【摘要】分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中缺陷和不足的基礎(chǔ)上，開展開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。

【關(guān)鍵詞】開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué) 程序設(shè)計(jì) 創(chuàng)新能力

【基金項(xiàng)目】荊楚理工學(xué)院課題基金《基于開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的研究》（基金號：JX201213）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）12-0226-02

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識出發(fā)，結(jié)合理論課針對某項(xiàng)或某個(gè)領(lǐng)域有關(guān)的問題，采用科學(xué)思維方法，大膽設(shè)計(jì)，進(jìn)行開放式教學(xué)的一種模式。是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神、實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑 ，是以學(xué)生為中心的、培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力、富有個(gè)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[1-2]。實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對于學(xué)生鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力及養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)等方面具有明顯的優(yōu)越性，有利于完成教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的具有創(chuàng)新素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

1.程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以教師為中心，教師根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱的要求布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生被動(dòng)的執(zhí)行和完成。對于計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)類課程，如C，C++，JAVA等，這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式所導(dǎo)致的直接影響就是學(xué)生缺乏實(shí)際動(dòng)手能力，與理論學(xué)習(xí)脫節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課普遍存在學(xué)生目標(biāo)不明確，學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)課程缺乏興趣，機(jī)械的完成形式化的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，缺乏創(chuàng)造性思維，不能從實(shí)質(zhì)上提高程序設(shè)計(jì)能力。指導(dǎo)老師往往只能針對個(gè)別有興趣學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，整體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果難以得到提升。在多年從事程序設(shè)計(jì)類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式所帶來的問題具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

⑴實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式化，學(xué)生思維僵化

在理論課程進(jìn)行到一定階段后都會(huì)有實(shí)驗(yàn)課程安排，一般按照教材配套的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行講解演示，然后預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生完成指定實(shí)驗(yàn)任務(wù)。配套的實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)都能很好的對階段性理論知識進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)踐，這是這類典型實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的優(yōu)點(diǎn)。但這樣很容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式化，教師按照實(shí)驗(yàn)步驟演示出正確的結(jié)果，學(xué)生則按部就班的去完成同樣的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生思維僵化，經(jīng)常出現(xiàn)按照教材事例、教師演示示例絲毫不差的做能得出應(yīng)該的結(jié)果，稍有偏差出現(xiàn)問題后就束手無策，要么按部就班的從頭來過，要么直接問指導(dǎo)教師，很少會(huì)主動(dòng)思考為什么出問題，本次實(shí)驗(yàn)的目的是什么。

⑵實(shí)驗(yàn)過程被動(dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果唯一

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中始終處于被動(dòng)的地位，被動(dòng)的接受，被動(dòng)的執(zhí)行，學(xué)生成了機(jī)械操作者，只是對著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書重復(fù)一遍，就可得出很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，常常是實(shí)驗(yàn)做完了，報(bào)告交了，一點(diǎn)印象都沒有，這還是學(xué)習(xí)態(tài)度比較積極認(rèn)真的學(xué)生。一部分惰性比較大的學(xué)生則是將同學(xué)做好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告一抄了事，反正實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一樣的。在我批閱統(tǒng)計(jì)的2012-2013一學(xué)年C語言程序設(shè)計(jì)和C++程序設(shè)計(jì)兩門課程涉及六個(gè)班級（班級人數(shù)在40人左右）的數(shù)十次實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相似雷同率達(dá)60-70%，真的是成了學(xué)生口中的“一人做完，全班不愁”。

⑶設(shè)計(jì)與實(shí)際脫節(jié)，程序與問題脫節(jié)

設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)任務(wù)往往只側(cè)重于驗(yàn)證對應(yīng)的理論知識點(diǎn)，甚至是為了驗(yàn)證而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這樣的實(shí)驗(yàn)任務(wù)學(xué)生完成消化的再好，卻很難聯(lián)系到實(shí)際，所編寫的程序能夠正確無誤的運(yùn)行，卻很難解決問題。例如C語言程序設(shè)計(jì)課程中講解循環(huán)時(shí)典型的累加和階乘的計(jì)算。學(xué)生可以很輕松的編寫出從1加到100，1000……的程序并且運(yùn)行得到正確的結(jié)果。然而從加變到乘，同樣的程序運(yùn)行得到的結(jié)果卻顯然不是預(yù)期。溢出這個(gè)知識點(diǎn)顯然學(xué)習(xí)過，數(shù)字位數(shù)的拆解也學(xué)習(xí)過。當(dāng)碰到了與設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一樣時(shí)，顯然不是既定的程序能夠完成的。這樣的一些實(shí)際的問題顯然按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)任務(wù)是不會(huì)出現(xiàn)的，而一旦出現(xiàn)也是設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)任務(wù)所無法解決的。

2.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教育教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和能力的提高起著至關(guān)重要的作用。教育部把開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校本科教學(xué)水平評估指標(biāo)體系中一個(gè)重要觀測點(diǎn)。

