非計算機專業(yè)程序設(shè)計課程教學(xué)改革

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摘要:針對地方院校非計算機專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀，分析非計算機專業(yè)程序設(shè)計課程目前存在的問題，結(jié)合榆林學(xué)院程序設(shè)計類課程的實際教學(xué)情況，提出將易讀、易學(xué)、接近自然語言、應(yīng)用范圍廣的Python語言作為公共程序設(shè)計課程面向全校非計算機專業(yè)學(xué)生開設(shè)。本著“思維培養(yǎng)、能力培養(yǎng)，服務(wù)專業(yè)”的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計合理的教學(xué)內(nèi)容。Python程序設(shè)計課程的開展，可激發(fā)師生的興趣和創(chuàng)造力，可提升教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生喜歡編程、會編程。

關(guān)鍵詞:地方院校;Python;程序設(shè)計;教學(xué)改革

1引言

目前榆林學(xué)院非計算機專業(yè)第二層次課程包括C語言、VB、Access和高級office，其中藝術(shù)體育類專業(yè)開設(shè)Access，文科管理類院系開設(shè)高級office，理工科院系開設(shè)C語言或VB。C語言和VB屬于程序設(shè)計課程，目前教學(xué)過程中存在理論知識理解不夠深刻、編程缺乏算法思想、依賴教師指導(dǎo)示范、實踐興趣難以培養(yǎng)、學(xué)習(xí)積極性較差、課堂參與力度不夠、自學(xué)能力不足等諸多問題［1］。程序設(shè)計類課程對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來說是一種挑戰(zhàn)，學(xué)生之前沒有編程和設(shè)計的概念，編程和設(shè)計思維難以形成，因此學(xué)生學(xué)習(xí)難度較高，教學(xué)效果難以提高，面對這種情況，應(yīng)選擇一種簡單、易學(xué)、上手快，能解決實際問題的程序設(shè)計語言［2］。Python語法結(jié)構(gòu)簡單，接近自然語言，解決問題直觀，功能強大，應(yīng)用范圍廣泛，適合于解決各類計算分析類問題，適合于低年級和非計算機專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)計算思維和提高創(chuàng)新能力，因此在許多高校中得到廣泛的應(yīng)用，取得良好的教學(xué)效果［3］。

2程序類課程特點分析

目前榆林學(xué)院程序類課程主要為C語言和VB程序設(shè)計，下面對這兩種語言的特點進行分析。(1)C語言程序設(shè)計國內(nèi)很多高校針對非計算機專業(yè)普遍開設(shè)C語言，C語言接近底層，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)類型、表達式、運算符、程序結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組、指針等，是基于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時代的計算思維、計算機原理知識的抽象和自動化，注重學(xué)生理解能力培養(yǎng)和程序的高效運行的方法［4］。但是，由于非計算機專業(yè)學(xué)生缺少計算機體系結(jié)構(gòu)知識的學(xué)習(xí)，沒有專業(yè)背景需求，缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果差，每年我校公共計算機C語言程序設(shè)計考試的卷面過關(guān)率不到50%，教學(xué)效果不理想。(2)VB程序設(shè)計VB程序設(shè)計的特點是可視化的、事件驅(qū)動的、結(jié)構(gòu)化的和面向?qū)ο蟮?，其主要用于開發(fā)Windows系統(tǒng)中的視窗應(yīng)用［5］。其教學(xué)內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)類型、表達式、運算符、程序結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組，船體對象、各種控件等，其抽象了交互邏輯和響應(yīng)關(guān)系，其開發(fā)的程序可見即可得［6］。VBA繼承了VB的語法，在辦公自動化及一些網(wǎng)頁腳步文件中應(yīng)用廣泛，對非專業(yè)學(xué)生有一定實際應(yīng)用作用，VB學(xué)習(xí)難度較低，教學(xué)效果比C程序設(shè)計好。但是VB程序設(shè)計語法知識多，控件多，每個控件都對應(yīng)相應(yīng)的屬性、事件和方法，學(xué)習(xí)內(nèi)容多且雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對界面設(shè)計、屬性設(shè)置方面掌握較好，但編程方面就比較差，缺乏編程思維。VB程序設(shè)計適合于編寫視窗應(yīng)用方向，語言應(yīng)用面窄、使用局限性大。(3)Python程序設(shè)計Python是一種重要的動態(tài)腳本語言，發(fā)展了近30年，是目前美國大學(xué)生最喜歡的程序設(shè)計語言。近年來隨著Web應(yīng)用的不斷深入，由Python等動態(tài)語言為基礎(chǔ)構(gòu)建的項目較多［7］。軟件行業(yè)對掌握動態(tài)語言的技術(shù)人員的需求增加。Python具有C、Java、VB等程序類語言所不具備的動態(tài)語言特征，且Python語法簡練、接近自然語言、應(yīng)用范圍廣、易學(xué)易上手，在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)爬蟲等方面能力突出［8］。Python教學(xué)內(nèi)容主要包括分支、循環(huán)、函數(shù)等基本語法知識和函數(shù)庫的應(yīng)用。Python語言輕量級的語法、高層次的語言表示表達了應(yīng)用計算機解決問題的計算思維理念，其抽象了問題和解決方案，自動化問題求解，是利用計算機解決問題最直觀的表達工具［9］。從目前已開設(shè)高校的實際教學(xué)效果來看，Python語言的開設(shè)，教學(xué)效果較好。目前，榆林學(xué)院計算機專業(yè)開設(shè)的第一門程序設(shè)計類課就是《Python程序設(shè)計》，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較高、課堂氣氛活躍、教學(xué)效果良好。非計算機專業(yè)的學(xué)生和計算機專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計課程是基礎(chǔ)一樣，預(yù)計教學(xué)效果較好。

