程序設計基礎課程實驗教學的改革與實踐*

丁長松　馬華（、湖南中醫藥大學　管理與信息工程學院，湖南　長沙　4008　、湖南涉外經濟學院　信息科學與工程學院，湖南　長沙　4005）

程序設計基礎課程實驗教學的改革與實踐*

丁長松1馬華2
（1、湖南中醫藥大學管理與信息工程學院，湖南長沙4102082、湖南涉外經濟學院信息科學與工程學院，湖南長沙410205）

摘要：針對當前程序設計基礎課程實驗教學中面臨的主要問題，近年來，我們從四個方面對程序設計基礎課程的實驗教學模式、教學內容和教學方法進行了一系列改革，包括：基于“雙主教學設計”改革傳統的程序設計基礎課程實驗教學體系；結合校企合作，應用“項目教學法”改革傳統的實驗教學內容和方法；基于新型實驗教學平臺開展“協作學習”；積極推進“開放式實驗教學”等。這些改革的探索和實踐，有效提高了程序設計基礎課程的教學質量和效果，有利于人才培養目標的實現。

關鍵詞：程序設計基礎課程；實驗教學；改革與實踐

目前國內大多數高校都為本科生開設程序設計基礎課程，如《C語言程序設計》、《JAVA程序設計》等課程。當前我國正在開展高等教育結構調整綜合改革試點工作，其主要目標是培養經濟社會發展需要的應用技術型高級專業人才。程序設計基礎課程的實驗教學對于培養學生的計算思維能力、實踐應用能力以及創新能力具有重要意義[1，2]。近年來我們針對程序設計基礎課程的實驗教學的模式、內容以及方法結合應用型本科教育的人才培養目標進行了一系列改革，為提高教學質量和效果進行了積極探索。

一、程序設計基礎課程實驗教學的現狀

目前，應用型本科教育仍處于發展初期，其相關的理論體系仍有待實踐的探索和驗證。國內的應用型本科院校所進行的教學改革主要圍繞以下五個方面展開：

1.結合各專業的行業、職業的特點和需求，確立應用型本科教育的人才培養目標和人才規格。

2.以面向應用、依托學科的應用型本科專業建設理念為指導，構建“以應用能力培養為核心”的課程體系，制訂培養方案。

3.強化實踐環節，創新實踐教學體系。

4.開展適合應用能力培養的教學方法與考核方法的改革。

5.依托行業、企業背景，建設產學合作的教學環境。

以上五點對程序設計基礎課程的教學改革具有重要的指導意義。然而，作為實踐性很強的課程，由于受傳統應試教育的引導，大都仍將理論講授作為授課重點、實驗教學大多停留在驗證層面，而且實驗教學普遍還存在著教學體系上的缺陷，并受到實驗教學人員專業素質參差不齊等因素影響。這些不足嚴重影響了程序設計基礎課程的教學效果，阻礙了人才培養目標的實現。

二、開展教學改革的理論基礎

建構主義學習理論是“以學生為中心”的自主學習理論，強調理想學習環境應包括情境、協作、交流和意義建構四個部分?，F代信息技術的快速發展為建構主義所倡導的理想學習環境提供了實現可能。“雙主”（即“主體——主導”）教學設計是教師的“主導性”和學生的“主體性”的“雙主型”的教學過程，主要體現在：以學生的“學”為主，突現學生的主體地位、重視學生自主學習，并充分發揮教師的主導作用。項目教學法以項目驅動教學，學生以探索性學習為基礎。

三、教改實踐及成果

近幾年來，我們在程序設計基礎課程的實驗教學改革方面進行了如下探索：

（一）基于“雙主教學設計”改革傳統的程序設計基礎課程實驗教學體系

針對傳統的封閉型實驗教學體系的不足，我們基于“雙主”教學設計構建了適用于程序設計基礎課程的開放式實驗教學體系。該體系以實施網絡實驗教學為主要方式，現已形成了可用于個性化實驗教學綜合實驗教學平臺。該平臺基于Web 2.0開發，整合了開源課程管理系統Moodle（modular object-oriented dynamic learning environment，模塊化面向對象的動態學習環境）以及我們開發的虛擬實驗室系統，學生通過Internet可遠程訪問該平臺。基于該平臺，教師在實驗教學過程中可靈活應用“及時教學”（just-in-time teaching）模式，該模型貫穿學生的實驗前預習、實驗中協作和交流、實驗后總結的全過程，充分調動實驗教學過程中學生的積極性，并讓教師在實驗活動中扮演組織者和參與者（但并非領導者）的角色。因而，該體系有利于培養學生探究式學習和自主學習的能力與實踐創新能力。