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種有別于傳統(tǒng)教學(xué)模式的新型教革項(xiàng)目，是實(shí)驗(yàn)方式的創(chuàng)新， 是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神、實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑。施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對于學(xué)生鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力及養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)等方面具有明顯的優(yōu)越性，有利于完成教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)出適應(yīng)于社會(huì)需求的具有創(chuàng)新素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

在2013-2014學(xué)年的VC程序設(shè)計(jì)課程中，按照開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的指導(dǎo)，本著以學(xué)生為主體的思想，在課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中改變學(xué)生只是實(shí)驗(yàn)操作者的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，建立開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，用開放性教學(xué)思想指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程。經(jīng)過對學(xué)生的問卷調(diào)查以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)的批閱統(tǒng)計(jì)可以看到開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)中取得了良好的效果。（11級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科1-3班，1班58人，2班48人，3班45人，共計(jì)151人）

每一次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)均只提出所需體現(xiàn)的理論知識點(diǎn)而不設(shè)定具體指標(biāo)，完全由學(xué)生自由發(fā)揮，自主設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)并提交相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)代碼和報(bào)告。在沒有固定套路的實(shí)驗(yàn)過程和統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果下，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相似，雷同率大幅下降。學(xué)習(xí)興趣高，態(tài)度端正的學(xué)生可以充分發(fā)揮創(chuàng)新精神，大膽設(shè)計(jì)并就過程中出現(xiàn)的問題與指導(dǎo)老師探討交流；部分惰性學(xué)生也因?yàn)闆]有統(tǒng)一結(jié)果的實(shí)驗(yàn)任務(wù)而不敢抄襲，在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和鼓勵(lì)下進(jìn)行相對簡單的實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（課程設(shè)計(jì)按5人一個(gè)小組以團(tuán)隊(duì)形式組建），學(xué)生設(shè)計(jì)并提交的課題未出現(xiàn)相同。這些直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示出開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對實(shí)驗(yàn)課程環(huán)節(jié)的效果明顯。

⑴實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放化，學(xué)生自主創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展不再只是教師的單純演示講解然后布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而是結(jié)合理論課針對某項(xiàng)或某個(gè)領(lǐng)域有關(guān)的問題，在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中驗(yàn)證運(yùn)用相關(guān)理論知識。這樣能夠充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識，訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的思維方式和科研工作方法，為使其學(xué)會(huì)重視通過實(shí)驗(yàn)來解決問題，進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)和程序設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

⑵學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果多樣化

從提出問題開始，到形成概念、解決問題為止，學(xué)生始終處于獨(dú)立思考、積極探索的學(xué)習(xí)氛圍，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，以教師為引導(dǎo)的開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健＝o學(xué)生發(fā)揮自身的創(chuàng)造性和能動(dòng)性提供了廣闊的空間，體現(xiàn)“發(fā)展個(gè)性、因材施教”的原則，富有個(gè)性的教育理念。這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，激發(fā)其主動(dòng)參與的熱情、變“被動(dòng)學(xué)習(xí)”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”?？梢源偈箤W(xué)生形成對化學(xué)學(xué)習(xí)的持久興趣，同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生的求知欲。

⑶問題驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，程序貼近實(shí)際應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)類課程的一個(gè)主要目的是訓(xùn)練學(xué)生理解掌握計(jì)算機(jī)的邏輯設(shè)計(jì)，通過程序設(shè)計(jì)控制計(jì)算機(jī)來解決各類實(shí)際問題。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要以問題驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，做到從問題中來，到問題中去。驅(qū)使學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的動(dòng)力應(yīng)該是對問題抽絲剝繭，逐步解決所得到的成就感，而不是教師填鴨式的灌輸。程序設(shè)計(jì)要貼近實(shí)際生活應(yīng)用，而不是課堂上的理想構(gòu)建環(huán)境。當(dāng)有學(xué)生設(shè)計(jì)的ATM模擬系統(tǒng)可以輸入指定金額時(shí)，我就會(huì)問學(xué)生當(dāng)你在銀行的ATM取款時(shí)是否能夠輸入金額，如果不能使為什么，能不能實(shí)現(xiàn)輸入金額……當(dāng)有學(xué)生模擬火車購票系統(tǒng)時(shí)，我就會(huì)問學(xué)生一次可以買幾張，如何判斷；當(dāng)出現(xiàn)同時(shí)多窗口購票時(shí)誰先誰后……

3.總結(jié)

在高等學(xué)校，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由傳統(tǒng)模式向開放式模式轉(zhuǎn)化是一個(gè)必然的趨勢，是當(dāng)前信息化社會(huì)對應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出的要求。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)這類強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力的課程對開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求更是迫不及待。當(dāng)然，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵遠(yuǎn)不止本文所闡述的這些。開放性教學(xué)思想應(yīng)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程，要在時(shí)間空間上，課堂內(nèi)外，科研課題，聯(lián)合項(xiàng)目等各個(gè)方面實(shí)行多種形式、相互銜接的開放模式。

參考文獻(xiàn)：

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[2]梁桂英，王春曉.開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J].高師理科學(xué)刊，2007；27（1）：91

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作者簡介：

余琨（1978.09-），男，漢族，湖北漢川人，碩士，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。