非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法探究與反思

徐煥宇 徐萌兮 劉麗娟 徐昊然 林珂伊

摘 ?要 ?分析目前非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量欠缺的原因，探討并提出多種思路方法提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，在教學(xué)方法中，融合現(xiàn)有的多種教學(xué)方法，以適應(yīng)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的發(fā)展和要求，形成可操作的一般化教學(xué)程序和模式，對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)提供一定參照作用。

關(guān)鍵詞 ?程序設(shè)計(jì)；非計(jì)算機(jī)專業(yè)；教學(xué)方法；C語言

中圖分類號(hào)：G642.4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）04-0136-03

Research and Review on Teaching Methods of Programming Course for Non-Computer Major Students//XU Huanyu， XU Mengxi， LIU Lijuan， XU Haoran， LIN Keyi

Abstract ?This paper analyzes the reasons for the lack

of teaching quality of the programming courses for

non-computer major students， proposes various ideas

and methods to improve the teaching quality and en-

hance students enthusiasm for learning. At the same

time， in the teaching methods， we should integrate various existing teaching methods to adapt to the development and requirements of the teaching of pro-gramming courses， form operable general teaching procedures and models， and provide a certain re-ference for the teaching of programming courses for non-computer major students.

Key words ?programming; non-computer major; teaching method; C language

Authors address ?Wuxi University， Wuxi， Jiangsu， China， 214105

0 ?引言

當(dāng)前的社會(huì)是信息技術(shù)的社會(huì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的工具?，F(xiàn)代人如果不懂得計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的工作原理以及軟件的程序設(shè)計(jì)思想，也就無法充分有效地利用計(jì)算機(jī)這個(gè)工具解決學(xué)習(xí)和工作中的實(shí)際問題[1]。大學(xué)生作為高知識(shí)層次人才，是社會(huì)發(fā)展中的主力軍，走上工作崗位后勢必需要使用甚至精通各種計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，更應(yīng)該在學(xué)校中學(xué)好程序設(shè)計(jì)。

目前的高等學(xué)校培養(yǎng)方案中，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生都會(huì)開設(shè)至少一門甚至多門程序設(shè)計(jì)語言課程[2]。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維、程序意識(shí)、邏輯想象力以及算法思想，后續(xù)可以用上述技能解決自己專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)問題。因此程序設(shè)計(jì)語言課程對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生同樣重要[3]。

1 ?非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 ?學(xué)生主觀能動(dòng)性不強(qiáng)

對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，程序設(shè)計(jì)課程通常在入校的第二學(xué)期和第三學(xué)期開設(shè)，此時(shí)學(xué)生剛剛開始專業(yè)課的學(xué)習(xí)，對(duì)于程序設(shè)計(jì)在后續(xù)專業(yè)課程中的作用和地位以及課程間的前驅(qū)和后繼關(guān)系認(rèn)識(shí)不夠清晰，認(rèn)為學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)只是課程中的必修環(huán)節(jié)，與本專業(yè)后續(xù)課程或今后的就業(yè)、升學(xué)關(guān)系不大。因此，學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)語言課程的學(xué)習(xí)缺乏足夠的重視和興趣[4]。并且，由于程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容本身較為枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程時(shí)，開始會(huì)感到新奇、好玩，但隨著課程的深入，復(fù)雜的語法規(guī)則與程序代碼，讓很多學(xué)生感到乏味并產(chǎn)生畏懼心理，缺乏興趣，導(dǎo)致學(xué)生課堂上精力不集中，難以掌握知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而開始惡性循環(huán)，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程更加提不起興趣[5]。

1.2 ?基礎(chǔ)相對(duì)薄弱

由于高校學(xué)生來自全國各地，有著顯著的地區(qū)差異，且學(xué)生們?cè)谌雽W(xué)前的基礎(chǔ)與家庭情況各不相同，難以保證普遍的良好基礎(chǔ)。且非計(jì)算機(jī)專業(yè)也很少有對(duì)程序設(shè)計(jì)抱有極大熱情、中學(xué)階段就學(xué)習(xí)過程序設(shè)計(jì)語言的學(xué)生。程序設(shè)計(jì)語言的編寫環(huán)境是純英文的，且語法、程序的邏輯思維都對(duì)學(xué)習(xí)者有較高的要求，一旦學(xué)生開始時(shí)無法理解某些內(nèi)容，就會(huì)逐漸加重他們的厭學(xué)情緒，導(dǎo)致后續(xù)幾節(jié)課后完全放棄聽課與作業(yè)，更不能獨(dú)立完成程序編寫。