3地方院校程序設(shè)計課程面臨的問題

(1)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計時，對基本語句格式、規(guī)則和用法理解不透徹、操作不熟練，實踐操作問題多，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)新忘舊。(2)教學(xué)過程中注重語句格式和語法規(guī)則，忽略了計算思維和解決問題能力的培養(yǎng)，學(xué)生分析、解決問題的能力訓(xùn)練不夠。學(xué)生編程時遇到問題，立即通過網(wǎng)絡(luò)或課本查閱相關(guān)代碼或提問老師，沒有解題思路，缺乏獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。(3)理論和實踐教學(xué)過程中，理論課堂，學(xué)生發(fā)呆犯困、偷玩手機、看小說等，注意力不集中，聽課不認真。實踐課堂，學(xué)生東張西望、閑聊、玩手機、打游戲，看視頻，不能認真、踏實、及時地完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，課后存在抄襲作業(yè)現(xiàn)象。課前課后這些現(xiàn)象導(dǎo)致教學(xué)效果、教學(xué)質(zhì)量一般。(4)教學(xué)內(nèi)容沒有針對專業(yè)做部分調(diào)整，學(xué)生認為學(xué)習(xí)該課程沒有用處，對教學(xué)內(nèi)容沒有興趣，以考試過關(guān)為目的。(5)教學(xué)模式仍已教師為中心，采取講授、實踐、課后作業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺失。(6)課程考核結(jié)果不理想，掛科率偏高，且難以解決。

4地方院校開設(shè)

Python語言程序設(shè)計課程的意義隨著大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)空間安全等領(lǐng)域的興起，要求大學(xué)生具備一定的計算機操作技能和計算思想，來解決學(xué)習(xí)和工作中遇到的各類非通用計算問題。(1)在解決計算問題方面，傳統(tǒng)C和VB語言過分強調(diào)語法并不適合非計算機專業(yè)學(xué)生解決一般計算問題，Python語言是一種輕語法程序設(shè)計語言，適合非計算機專業(yè)程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)。(2)Python語言抽象了問題和解決方案，自動化問題求解。便于非計算機專業(yè)的學(xué)生理解編程的本質(zhì)，(3)Python語言解釋器是開源的，開源協(xié)議限制很少，受制約度低。(4)Python語言易學(xué)、易用、具有豐富的開源庫，可增強學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的信息，改變想學(xué)學(xué)不好的狀況，可使學(xué)生學(xué)會一種終身受用的編程語言，最終可利用計算機解決所面臨的各類計算問題。(5)Python語言編寫效率高，加快程序?qū)崿F(xiàn)和修改節(jié)奏，降低程序出錯率，可提高學(xué)生的編程自信心。(6)在我國全面提升地方院校教育質(zhì)量、加快地方院校轉(zhuǎn)型背景下，Python語言教學(xué)改革將是一門全新有趣的程序設(shè)計課程，可進一步釋放師生活力和創(chuàng)新熱情，全面提升教學(xué)質(zhì)量。(7)目前已有部分高校面向非計算機專業(yè)開設(shè)了“Python語言程序設(shè)計”，取得了學(xué)生的認同，不及格率有所下降，學(xué)生反饋教學(xué)效果有所提高。鑒于上述Python語言程序設(shè)計的特點和優(yōu)點，建議地方院校非計算機專業(yè)開設(shè)Python語言程序設(shè)計課程。

5Python語言程序設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

(1)理論教學(xué)內(nèi)容理論課時為30課時，在機房進行，邊講邊練。Python語言程序設(shè)計課程的主要內(nèi)容基本數(shù)據(jù)類型、程序流程控制、復(fù)合數(shù)據(jù)類型、函數(shù)與模塊、文件操作、圖形繪制、模塊庫應(yīng)用等。(2)實踐教學(xué)內(nèi)容實踐課時為30課時，在機房實踐操作，根據(jù)任務(wù)案例編程。6結(jié)語地方院校非計算機專業(yè)程序課程存在諸多問題，在討論了Python語言程序設(shè)計的應(yīng)用特點和優(yōu)勢后，得出Python語言適合在地方院校非計算機專業(yè)教學(xué)中推廣和應(yīng)用。

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作者：吳敏寧 單位：榆林學(xué)院信息工程學(xué)院