陳麗芳，靜麗賢

(1.河北聯(lián)合大學(xué)理學(xué)院，河北 唐山063009;2.河北聯(lián)合大學(xué) 以升學(xué)院，河北 唐山063009)

目前，大多數(shù)高校將大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程分為兩個(gè)層次進(jìn)行教學(xué):第一層次講授計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);第二層次講授一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言［1］。因此，程序設(shè)計(jì)課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)必修課，一般都在大一的第二學(xué)期開設(shè)。該課程是大學(xué)生的第一門程序設(shè)計(jì)課程，其教學(xué)目的是在實(shí)踐中逐步掌握程序設(shè)計(jì)的思想和方法，培養(yǎng)解決問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。

茅以升實(shí)驗(yàn)班是我校實(shí)施創(chuàng)新教育的一個(gè)實(shí)驗(yàn)基地，他們來(lái)自各個(gè)不同專業(yè)，是每一屆新生里的精英，計(jì)算思維能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)對(duì)他們后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及今后的工作開展都是至關(guān)重要的，因此，在教學(xué)內(nèi)容和方法的選擇上，既要讓學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的思想，又要培養(yǎng)計(jì)算思維和實(shí)踐能力，使他們能夠自己動(dòng)手編程解決實(shí)際問(wèn)題。然而，目前傳統(tǒng)的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)手段難以體現(xiàn)計(jì)算思維與實(shí)踐能力培養(yǎng)的最終目標(biāo)，如何在程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)模式和教學(xué)方法及評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行改革，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量急需解決的問(wèn)題。

因此，本文針對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法進(jìn)行研究，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力;利用計(jì)算機(jī)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，能夠在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和工具環(huán)境解決自己專業(yè)領(lǐng)域中的問(wèn)題。

一、教學(xué)目標(biāo)

(一)計(jì)算思維能力培養(yǎng)

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)的一系列思維活動(dòng)［2］。從計(jì)算思維的角度，程序設(shè)計(jì)課程的目的不單是編寫出特定的程序，更重要的是培養(yǎng)系統(tǒng)性的科學(xué)的思維方式。計(jì)算思維能力培養(yǎng)是大學(xué)通識(shí)教育的重要組成部分。計(jì)算機(jī)知識(shí)不僅為不同專業(yè)提供了解決專業(yè)問(wèn)題的有效方法和手段，而且提供了一種獨(dú)特的處理問(wèn)題的思維方式。非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生能夠掌握解決實(shí)際問(wèn)題的算法思想和算法設(shè)計(jì)，注重的是計(jì)算思維訓(xùn)練和實(shí)踐能力培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)生自身的特點(diǎn)，力求將計(jì)算思維與實(shí)踐能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)高校程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)有很大的指導(dǎo)作用，該成果的研究和實(shí)踐，具有一定的推廣價(jià)值。

(二)實(shí)踐能力培養(yǎng)

程序設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的目的是應(yīng)用，能夠利用計(jì)算機(jī)作為工具解決現(xiàn)實(shí)生活和工作中的問(wèn)題，編制利于使用的軟件產(chǎn)品。因此，實(shí)踐能力培養(yǎng)是體現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合的重要教學(xué)目標(biāo)［3-5］。筆者通過(guò)教學(xué)研究和茅以升實(shí)驗(yàn)班課程的實(shí)踐，根據(jù)學(xué)生普遍比較聰明、勤奮和接受能力強(qiáng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將軟件工程的思想和思維訓(xùn)練融入教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。這對(duì)教師的知識(shí)面、能力、教學(xué)過(guò)程等有更高的要求，將大大促進(jìn)教師業(yè)務(wù)能力的提升;能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐的熱情，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性;考核方式體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度與實(shí)踐能力和思維的綜合性，能夠進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

通過(guò)教學(xué)模式、教學(xué)方法及考核方式的改革，提高學(xué)生興趣和自主學(xué)習(xí)能力;加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)社會(huì)需求;將思維訓(xùn)練與軟件工程的思想融合在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，使學(xué)科知識(shí)與思維能力互相促進(jìn)，共同提高。

二、教改內(nèi)容

(一)學(xué)情分析

茅以升實(shí)驗(yàn)班是從大一新生中通過(guò)考試選拔出來(lái)的佼佼者，是精英團(tuán)隊(duì)，他們具有自身的性格特征及環(huán)境特征。

1.性格特征

第一，普遍較敏感、愛(ài)面子，說(shuō)不得。例如:上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)試程序出現(xiàn)錯(cuò)誤不愿意請(qǐng)教老師和同學(xué)，認(rèn)為“沒(méi)面子”，自己寧愿花費(fèi)更多的時(shí)間查詢錯(cuò)誤原因，因而浪費(fèi)了大量寶貴的時(shí)間;第二，上課與老師互動(dòng)積極踴躍，課堂氣氛活躍，思維敏捷。但學(xué)的快，忘的快，復(fù)習(xí)不到位。

2.環(huán)境特征

實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生是精英，各種校級(jí)省級(jí)大賽一定會(huì)從中篩選學(xué)生參加，課余活動(dòng)牽扯過(guò)多精力，導(dǎo)致部分不擅長(zhǎng)規(guī)劃的學(xué)生用于學(xué)習(xí)的時(shí)間過(guò)少;由于課堂表現(xiàn)極佳，教師對(duì)學(xué)生有很高的期望，然而最后的結(jié)果卻是:考試成績(jī)不理想，不及格人數(shù)有的科目甚至超過(guò)普通班級(jí)同學(xué)，令任課教師們感到焦慮萬(wàn)分。