（二）結合校企合作，應用“項目教學法”進行教學內容和方法的改革

近年來，針對應用型本科教育的自身特點和所在學校的實際情況，以及IT企業對人才能力的實際要求情況，重點在《Web程序設計》等專業性較強的課程中進行探索改革，加強了校企合作，將企業中一引起真實項目引入課堂中，并結合企業項目的實際對現有實驗教學內容和方法進行改革。如：根據企業的特點及項目的實際情況對教學內容進行設計；實驗教學方法的設計要素從情境、任務、組織、過程、資源、評價等方面進行研究；通過學生參與項目的過程給出了實驗教學的情境設置、操作示范、確定項目、學習評價等方面的一般教學步驟的指導性意見；建設了“行動導向”的實驗教學模式。根據企業的實際項目，設計實驗教學內容，使學生可以學以致用、活學活用，增強學生的學習興趣。從目前的改革實施情況來看，取得了較好的效果。

（三）基于新型實驗教學平臺開展“協作學習”

當前《C語言程序設計》課程的實驗教學面臨著“加強實驗指導、滿足不同層次學生學習需求和培養學生學科競賽能力”等主要困難?？紤]到Wiki具有易用性、共享性、開放性和社會性等特點，我們開發了《C語言程序設計》實驗協作平臺，該平臺利用了基于Web 2.0的Wiki技術，能夠有效支持專業老師在實驗教學過程中引入網絡化協作學習模式。

此外，為激勵各小組開展競爭性學習和創新性實驗，我們在實驗協作平臺中還借鑒了“ACM國際大學生程序設計競賽”模式，提供C程序的在線編譯和評判功能，在實驗過程中引入“競爭”機制，以激發學生的實驗興趣和熱情，提高學生的創造性思維和解決問題的動手能力，有助于學生創新能力的培養。

（四）進行“開放式實驗教學管理”的探索和實踐

為提高學校實驗教學資源的利用率和共享開放性、最大限度的利用和調配實驗資源，我們探索建立一個基于Internet的高校實驗教學管理平臺，以實現開放式實驗管理。近年來，我們以開源項目FrameWork為基礎，設計并實現了一個集成了實驗預約管理、實驗課程管理、實驗室管理等上層應用的平臺軟件，并且它支持完善的預約時間約束檢測和可視化預約工位的動態生成，從而可以滿足開放式實驗管理的復雜需求，也為我們進行開放式實驗教學改革提供了重要支撐。

四、結束語

培養具有較強系統應用分析能力和實踐能力的高素質應用型人才，是高等教育的人才培養任務，也是我們開展教學改革研究的核心目標。通過這幾年來的不斷努力，我們在程序設計基礎課程進行的實驗教學模式、教學內容和教學方法的一系列改革取得了顯著效果。主要表現在：學生對于程序設計課程的學習興趣較濃；協作學習和自主學習意識不斷提升；解決實際應用問題的能力有一定增強；學生整體的學習成績得到逐年提高，尤其是不及格率有了明顯下降的趨勢；近三年畢業生就業率一直處于全校的前列，而且就業質量高。

參考文獻

[1]姚天昉.在程序設計課程中引入“計算思維”的實踐[J].中國大學教學，2012（2）：61-63.

[2]何欽銘，顏暉，蘇小紅“.程序設計基礎”課程教學實施方案[J].中國大學教學，2010（5）：62-65.

Abstract:In view of the main problems faced in the course of experimental teaching for the basic course of program design, we have made a series of reforms in experimental teaching mode, content of courses and teaching methods of fundamentals of programming courses in recent years from four aspects including: reform experimental teaching system of traditional fundamental programming courses based on the "double-principle" teaching design; re原form the traditional experiment teaching content and methods by combining university-enterprise cooperation and ap原plication of "project teaching method" in teaching; carry out the "collaborative learning" based on the new experi原mental teaching platform to; promote actively "open experiment teaching" and so on. The exploration and practice of the reforms improve teaching quality and effect of the fundamentals programming curriculum, being beneficial to achieve the goals of talents cultivation.

Keywords:fundamentals of programming; experimental teaching; reform and practice

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）05-0237-02

*基金項目:2013年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目:(No.495，湘教通[2013]223號）《面向應用型人才培養的程序設計基礎課程實驗教學改革的研究與實踐》和湖南中醫藥大學校級教改課題(No.2014-JG021）.中醫藥院校計算機科學與技術專業課程體系的研究與實踐。

作者簡介：丁長松（1975-），男，湖南漢壽人，副教授，博士，研究方向：云計算、中醫藥信息化。馬華（1979-），男，湖南株洲人，副教授，碩士，軟件工程系主任，研究方向：云計算。