1.3 ?教學(xué)方法未針對(duì)性做出調(diào)整

高等學(xué)校中教授程序設(shè)計(jì)課程的教師一般來自計(jì)算機(jī)學(xué)院或計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)，本身對(duì)于計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)與程序設(shè)計(jì)有深入了解，但對(duì)于其他專業(yè)的培養(yǎng)方案與課程體系不甚了解，且培養(yǎng)方案與課程體系也在不斷地調(diào)整優(yōu)化。因此，教學(xué)目標(biāo)定位還是使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的語法，能夠獨(dú)立編寫簡單的實(shí)際應(yīng)用程序?yàn)橹鳌＝處熢谑谡n時(shí)，也都是使用統(tǒng)一的內(nèi)容、統(tǒng)一的例子、統(tǒng)一的練習(xí)，很少針對(duì)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的授課邏輯、授課方法與案例分析。學(xué)生也就無法感受到程序設(shè)計(jì)課程與其他專業(yè)課程間的聯(lián)系[6]。

2 ?理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)手段改革探索

2.1 ?提高學(xué)生興趣，為學(xué)生樹立目標(biāo)

教授程序設(shè)計(jì)課程前，應(yīng)該先讓學(xué)生了解該課程的重要性，在此過程中教師的引導(dǎo)尤為重要。教師可以根據(jù)學(xué)生專業(yè)的特點(diǎn)，課程初期展示對(duì)應(yīng)專業(yè)使用程序設(shè)計(jì)的案例，通過視頻、圖片等多媒體方式增加互動(dòng)性及趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。同時(shí)，需要對(duì)程序設(shè)計(jì)的重要性進(jìn)行介紹和引導(dǎo)，使學(xué)生形成憂患意識(shí)，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)不僅為了通過考試，更為了后續(xù)拓寬升學(xué)、就業(yè)道路，靈活應(yīng)對(duì)職場掌握應(yīng)有的技能手段。

在授課過程中，教師應(yīng)該持續(xù)為學(xué)生樹立長短期目標(biāo)，使學(xué)生有持續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。短期目標(biāo)諸如完成課上課后題目，完成小段程序等，使學(xué)生持續(xù)獲得成就感，提高自信心與興趣。長期目標(biāo)是課程結(jié)束后仍需要繼續(xù)完成的目標(biāo)，如通過國家計(jì)算機(jī)二級(jí)考試，獨(dú)立完成后續(xù)專業(yè)課相關(guān)的軟件程序等，讓學(xué)生有持續(xù)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，不至于因?yàn)闊o處使用而將學(xué)會(huì)的知識(shí)忘記。

2.2 ?教學(xué)內(nèi)容“因生制宜”

2.2.1 ?通俗易懂帶學(xué)生“入門”

學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)最艱難的環(huán)節(jié)在初期，需要一定的邏輯思維能力才能夠理解程序設(shè)計(jì)語言的語法設(shè)定，也使很多學(xué)生望而卻步。教師需要深入淺出地讓學(xué)生理解程序設(shè)計(jì)，理解程序設(shè)計(jì)語言，以更容易理解后續(xù)的語法，語句。因此，在課程初期，需要強(qiáng)調(diào)程序的作用以及如何被計(jì)算機(jī)所理解并執(zhí)行。更直觀的方法可以將程序設(shè)計(jì)語言與我們?nèi)粘Ｋ褂玫淖匀徽Z言相類比，解釋它們的異同點(diǎn)，讓學(xué)生更容易理解。并且，需充分利用圖表等工具，將語法知識(shí)形成系統(tǒng)性的邏輯結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生理解。圖1是C語言的語法邏輯結(jié)構(gòu)圖，此圖可以在介紹C語言語法前給學(xué)生講解，使學(xué)生能從全局上盡可能理解C語言各部分語法之間的關(guān)系。

2.2.2 ?圍繞學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)例

不同的專業(yè)對(duì)于程序設(shè)計(jì)語言的應(yīng)用以及與本專業(yè)結(jié)合的緊密程度是不同的，因此，必須先對(duì)專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行分析。任課教師需要先熟悉所教專業(yè)最新的培養(yǎng)方案、課程體系結(jié)構(gòu)，掌握程序設(shè)計(jì)課程在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)中的地位和作用，有哪些后續(xù)課程需要使用程序設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容。以地信專業(yè)為例，培養(yǎng)方案中高年級(jí)專業(yè)課會(huì)開設(shè)地理信息處理、地圖學(xué)等課程，需要使用Arcgis等專業(yè)軟件，如果在此基礎(chǔ)上需要實(shí)現(xiàn)帶有特殊功能的應(yīng)用程序，就需要自己編寫程序并且集成Arcgis軟件的庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，而Arcgis軟件庫在C#語言中使用最廣泛，因此，許多地信專業(yè)均開設(shè)C#程序設(shè)計(jì)課程，前序也開設(shè)了C語言程序設(shè)計(jì)的課程。學(xué)生可能無法理解，地信專業(yè)為什么需要學(xué)習(xí)那么多的程序設(shè)計(jì)語言課程，但任課教師需要理解培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)的理由，以便更好開展教學(xué)活動(dòng)。然后，使用專業(yè)后續(xù)課程中程序?qū)嵗鳛檎n堂教學(xué)或程序解析案例。比如，針對(duì)經(jīng)管專業(yè)的學(xué)生，舉例如何使用程序計(jì)算成本、利潤率或股票收益等；針對(duì)測繪專業(yè)的學(xué)生，舉例如何利用程序進(jìn)行閉合導(dǎo)線或附合導(dǎo)線測量；針對(duì)遙感專業(yè)的學(xué)生，舉例如何使用程序進(jìn)行簡單的圖像處理及坐標(biāo)計(jì)算；針對(duì)地信專業(yè)的學(xué)生，舉例如何使用程序進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，如何調(diào)用各種第三方庫中的功能應(yīng)用在自己編寫的程序中。這樣不僅能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的積極性，也對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)課程中打下良好的基礎(chǔ)。

