關于程序設計在工科院校中教學改革的探討

趙永華+張玉春+侯彥利

摘要：針對程序設計課程教學中存在的問題，根據工科院校的培養目標和課程的教學特點，結合本校工科學生的專業特點以及各專業對程序設計的不同要求，本文在教學內容的整合、改進教學方法、現代化教學手段的使用和考核等方面進行了探討。

關鍵詞：程序設計；教學改革；專業特點

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）27-0073-02

隨著我國市場經濟的快速發展，全國各個高等院校都根據自己學校的特點研究制定了自己學校的教學培養目標和計劃。工科院校對學生的培養重點是利用所學知識解決實際問題，屬于培養應用型技能人才。培養應用型技能人才將主要為社會承擔把專業理論和技術轉化為分析和解決生產問題的任務，其特點是：學用結合、學做結合、學創結合。人才培養是各個高等院校的主要任務，但是如何培養滿足社會需求的應用型技能人才還處于探討研究階段，因此以應用型技能培養為教學目標的普通高等學校，都必須積極進行應用型人才培養的教學研究與改革。

本人所在院校的學生專業主要是汽車、機械、材料、交通等。隨著信息智能化的發展，所有工科專業的學生就應該能夠了解和掌握一些主要智能部件的控制，即如何對智能部件進行設計、編程控制等，這就要求學生對程序設計具有一定的應用能力和實踐能力，而不是僅僅了解程序設計的基礎知識和一些簡單的程序編寫。同時，程序設計課程的開設是為了培養學生利用計算機處理問題的一種思維方式。因此，我們應該改變“輕基礎、重專業、輕實驗、重課堂”的思想，重視培養學生上機動手的編程能力，用所學的基礎知識去解決實際生活的問題。在交通專業方面，以交通工程控制方向為例，其學生學習程序設計主要為了對控制信號進行配時，除了具備該交通專業知識，還要具有編寫程序對信號進行控制的能力。如編寫一段對紅綠燈進行控制的程序，雖然只是一個很簡單的循環控制程序段，但是卻把所學知識運用到實際生活中。不但要考慮程序的編寫，還要考慮程序的實用性，如紅燈、綠燈亮的時間比配等。再如，在工科學生中，最多處理的是對一些簡單芯片的控制，如何編寫程序去控制這些芯片，使其達到預期的功能和效果，這要求學生不僅要有編寫程序控制芯片的基礎知識，還要求學生能夠按照實際要求完成芯片具備的功能，故我們在實際教課過程中，要把實際生活中要解決的問題提取出來，利用課堂所學知識去解決它們、實現它們。

目前，在本人所在院校的工科學生必修的程序設計課程，主要有C語言程序設計基礎、微機原理與接口技術。進度安排是大二上學期開設C語言程序設計基礎，大二下學期開設微機原理與接口技術。其中，C語言程序設計基礎主要是在VC環境下的高級語言程序設計，而微機原理與接口技術課程中的軟件編程部分主要是一種低級語言程序設計——匯編語言程序設計。雖然匯編語言程序設計是一種常見的對芯片進行編程控制的語言，但是，隨著信息技術的發展，大多數芯片均可以利用C語言進行編程控制。所以，本教研室利用單位所購買硬件實驗平臺，引導學生先使用匯編語言編寫程序對芯片進行控制，了解匯編語言的編程特點，再與C語言程序設計作比較，認清高級語言與低級語言程序編寫的各自特點，再試著改用C語言編程進行控制。同時，開放創新實驗欄目，引導學生進行嵌入式C程序設計、綜合實訓等。因而，本文提出一種采用先進的教學手段、教學方法以及教學理念，對學生進行系統地訓練，進而提高教學效果、實現教學目標。