鑒于此，針對(duì)學(xué)生情況，制定符合他們特點(diǎn)的教學(xué)模式和考核方式勢(shì)在必行。

(二)教學(xué)改革

1.教學(xué)模式改革

興趣驅(qū)動(dòng)教學(xué):從興趣驅(qū)動(dòng)出發(fā)，結(jié)合實(shí)際生活中問(wèn)題(例如:身高預(yù)測(cè)、小學(xué)生計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng))，在課堂教學(xué)中將工程化的方法應(yīng)用于編制軟件中，按照可行性研究、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、調(diào)試的軟件工程流程組織教學(xué)，真正的讓學(xué)生理解做軟件的整個(gè)思想和過(guò)程。在“做”中“學(xué)”，淡化基礎(chǔ)知識(shí)的講解，需要用到的部分學(xué)生課下自學(xué)。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué):以兩個(gè)完整的教學(xué)案例作為項(xiàng)目研究，一步一步的貫穿完成，教師在教學(xué)中發(fā)揮引導(dǎo)和關(guān)鍵步驟點(diǎn)撥的作用，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，以提出問(wèn)題，解決問(wèn)題的方式，引入結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和模塊化思想，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的訓(xùn)練和實(shí)踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)。以11級(jí)實(shí)驗(yàn)班為例，根據(jù)學(xué)生人數(shù)分組，66人分成11個(gè)小組，每6人一組，推選一名組長(zhǎng)。每個(gè)小組分配內(nèi)容相關(guān)的課程設(shè)計(jì)題目，隨著課堂內(nèi)容的深入，逐步完成，到學(xué)期末上交軟件作品。

2.考核方式改革

課程設(shè)計(jì):考核方式采用課堂答辯的形式，成績(jī)=小組得分(40%)+個(gè)人得分(60%)。

小組得分:由11位組長(zhǎng)講解自己小組的軟件，講解其功能和特色，其余10個(gè)小組長(zhǎng)和老師共同打分，老師(60%)+小組長(zhǎng)們(40%)，確定11個(gè)組的分?jǐn)?shù);

個(gè)人得分:組內(nèi)互評(píng)，一名同學(xué)講解自己所做部分，本組內(nèi)的其余同學(xué)和老師一起當(dāng)評(píng)委，為每位同學(xué)打分，老師(40%)+同學(xué)(60%)。

筆試:重點(diǎn)考查學(xué)生的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)，以選擇題和閱讀程序?yàn)橹?，考查學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決問(wèn)題的熟練程度。

平時(shí)成績(jī):根據(jù)學(xué)生平時(shí)作業(yè)、上課和上機(jī)過(guò)程中的表現(xiàn)，綜合評(píng)分。

比值分配:課程設(shè)計(jì)(60%)+筆試(20%)+平時(shí)成績(jī)(20%)。

3.教學(xué)方法改革

第一，針對(duì)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的學(xué)情分析以及小班教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)引導(dǎo)他們制定自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，合理安排好自己的時(shí)間;

第二，將軟件工程的思想應(yīng)用于程序設(shè)計(jì)課程中，使學(xué)生從接觸第一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言就深刻理解程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)和流程，加強(qiáng)計(jì)算思維能力與實(shí)踐能力培養(yǎng);

第三，小組式教學(xué)模式設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

三、結(jié)論與意義

結(jié)合本課程思維訓(xùn)練及實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，將軟件工程的思想應(yīng)用于教學(xué)模式改革，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的訓(xùn)練和實(shí)踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)。在教學(xué)中采用可行性研究、需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、調(diào)試、應(yīng)用與維護(hù)的步驟，完成整個(gè)軟件的編制工作。每個(gè)階段給學(xué)生留出時(shí)間完成自己小組的該部分內(nèi)容，關(guān)鍵點(diǎn)教師引導(dǎo)。該教學(xué)方法極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，有利于創(chuàng)新能力的發(fā)掘和培養(yǎng)，顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式;考核形式的多樣化，保證了基礎(chǔ)知識(shí)的掌握并給學(xué)生留有充分的發(fā)揮空間，注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

通過(guò)完成課程設(shè)計(jì)作品并撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的轉(zhuǎn)換，使學(xué)生進(jìn)一步理解軟件工程的思想，從總體上把握程序設(shè)計(jì)課程在整個(gè)軟件制作過(guò)程中所處的位置，明確流程中其他環(huán)節(jié)的重要性;為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，并能在工作中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和工具環(huán)境解決自己專業(yè)領(lǐng)域中的問(wèn)題。

本項(xiàng)目的研究和實(shí)踐成果，符合未來(lái)人才發(fā)展需求。教學(xué)模式的改革充分體現(xiàn)了先進(jìn)性、可行性，具有新穎性、靈活性和發(fā)展性。對(duì)本科計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)也具有一定的指導(dǎo)作用，同時(shí)具有較好的推廣價(jià)值。

［1］余慶英，劉莉，陳傳明.非計(jì)算機(jī)專業(yè)C程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法創(chuàng)新［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010(10):118-121.

［2］蘇海英.計(jì)算思維理論指導(dǎo)下的程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革實(shí)踐［J］.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2012(4):32-34.

［3］王重英.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.軟件，2012(5):111-113.

［4］楊征，程志君，張健東.程序設(shè)計(jì)系列課程教學(xué)改革研究［J］.科教導(dǎo)刊，2011(11).

［5］李霞.以項(xiàng)目教學(xué)法構(gòu)建C程序設(shè)計(jì)課程［J］.運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(4):72-74.