鄧小穎 陳衛(wèi)峰

摘要：該文介紹了在高校計算機程序設(shè)計系列課程中開展研究性教學(xué)改革的實踐過程，并做經(jīng)驗總結(jié)和理論探討。根據(jù)課程特點，提出程序設(shè)計教學(xué)過程中需區(qū)分的三個不同階段，并采取相應(yīng)的教學(xué)策略。通過教學(xué)改革，培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問題的能力和創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：研究性教學(xué)； 程序設(shè)計課程； 教學(xué)改革； 課程階段； 能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）06-1251-02

Exploration on Research-Based Teaching in College Computer Programming Course

DENG Xiao-ying， CHEN Wei-feng

（College of Physics and Technology， Yangzhou University， Yangzhou 225002， China）

Abstract： The paper introduces the practice of research-based teaching reform in college computer programming course， and summarizes the experience and theory. According to the characteristics of the course， three key stages are identified in the progress of teaching programming courses， and three different teaching strategies are innovated for them. The reform of the teaching method successfully cultivated the students problem-solving ability and creative thinking ability.

Key words： research teaching； programming course； teaching reform； course stage； ability training

研究性教學(xué)是在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)類似科學(xué)研究的情景，讓學(xué)生在探索、思考和實踐的過程中吸收知識、應(yīng)用知識、分析問題、解決問題，提高學(xué)生的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的教學(xué)模式[1]。

計算機程序設(shè)計，作為現(xiàn)今理工科大學(xué)生的必修課，天然具有重創(chuàng)新、重實踐的課程特點。編寫程序的目的是為了滿足各種各樣的需求，注重效率和用戶體驗。“成為編程高手至少要寫十萬行代碼”，已是業(yè)內(nèi)的一種普遍說法。所以，我們將研究性教學(xué)改革應(yīng)用于計算機程序設(shè)計課程，其目的正是希望培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力，讓學(xué)生在扎實掌握基礎(chǔ)知識的同時，培養(yǎng)其實際操作能力[2-3]。

1 教學(xué)改革的方案和手段

1.1 三個階段的區(qū)分

在多種計算機語言中C語言因其應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛，其程序設(shè)計系列課程已成為高等院校開設(shè)最廣泛的程序設(shè)計課程，特別是非計算機專業(yè)的理工科學(xué)生，絕大多數(shù)都是學(xué)習(xí)C系列語言[4]。

由我們從事C語言系列課程的教學(xué)實踐，根據(jù)程序設(shè)計的特點和方法不同，可分為三個階段或?qū)哟危?）基礎(chǔ)C語言語法和算法；2）C++面向?qū)ο缶幊蹋?）可視化、框架編程階段。這三個階段的劃分，不僅是難度的逐步提高，更重要的是編程思維的不同。所以在實施研究性教學(xué)的時候，需區(qū)別對待。

C基本語法學(xué)習(xí)階段，是面向過程的編程思維，而C++是面向?qū)ο蟮?。第三階段的VC++編程，雖然也是屬于面向?qū)ο螅珜W(xué)生來說，基于框架的可視化編程，從形式上又是一個大的突破。除了C語言課程體系，其它的許多計算機編程語言，也同樣面臨這三個方面的理解和學(xué)習(xí)。

1.2 研究性教學(xué)的內(nèi)容安排和組織形式

在第一個階段，由于面向的是零基礎(chǔ)的學(xué)生，所以基礎(chǔ)的語法仍然以課堂老師講解為主。研究性教學(xué)體現(xiàn)在：當(dāng)學(xué)生有一定編程基礎(chǔ)以后，由老師選取合適的課題，讓學(xué)生課后充分思考，再在課堂上討論和比較。例如排序、查找、遞歸，都是比較適合運用上述教學(xué)方法的知識單元。特別要說的是，在教學(xué)過程中，凡涉及算法的內(nèi)容，都鼓勵學(xué)生采用偽代碼描述，這樣更能讓學(xué)生明確算法和編程語言之間的區(qū)別和聯(lián)系。

到學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊痰牡诙€階段，大多數(shù)學(xué)生都會遇到理解上的障礙。筆者采取循序漸進(jìn)、逐步深入的教學(xué)策略。首先通過事例和程序的講解，讓學(xué)生了解類與對象的概念以及它們在程序中的使用方法。后期采用研究性教學(xué)，老師和學(xué)生一起，努力探究種種語法現(xiàn)象的原理，布置學(xué)生查閱資料，并動手上機調(diào)試驗證，最后以總結(jié)匯報的形式提交結(jié)論。

在這一階段的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對計算機程序的運做機制會有更加深入的認(rèn)識。例如內(nèi)存的分配機制、編譯器所承擔(dān)的角色等等，這些知識也是編寫高效安全的程序代碼所必須要求掌握的。筆者也嘗試在學(xué)習(xí)C語言之初就“一步到位”的講解這些原理性的內(nèi)容，但通過比較發(fā)現(xiàn)，效果不如現(xiàn)行的教學(xué)方式。

