高校程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索

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摘要：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)能力培養(yǎng)都有重要影響。傳統(tǒng)教學(xué)方式不能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)不足，難以滿足新工科時(shí)代的教育要求。本文探討了該類課程教什么、怎么教、怎么考核等核心教學(xué)問題，深入分析該課程當(dāng)前教學(xué)中存在的主要問題，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、考試考核等多方面提出教學(xué)改革意見和措施，為該門課程的教學(xué)與改革提供思路和借鑒。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；課程教學(xué)；教學(xué)改革；工程實(shí)踐；新工科

1引言

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和專業(yè)學(xué)習(xí)興趣及提升專業(yè)學(xué)習(xí)信心等方面都起著至關(guān)重要的作用，為后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、web應(yīng)用開發(fā)等專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，其核心地位不言而喻。針對(duì)師范類院校教育教學(xué)的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況，通過深入分析該門課程教育教學(xué)中各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題和不足，從教學(xué)方法、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)以及考核等全方位進(jìn)行系統(tǒng)研究和探索，有針對(duì)性地提出符合實(shí)際的有效措施與建議，對(duì)于促進(jìn)課程教學(xué)改革效果、增強(qiáng)專業(yè)辦學(xué)能力、以及提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)都有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題

師范類高校有其獨(dú)特的特點(diǎn)，在教育理念、教學(xué)管理等多個(gè)方面都不同于工科類院校。在師范類高校開設(shè)計(jì)算機(jī)類工科專業(yè)也必然遭遇更多的困難。通過對(duì)多年在多所理工類和師范類不同類型高校的教學(xué)科研工作經(jīng)驗(yàn)的分析與總結(jié)，并以《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程為例，發(fā)現(xiàn)師范類高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的程序設(shè)計(jì)類課程存在以下四個(gè)方面的問題：

2.1教學(xué)方法過于“師范化”

程序設(shè)計(jì)類課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基本語(yǔ)法的同時(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)能力和計(jì)算思維，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，而傳統(tǒng)的“師范化”講授教學(xué)法并不能很好地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。大多數(shù)學(xué)生遭遇“我大概聽懂了，但我還是不知道該怎么寫程序”“書上的例子我明白也會(huì)寫，但課后編程題還是太難”這樣一些學(xué)習(xí)困惑。

2.2教學(xué)內(nèi)容過于“保守”

從教學(xué)大綱規(guī)定教學(xué)內(nèi)容，到多位教師課程教學(xué)過程(聽課)講解的內(nèi)容均不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)內(nèi)容“中規(guī)中矩”，教師在教學(xué)中以完成大綱要求的常規(guī)知識(shí)點(diǎn)的講解為目標(biāo)，再舉個(gè)例子對(duì)所講的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單演示或說明一下，即完成教學(xué)任務(wù)。但重新工科要求的角度看，從培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維能力而言，則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

2.3教學(xué)手段比較“單一”，目標(biāo)性不強(qiáng)

當(dāng)前的教學(xué)以講授教材內(nèi)容為主，以上機(jī)實(shí)驗(yàn)為輔，通過上機(jī)操作鞏固課堂教學(xué)的內(nèi)容，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證。這樣學(xué)生只能掌握教材上有限的知識(shí)，其程序設(shè)計(jì)能力沒有與實(shí)際開發(fā)結(jié)合起來，用程序設(shè)計(jì)解決問題的能力沒有得到較好的訓(xùn)練。

2.4教學(xué)考核方式不夠“合理”

根據(jù)調(diào)研及與兄弟院校的交流討論，為了便于考核和閱卷等相關(guān)工作的開展，大多數(shù)師范類院校的程序設(shè)計(jì)類課程依然采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)試卷閉卷考核。其考核內(nèi)容則是對(duì)語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單應(yīng)用進(jìn)行考核，題目方式還是傳統(tǒng)的選擇題、填空題、判斷題等，完全沒法滿足對(duì)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)、開發(fā)調(diào)試等方面的考核要求。

3課程教學(xué)改革

針對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中存在的上述問題與不足，本文將從以下四個(gè)主要方面進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

3.1以新工科教育要求為標(biāo)桿，采用多樣化的教學(xué)方法

3.1.1案例教學(xué)法

課程案例在于精，不在于多。一個(gè)優(yōu)秀的課程演示案例，應(yīng)該具有以下三個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，所描述的問題應(yīng)該與要演示的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)鍥合度很高，即該實(shí)例中的問題采用所講授的知識(shí)技能點(diǎn)來解決非常適合；第二，內(nèi)容為學(xué)生所熟知，或者易于理解，帶有趣味性則更好，能夠激發(fā)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于通過該實(shí)例達(dá)到對(duì)所將知識(shí)點(diǎn)的深入理解；第三，跨知識(shí)點(diǎn)融合。即涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，除了要演示的知識(shí)點(diǎn)外，其他知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該是已經(jīng)學(xué)過的，或者是學(xué)生已經(jīng)掌握了的，達(dá)到知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通，關(guān)聯(lián)記憶，讓學(xué)生學(xué)以致用，達(dá)到靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)技能的目的，這樣也有助于提升學(xué)生的自信和學(xué)習(xí)興趣。

3.1.2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法[1]本質(zhì)上就是教學(xué)過程中要以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。該方法以移動(dòng)學(xué)習(xí)、慕課(MOOC)[2]等多種靈活的教學(xué)方式，讓學(xué)生能夠利用課外時(shí)間自主地學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容中的基本概念、語(yǔ)法等基本知識(shí)。而在課堂寶貴的有限時(shí)間內(nèi)，教師可以與學(xué)生進(jìn)行更具針對(duì)性的探究式學(xué)習(xí)[3]和討論，進(jìn)行針對(duì)實(shí)際問題的工程實(shí)踐類項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深層次的理解，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行問題的分析，并提出可行的解決方案，進(jìn)而提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3.1.3基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)法

