高校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究與實(shí)踐

陳 鑫

（長治學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，山西 長治 046011）

引言

《C 語言程序設(shè)計(jì)》是高校理工學(xué)生的公共基礎(chǔ)課程,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課程,應(yīng)用十分廣泛。通過編程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅能更好地理解編程語言的基本編程思想，也能掌握編程語言的基本編程技能。《C 語言程序設(shè)計(jì)》不僅可以幫助學(xué)生達(dá)成上述目標(biāo)，還可以計(jì)算思維能力與創(chuàng)新能力的提升。《C 語言程序設(shè)計(jì)》這門課程對(duì)于高校理工科類學(xué)生,以及計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說,都是一門重要的基礎(chǔ)課程。但是,課程的教學(xué)過程中也遇到了以下的幾個(gè)問題。

首先，《C 語言程序設(shè)計(jì)》本身是一門理論與實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，知識(shí)點(diǎn)瑣碎，并且學(xué)生需要掌握繁冗的C 語言的概念和規(guī)則，內(nèi)容會(huì)相對(duì)枯燥。而《C 語言程序設(shè)計(jì)》被安排在第一學(xué)期，是學(xué)生入校以來學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程。學(xué)生來自不同地域，他們的學(xué)習(xí)能力以及信息技術(shù)技能基礎(chǔ)參差不齊。如果教學(xué)方法使用不得當(dāng)，教師只采用了口述和板書的教學(xué)方法，教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新，只是按照C 語言教材的編寫體例，先進(jìn)行語法格式的講解，再講解基礎(chǔ)知識(shí)的話，無法有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二，《C 語言程序設(shè)計(jì)》的實(shí)踐性非常強(qiáng)，而傳統(tǒng)教學(xué)方式是以理論知識(shí)的傳授為重點(diǎn)，缺乏實(shí)踐性。從而無法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。并且課時(shí)分配較少，而繁瑣的知識(shí)點(diǎn)需要占用大量的課堂時(shí)間進(jìn)行講解，從而使實(shí)驗(yàn)課時(shí)更加不足。并且在實(shí)驗(yàn)課中，大多數(shù)學(xué)生們對(duì)于問題不去分析算法，不對(duì)程序執(zhí)行步驟進(jìn)行分析理解，只是機(jī)械地照搬教材中的例題。對(duì)于編譯錯(cuò)誤不會(huì)修改，而是一味地臨摹程序，而并沒有真正學(xué)會(huì)識(shí)別程序中的錯(cuò)誤，不會(huì)進(jìn)行程序調(diào)試。這樣，學(xué)生很難將學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)踐中去。

第三，缺乏好的教材。目前，譚浩強(qiáng)的《C程序設(shè)計(jì)》一書仍然作為許多高校《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的教材使用。而該書側(cè)重于C 語言的理論知識(shí)，實(shí)踐操作案例較少。因此本課程的教材也應(yīng)相應(yīng)進(jìn)行改變。選擇一本通俗易懂、以案例編程為主、以理論知識(shí)為輔、可以促進(jìn)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐過程中逐步獲取編程能力的教材則更加重要。

1 程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革探討

一是明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生對(duì)《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的重視。《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程具有豐富的理論知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)用性，教師在開課之初或第一堂課上，可以和學(xué)生共同討論學(xué)習(xí)這門課程的目的與方法。使學(xué)生明白，只有學(xué)好了C 語言，才能為將來學(xué)習(xí)其他編程語言打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生首先對(duì)課程引起了足夠重視，才能激發(fā)學(xué)生的興趣進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。

其次，根據(jù)應(yīng)用型高校的特點(diǎn)，修改《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)計(jì)劃。依據(jù)高校應(yīng)用型的特點(diǎn)，本課程作為入門級(jí)基礎(chǔ)課程，總時(shí)數(shù)少，則更應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，逐步增加學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作訓(xùn)練，并提高其計(jì)算思維能力。如果教師在課堂上只注重基本語法和一些簡(jiǎn)單的算法設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和廣度將大打折扣。他們只能理解教材上死板的概念，而實(shí)際編程能力卻很差。為了讓學(xué)生掌握《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的精髓，教師們更需要注重實(shí)踐教學(xué)，探尋適合學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)方法和技術(shù)手段。

