàng)新即通過模仿而進(jìn)行的創(chuàng)新活動。在《C/C++語言程序設(shè)計》課程中，模仿體現(xiàn)在學(xué)生根據(jù)教師所給程序進(jìn)行驗證分析，碰到類似的情況和功能實現(xiàn)可以參照相應(yīng)的程序；創(chuàng)新是在所給驗證性實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)新要求，實現(xiàn)新程序，并能綜合應(yīng)用所學(xué)知識實現(xiàn)復(fù)雜功能程序。課程實驗教學(xué)將學(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識應(yīng)用到實際問題。考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)不同，應(yīng)盡量設(shè)計有層次和梯度的實踐訓(xùn)練內(nèi)容，使不同水平的學(xué)生都能得到最大可能的提升。每次的實際教學(xué)設(shè)計中，可以把實驗內(nèi)容分成三部分：驗證、改編和綜合。

1.驗證程序。結(jié)合案例教學(xué)方法，針對每次上課所學(xué)知識點的不同，分別提供給學(xué)生一些已包括所學(xué)知識點、實現(xiàn)實際問題、可直接運行出結(jié)果的有吸引力的案例，即源程序，讓學(xué)生自己執(zhí)行程序和查看結(jié)果，根據(jù)源程序和運行結(jié)果分析其程序中所包含的知識點及程序具體實現(xiàn)的功能，加強學(xué)生分析問題的能力。有時候源程序中包含一些常見錯誤，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)試程序，帶來成就感。

2.改編程序。在已給程序的基礎(chǔ)上，提出具體的功能改編要求，學(xué)生需要結(jié)合已學(xué)知識修改相應(yīng)的程序，從而實現(xiàn)新功能。例如，學(xué)生可以通過改編“猜數(shù)字游戲”源程序，實現(xiàn)“提示猜測數(shù)字大小、每個數(shù)字最多猜7次”等功能。

3.綜合程序。在學(xué)習(xí)了基本的程序設(shè)計知識后，通過綜合程序練習(xí)同學(xué)們運用知識解決問題的能力，例如象棋游戲、成績管理系統(tǒng)、智能排序等綜合程序。基于案例的教學(xué)方式有時教師遇到問題暫時卡住時也可問學(xué)生如何解決，學(xué)生會很有興趣積極地幫助教師完成該案例的調(diào)試，這樣真正做到上下交互，教學(xué)相長。這種教學(xué)方式忌只放PPT，要當(dāng)場分析和編程，不能用解說代碼代替實際開發(fā)，這樣學(xué)生就更感興趣學(xué)習(xí)編程了。

五、課外補充

1.建立“程序設(shè)計學(xué)習(xí)QQ群”。責(zé)任教師申請一個學(xué)習(xí)程序設(shè)計類課程的QQ群，所有的輔導(dǎo)老師和學(xué)習(xí)這門課程的學(xué)生都加入群。開學(xué)初老師把QQ群公布給學(xué)生，讓學(xué)生課后每次上QQ都能看到群里的討論。在QQ群里，學(xué)生與老師，學(xué)生與學(xué)生之間隨時隨地在網(wǎng)上進(jìn)行討論、答疑。在學(xué)習(xí)群里“能者為師”，學(xué)生之間經(jīng)常互相解答問題，這樣既提高了學(xué)生的知識水平和問題的回復(fù)率，也減輕了輔導(dǎo)老師的工作量。

2.定期組織學(xué)習(xí)小組之間的編程競賽。每個班按10人左右分成若干個學(xué)習(xí)小組，老師為組織者和裁判，在教學(xué)大綱的范圍內(nèi)出題進(jìn)行小組之間的編程競賽，由老師出一個相同的題目，小組內(nèi)的成員之間通過小組群，互相協(xié)作，共同參與，最后由組長整理提交程序的結(jié)果，老師做裁判，又快又準(zhǔn)完成程序設(shè)計的小組為勝，獲勝的小組成員每人都獲得平時成績加4分的獎勵。這種編程競賽方式能充分調(diào)動每個小組成員參與的積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時又能激發(fā)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。

3.制作“微課”形式的視頻。仿照“做游戲?qū)W英語”的形式，制作各知識點的微課視頻，在網(wǎng)上共享，以備學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)。

[1]吳文虎.我怎么講好“程序設(shè)計基礎(chǔ)”這門課[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011，（12）：10-12.

[2]王洪波.杏壇英華——北京大學(xué)青年教師優(yōu)秀教案集[M].北京：國家圖書館出版社，2009.

[3]教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實施方案[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4]何欽銘.“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)實施方案[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010，（5）：62-65.

[5]劉芳.《C語言程序設(shè)計》教學(xué)存在的問題及改進(jìn)[J].教育理論與實踐，2012，32（36）：51-52.

[6]孫慧然.“程序設(shè)計基礎(chǔ)課”理論與實驗教學(xué)的改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（4）：299-300.

G633.6

A

1674-9324（2014）22-0178-02

西安科技大學(xué)計算機學(xué)院教改項目：2013-JG-01。