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作為第一門編程類課程，對(duì)于沒有經(jīng)過程序設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練的大一新生而言，很多內(nèi)容和設(shè)計(jì)思想難以理解和掌握。如果按照傳統(tǒng)講授方法，學(xué)生很難形成全局整體的認(rèn)識(shí)，重難點(diǎn)也不易把握。一種較好的可行方案是采用基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)方法[4]，對(duì)各個(gè)分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納、總結(jié)和提煉，以一種非常直觀的方式呈現(xiàn)那些復(fù)雜的、難以理解的教學(xué)內(nèi)容，并突出教學(xué)中的重難點(diǎn)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整統(tǒng)一的課程知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)與歸納的能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維發(fā)散。以變量為例。

3.2以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，構(gòu)建豐富的教學(xué)內(nèi)容

上一節(jié)解決了課程教學(xué)中怎么教的問題，這一節(jié)討論課程教學(xué)中教什么的問題。即便教師教學(xué)能力再出色，如果教學(xué)內(nèi)容單一，也是巧婦難為無米之炊。因此，必須根據(jù)課程教學(xué)大綱和培養(yǎng)計(jì)劃中的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，選取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和邏輯思維，讓教學(xué)過程更加飽滿，有血有肉。構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)注意下列兩點(diǎn)：第一，選取適合的優(yōu)質(zhì)教材?，F(xiàn)今市面上有大量的程序設(shè)計(jì)類教材，良莠不齊，定位也各有不同。教材是學(xué)生最重要的學(xué)習(xí)材料，教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要，選取注重計(jì)算思維培養(yǎng)[5-6]、適合自己教學(xué)需要的教材。第二，在教學(xué)過程中，我們選取的教學(xué)實(shí)例不應(yīng)該只是展示相應(yīng)的語(yǔ)法，應(yīng)該能培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生從多角度去思考問題，啟發(fā)學(xué)生能夠分析和討論其他可能的解決方案或算法，并從內(nèi)存占用、計(jì)算復(fù)雜性等方面進(jìn)行分析或改進(jìn)，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)密的邏輯分析和發(fā)散的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，最終培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)的能力。

3.3以學(xué)科競(jìng)賽為抓手和檢驗(yàn)手段，針對(duì)創(chuàng)新與應(yīng)用能力的培養(yǎng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景下，為培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力，以賽促教，以賽促學(xué)，國(guó)家、各級(jí)政府和各類高校十分重視學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)科競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生學(xué)科專業(yè)能力的全方位考驗(yàn)，注重檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，可以有效激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高其專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性。包括ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等多個(gè)賽事在內(nèi)，與程序設(shè)計(jì)相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽越來越豐富，參與的高校和大學(xué)生也越來越多。以此為契機(jī)，將學(xué)科競(jìng)賽與課程教學(xué)結(jié)合起來[7-8]，可以實(shí)現(xiàn)以賽促教和以賽促學(xué)的目的，通過學(xué)科競(jìng)賽來檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而達(dá)到幫助教師改進(jìn)和提升課程教學(xué)效果的目的。在課程教學(xué)中，可以直接選取合適的歷年專業(yè)競(jìng)賽真題作為教學(xué)內(nèi)容和案例，甚至作為課程實(shí)踐項(xiàng)目對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。

3.4以工程實(shí)踐能力為考核目標(biāo)，采取科學(xué)合理的考試考核方式

課程考核[9]是對(duì)教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接檢驗(yàn)。為了更為準(zhǔn)確地考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握、理解、以及靈活運(yùn)用的情況，特別是對(duì)算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的動(dòng)手能力的考查，有如下兩點(diǎn)建議：第一，不要考查基本概念等識(shí)記類內(nèi)容，要以考查多知識(shí)點(diǎn)融合、運(yùn)用多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用的方式進(jìn)行考核。重點(diǎn)考察對(duì)知識(shí)技能點(diǎn)的理解和運(yùn)用能力。第二，以考查算法設(shè)計(jì)為主，給出一些較為實(shí)用的偏工程應(yīng)用的問題，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新實(shí)踐能力，通過深入分析，進(jìn)而綜合運(yùn)用課程所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行程序設(shè)計(jì)并編碼實(shí)現(xiàn)。從考核上進(jìn)一步引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、善于分析、長(zhǎng)于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的能力。

4結(jié)語(yǔ)

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》作為第一門編程課程，對(duì)大一新生難度較大，但它又是諸多后續(xù)專業(yè)課程必備的前導(dǎo)課程，在專業(yè)能力培養(yǎng)中占據(jù)十分重要的地位。本文從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等全方位進(jìn)行思考和探索，運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法和技術(shù)手段，瞄準(zhǔn)新工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)這一核心培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行深入的教育教學(xué)改革探索與實(shí)踐，希望能為程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)研究提供有益的參考和啟發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]岑琴,趙建民.SPOC環(huán)境下的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)教育,2019(05):61-63.

[2]李振江.淺談MOOC理念的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2018,44(23):46.

[3]荊華.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程探究式小班教學(xué)研究與實(shí)踐[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(36):124-125+139.

[4]謝方方,謝志英,李艷.基于“思維導(dǎo)圖”的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革探討[J].軟件導(dǎo)刊(教育技術(shù)),2019,18(03):21-23.

作者：王安志 邵云 單位：貴州師范大學(xué) 大數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院