第三，應(yīng)用型院校要加強(qiáng)實(shí)踐教育和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。《C 語言程序設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，這門課需要學(xué)生在理解瑣碎知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)課中根據(jù)任務(wù)需求動(dòng)手編程，并且要學(xué)會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤提示或運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析和調(diào)試程序中的錯(cuò)誤。實(shí)踐操作是《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的重要組成部分，實(shí)踐操作教學(xué)的內(nèi)容需要教師精心選取，既要有理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)的問題，也應(yīng)該有一些具有挑戰(zhàn)性的、新穎有趣的問題。教師應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要根據(jù)學(xué)生所遇到的問題及提出的疑問，引導(dǎo)其分析任務(wù)的執(zhí)行步驟，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和邏輯推理能力，從而逐步提高學(xué)生對(duì)于問題的分析和解決能力。教師還可以根據(jù)教學(xué)課程目標(biāo)，為學(xué)生安排適當(dāng)?shù)木C合性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們可以以小組協(xié)作的方式共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這種綜合性實(shí)驗(yàn)題目可以與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，從而使學(xué)生進(jìn)一步理解C 語言的用途，理解程序設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

第四，建設(shè)《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的在線教學(xué)平臺(tái)。《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程知識(shí)點(diǎn)瑣碎，課堂教學(xué)課時(shí)少而教授內(nèi)容多，因而學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)記住要點(diǎn)、理解并掌握C 語言的全部知識(shí)點(diǎn)。但是，學(xué)生們可以通過線教學(xué)平臺(tái)，隨時(shí)對(duì)課程發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行訪問，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上提前觀看教學(xué)視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)，完成課前測(cè)驗(yàn)。學(xué)生對(duì)于課堂上未能熟練掌握的知識(shí)，還可以隨時(shí)隨地、反復(fù)觀看網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的教學(xué)視頻，從而及時(shí)解決知識(shí)掌握的問題。

第五，改變教學(xué)形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)興趣。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，老師教授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受來學(xué)習(xí)，但學(xué)生卻不知道如何應(yīng)用學(xué)到的知識(shí)，因而逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣。在C 語言的教學(xué)過程中，教師應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)講授教學(xué)法,探索全新的教學(xué)模式,比如“以賽促學(xué),以賽促教”等方式。近年來，我系積極鼓勵(lì)教師指導(dǎo)和組織學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽，比如“團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽”、“中國高校計(jì)算機(jī)大賽”、“藍(lán)橋杯大賽”、“華北五省大學(xué)生機(jī)器人大賽”等，并對(duì)競(jìng)技大賽促進(jìn)教師隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)生全面發(fā)展、教育教學(xué)改革的作用進(jìn)行了初步探索。這些程序設(shè)計(jì)類的學(xué)科競(jìng)賽，旨在提高學(xué)生對(duì)編程問題的求解水平，學(xué)生的思考能力和設(shè)計(jì)技巧也得到了進(jìn)一步地打磨和鍛煉，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，在各方面都提高了學(xué)生的相關(guān)素養(yǎng)。

2 教學(xué)組織和實(shí)施

首先，教師在課前應(yīng)認(rèn)真?zhèn)湔n，鉆研教材，精心設(shè)計(jì)教案。其次，要選擇趣味性較強(qiáng)的案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使得學(xué)生可以通過互動(dòng)教學(xué)來學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)方法，讓學(xué)生真正理解并掌握知識(shí)。

教師在教授課程之前，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布課前預(yù)習(xí)以及需要完成的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主預(yù)習(xí)，確保學(xué)生在上課前明確教學(xué)目標(biāo)，有針對(duì)性地聽課和學(xué)習(xí)。

在教學(xué)的整個(gè)過程中，不能按部就班地完全按教材講解，可以結(jié)合案例式、討論式、啟發(fā)式、探究式等多種教學(xué)方法，透徹分析問題的執(zhí)行過程，幫助學(xué)生厘清解決問題的思路，并在教學(xué)中增加與學(xué)生的互動(dòng)性，提高學(xué)生的參與性。