2.3 ?多種教學(xué)手段融合提升教學(xué)質(zhì)量

2.3.1 ?線上線下內(nèi)容相結(jié)合的課上教學(xué)體

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，且新冠肺炎疫情不斷反復(fù)。教師需要充足準(zhǔn)備多種教學(xué)手段與豐富的教學(xué)內(nèi)容。目前，慕課、學(xué)習(xí)通等平臺(tái)上已經(jīng)有國家精品課程等非常多的教學(xué)內(nèi)容資源，教師可以根據(jù)授課學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，篩選關(guān)聯(lián)的優(yōu)質(zhì)資源，融入課程的教學(xué)內(nèi)容中。并且，近幾年由于疫情影響，無法做到學(xué)生完全返校，教師在課堂上同樣需要照顧到無法返校在家網(wǎng)絡(luò)聽課的學(xué)生，這就需要任課教師不僅要做好課堂授課，也要熟悉各種線上授課平臺(tái)的使用方法，讓無法返校的學(xué)生也能夠參與教學(xué)活動(dòng)中，盡可能保證他們的教學(xué)質(zhì)量。

當(dāng)前的時(shí)代是一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與短視頻的時(shí)代，學(xué)生受大環(huán)境的影響，越來越喜歡短時(shí)的內(nèi)容攝入方式，能夠保持專注的時(shí)間越來越短。因此，教師需要順應(yīng)這種發(fā)展趨勢，收集或自己錄制一些幾分鐘內(nèi)簡述小知識(shí)點(diǎn)的短視頻，讓學(xué)生在短時(shí)注意力集中的情況下加強(qiáng)吸收知識(shí)點(diǎn)。并且，可以使用各種互聯(lián)網(wǎng)教育教學(xué)輔助平臺(tái)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，比如，使用學(xué)習(xí)通進(jìn)行課堂提問、布置作業(yè)；鼓勵(lì)學(xué)生使用Leet Code等程序練習(xí)平臺(tái)提高編程能力等。這些互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)使用方便且課堂內(nèi)外均可使用，增強(qiáng)了教師與學(xué)生之間的溝通，讓教師更好地了解學(xué)生的不足之處，對(duì)癥下藥以提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3.2 ?習(xí)題、程序編寫、開放性問題相結(jié)合的課后作業(yè)體

學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言，課堂上的授課一定要與課后的練習(xí)相結(jié)合，鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師布置的課后作業(yè)通常以練習(xí)題為主，雖然鞏固了知識(shí)點(diǎn)，但缺少對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)整體認(rèn)知的培養(yǎng)。因此，在課后作業(yè)中，適當(dāng)添加如“搜集本專業(yè)程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用案例”“具體專業(yè)相關(guān)問題的程序設(shè)計(jì)解決思路”等開放性問題，提升學(xué)生的獨(dú)立思考能力，以便能夠從更高層次理解程序設(shè)計(jì)。最終，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)習(xí)題、程序編寫以及開放性問題相結(jié)合的完善的課后作業(yè)體系。

3 ?結(jié)束語

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程是計(jì)算機(jī)類課程的基礎(chǔ)，并且與很多專業(yè)課存在先行后續(xù)關(guān)系。但程序設(shè)計(jì)本身有自己獨(dú)立的理論體系，對(duì)邏輯性思維的要求很高，對(duì)實(shí)踐能力要求較高。長久以來，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的過程中普遍感到很吃力。教師一直在嘗試各種教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生成績，但收效不甚理想。

本文探討針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量提升的方法，對(duì)目前教學(xué)質(zhì)量欠缺的原因進(jìn)行分析，并提出多種思路方法提高教學(xué)質(zhì)量。核心思想是盡可能地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓他們了解到程序設(shè)計(jì)并不是一門孤立的課程，程序設(shè)計(jì)與后續(xù)很多專業(yè)課程息息相關(guān)。同時(shí)，在教學(xué)方法中，對(duì)現(xiàn)有的多種教學(xué)方法進(jìn)行融合，以適應(yīng)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的發(fā)展和要求，形成可操作的一般化的教學(xué)程序和模式，對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)提供一定的參照作用。

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