在教學方法方面，本文提出一種“課堂教學、網絡教學和實踐教學”相結合的立體化教學模式，課堂教學采用多元化的教學方法和教學手段，網絡教學提供豐富的教學資源，實踐教學以開發學生的能力為主。理論課堂教學形式采用“以多媒體教學為主，板書為輔，現場編演示”的方式，使課堂教學與實驗教學相結合；課堂教學方法采用“項目驅動教學法”，在教學過程中以一個項目為主線展開，把相關的知識點融入到項目的各個環節之中，層層推進項目。實驗教學采用“問題探究教學法”。在實驗教學中，以開發學生的能力為主，教師根據教學要求和教學的重點、難點，設計問題來組織教學，學生通過分析問題，建立數學模型、確定算法、編寫程序、調試程序。實踐教學重視編程培養，強化并提高學生的動手實踐技能，在實踐中培養學生的程序設計的基本思想和實踐編程解決實際問題的基本能力。結合學生的專業進行教學，提高學生在專業領域內的計算機應用、開發和創新能力，使學生在未來的工作中能利用計算機解決本專業領域的難題。

在教學手段方面，采用先進的現代化設備，“以多媒體教學為主，板書為輔，現場編演示”的方式，使課堂教學與實驗教學相結合；課堂教學方法采用“項目驅動教學法”，在教學過程中以一個項目為主線展開，把相關的知識點融入到項目的各個環節之中，層層推進項目。實驗教學采用“問題探究教學法”。在實驗教學中，以開發學生的能力為主，教師根據教學要求和教學的重點、難點，設計問題來組織教學，學生通過分析問題，建立數學模型、確定算法、編寫程序、調試程序。

在教學內容方面，除了講授程序設計的基礎知識，即程序設計的基本語法、基本思想、結構化程序設計的一般方法，使學生能夠了解程序設計的整體結構以及語法要求。還要結合學生所學專業，提高學生在專業領域內的計算機應用、開發和創新能力，使學生在未來的工作中能利用計算機解決本專業領域的難題。實驗階段就是對課堂所學知識的實現和應用，通過上機編程、調試過程，檢查自己對知識掌握和理解的情況。同時，通過調試過程中出現的問題，讓學生掌握一些常見錯誤的處理方法和解決技巧。在程序的編寫和調試階段，雖然教師能夠幫助學生解決一些常見的錯誤，但是，學生在課下做作業或練習時出現的問題，常常不能得到及時的解決。為此，本教研室所有教師，利用空閑時間，建立了“C語言程序設計基礎”與“微機原理與接口技術”課程網站。在此網站上，開設了理論教學、實驗教學、學習資料、開放創新實驗以及互動等欄目。通過網絡資源平臺，學生自主學習，師生之間、學生之間可以同步或異步、同地或異地進行交互，使其成為課堂教學的有益補充。建設和完善學生自主學習網絡平臺，課程的各類教學資源均放置在網上，學生可以通過網絡平臺自主學習、自我測試、與教師進行交流、檢查學習效果等，為學生自主學習提供更廣闊的空間。endprint

在對學生進行考核的方面，本教研室采用“平時成績+機考成績”的方式進行。其中，平時成績占30%，包括“課堂出勤、習題作業、實驗”等幾部分。目前，大學生上課出勤率偏低在高校中是一種普遍現象。課堂出勤主要是督促學生認真上課，能夠按時、準時上課，同時，從一定程度上提高了學生上課的出勤率；習題作業主要是針對各章所講授知識點的回顧與理解，學生通過課下預留的習題作業，對知識起到復習和鞏固的效果；在平時成績中，實驗部分的分值比重最大，由于實驗設備的管理要求，學生必須在固定的時間、固定的計算機或硬件實驗平臺上去完成每一次實驗，實驗的完成采用網絡形式，即實驗內容以及實驗過程均在計算機上，通過網絡系統進行，學生完成后自己提交即可。機考成績占70%，主要是對課程基礎知識的掌握和理解。在機考過程中，每位學生的試卷內容各不相同，是學生在計算機上登陸考試系統后抽題組卷形成，考試結束后，機器自動判卷。最后總成績為機考成績（百分制）乘以70%加上平時成績（百分制）乘以30%。

綜上所述，本文針對程序設計課程教學中存在的問題，根據工科院校的培養目標和課程的教學特點，結合本校工科學生的專業特點以及各專業對程序設計的不同要求，在教學內容的整合、改進教學方法、現代化教學手段的使用和考核等方面進行了探討。從本教研室采用這種教學改革方法的效果來看，本文提出的教學方法、現代化教學手段以及考核方式是可行、有效的。

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