課后，教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及時(shí)與學(xué)生互動(dòng)，進(jìn)行溝通，解答課堂學(xué)習(xí)中的疑難問題。并且通過平臺(tái)發(fā)布測(cè)試題，匯總學(xué)生的共性問題進(jìn)行重點(diǎn)講解。對(duì)于平臺(tái)提供的在線學(xué)習(xí)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)方案，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)。

課堂外，加強(qiáng)第二課堂的建設(shè)，積極鼓勵(lì)學(xué)生們參加各種講座、學(xué)術(shù)報(bào)告，了解最新前沿知識(shí)，拓寬自己的知識(shí)面。并鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生積極參加高校組織的科研活動(dòng)與各項(xiàng)程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽。通過第二課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅了解了學(xué)科發(fā)展的前沿，而且開拓了思路，還提高了自身的科學(xué)素質(zhì)，他們對(duì)未來的適應(yīng)能力大大增強(qiáng)。

3 教學(xué)效果

在超星教學(xué)平臺(tái)上，分析兩個(gè)學(xué)期四個(gè)班的《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)數(shù)據(jù)，教學(xué)平臺(tái)記錄下了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和老師的教學(xué)過程。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，課程資源有104 個(gè)授課視頻，視頻總時(shí)長為1307 分鐘，非視頻資源有23 個(gè)。截止本學(xué)期末，共發(fā)布課程公告439 次，累計(jì)頁面瀏覽量為431319，累計(jì)選課人數(shù)213 人。任務(wù)全部完成的學(xué)生占比高，視頻觀看時(shí)長最長的學(xué)生達(dá)到1975 分鐘，章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)有的學(xué)生甚至達(dá)到558 次，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1 所示。

圖1 觀看視頻時(shí)長及章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

課堂外，調(diào)動(dòng)學(xué)生參加各項(xiàng)程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽的積極性。以“中國高校計(jì)算機(jī)大賽-團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽”為例，從2019 年開始參賽，獲得山西省團(tuán)體三等獎(jiǎng)、2020 年獲得山西省高校二等獎(jiǎng)，到2021 年獲得山西省高校一等獎(jiǎng)，成績(jī)穩(wěn)步提升，教學(xué)效果顯著。

再從近期的考試成績(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，學(xué)生的不及格率下降了，綜合成績(jī)提高至80～90 分居多，成績(jī)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。

圖2 成績(jī)統(tǒng)計(jì)

結(jié)語

根據(jù)應(yīng)用型高校對(duì)人才培養(yǎng)的要求,尤其是結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)于《C 語言程序設(shè)計(jì)》這門課程的改革與創(chuàng)新發(fā)展，文章提供了一些相應(yīng)的思路，并進(jìn)行了一定的反思。文章認(rèn)為,要卓有成效地提高課堂質(zhì)量,須從如下幾個(gè)方面著手。

一是在總結(jié)與完善教學(xué)內(nèi)容方面，教師應(yīng)在教學(xué)過程中不斷嘗試新的授課方式，令人耳目一新的新模式將會(huì)有效促使學(xué)生更好的參與到教學(xué)過程中，同時(shí)也會(huì)在各方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與綜合素質(zhì)，進(jìn)一步滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)于應(yīng)用型人才的要求。

二是建設(shè)在線輔助教學(xué)平臺(tái)和探索“以賽促學(xué)、以賽促教”的教學(xué)模式,這種教學(xué)形式已逐漸受到了學(xué)生的歡迎。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性被充分調(diào)動(dòng)。為保證課程的質(zhì)量,要不定期地對(duì)課程進(jìn)行評(píng)價(jià),本學(xué)期末的課程評(píng)價(jià)如圖3 所示。

圖3 課程評(píng)價(jià)

“以賽促學(xué)、以賽促教”是一種全新的教學(xué)方式，該方式將會(huì)在極大程度上鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。同樣的，學(xué)生相應(yīng)的實(shí)踐能力也會(huì)在本教學(xué)方式中得到充分的提高。這將促使教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在課堂上組織學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)和研究學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生自發(fā)自主的學(xué)習(xí),真正做到學(xué)以致用。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,大多數(shù)學(xué)生對(duì)這種改革模式比較認(rèn)同。