研究性教學(xué)的第三階段的任務(wù)是利用可視化編程環(huán)境編寫具有良好用戶界面的計算機軟件。這部分內(nèi)容的特點是：理論上，涉及的知識比較深奧，例如界面編程、消息和事件等；但另一方面，采用可視化的編程方法，特別是使用編程框架（例如MFC），能夠大大降低軟件編寫的難度?；诖耍倦A段的教學(xué)主要采取例程學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動的模式。

先由教師選取典型的例程，讓學(xué)生上機模仿，教師對各種編程部件做功能介紹，并對原理做一些簡單講解。等學(xué)生掌握基本的編程要素，便可由教師布置任務(wù)，交學(xué)生完成，并鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)，自己提出任務(wù)設(shè)想。教學(xué)形式上主要采取分組分工，團隊合作的模式，以完成任務(wù)的情況為最終的考核依據(jù)。從某種意義上說，這樣的教學(xué)方式恰恰符合現(xiàn)代軟件工程的基本思想。

2 教學(xué)改革的經(jīng)驗和原則

2.1 教學(xué)資源的合理安排

時間上，做到課內(nèi)與課外的統(tǒng)一。特別是課外時間，做為課堂的延伸，通過調(diào)動學(xué)生的積極性而被充分利用，是研究性教學(xué)成敗的關(guān)鍵。探究和實踐的大部分工作是由學(xué)生利用課外時間自主完成的。這需要老師對學(xué)生積極引導(dǎo)，并針對學(xué)生特點制定合理的教學(xué)策略。

另外，對于程序設(shè)計課程，需要閱讀大量的參考資料，不能局限于一兩本教材。特別要求學(xué)生能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，日積月累。

2.2 研究性教學(xué)環(huán)節(jié)的精心設(shè)計

2.2.1 教學(xué)方案的制定

計算機程序設(shè)計，具有易會難精的特點，例如，條件判斷、循環(huán)等基本的概念和語法，很快就能講清楚，學(xué)生自學(xué)也不成問題，但難在運用。我們在教學(xué)實踐中的一般做法是：針對每個知識模塊，選取難度適中且開放性強的題目讓學(xué)生思考解決，稍大型的軟件編寫，則提出要求，讓學(xué)生從設(shè)計方案入手體驗完整的軟件開發(fā)流程。

在各個階段，根據(jù)內(nèi)容的特點和學(xué)生情況來制定教學(xué)方案，是貫徹實施研究性教學(xué)的重點。特別是學(xué)生的情況每屆都不盡相同，這就需要教師及時去發(fā)現(xiàn)，并相應(yīng)調(diào)整教學(xué)方案。

2.2.2 教學(xué)手段形式多樣

根據(jù)不同的教學(xué)階段和課題難度，尋找并采取最優(yōu)的教學(xué)手段：或立足課堂，或獨立探究，或分組合作，由教師根據(jù)具體情況來安排。如上文所述，我們根據(jù)三個階段的教學(xué)特點，在教學(xué)手段上各有側(cè)重。

這里需要指出，在程序設(shè)計課程中開展研究性教學(xué)，并非削弱教師課堂講授的作用。研究性教學(xué)不等于讓學(xué)生自學(xué)，將學(xué)生思考討論和教師講解點評有機的結(jié)合起來，才能達(dá)到最好的效果。特別是教師對學(xué)生任務(wù)完成情況的總結(jié)和評價，往往起著畫龍點睛的作用。

2.2.3合理的評分考核體系

為配合研究性教學(xué)的特點，評分體系也必然要做相應(yīng)的調(diào)整。具體做法是：降低筆試的比重，提高平時考察的分值，同時加入實踐環(huán)節(jié)。在不同階段，三者的權(quán)重也有所區(qū)別，一般說來，越往后，實踐環(huán)節(jié)的比重越高而筆試的比重越少。教師在操作過程中必須保證公平，掌握每個學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)情況，這要求做更多細(xì)致費時的工作。所以在開展研究性教學(xué)的過程中，如果條件允許，配置一兩名助教是很有必要的。

2.3 協(xié)調(diào)師生在教學(xué)活動中的定位和作用

當(dāng)代大學(xué)生見識廣，理解能力強，充分建立以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動他們的主觀能動性。只有學(xué)生參與并投入到教學(xué)過程中來，研究性教學(xué)的實施才能順暢無礙。這也是研究性教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方式中，學(xué)生只能被動接受知識的態(tài)勢。程序的編寫更是如此，老師講解十個例程也比不上學(xué)生親自動手編寫一個完整的程序。讓學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，提出創(chuàng)新意見，在探究中提高分析問題和解決問題的能力。

強調(diào)學(xué)生的主觀能動性，并不意味著削弱教師的作用。教師在教學(xué)活動中扮演著設(shè)計者、組織者、引導(dǎo)者和總結(jié)者的角色。從課程的整體設(shè)計到每一節(jié)課的安排；從課內(nèi)的引導(dǎo)到課外的延伸；從研究性課題的取舍到難易的把握；從了解每個學(xué)生的基礎(chǔ)到最后給出客觀的評分，這些都需要教師付出更多的努力和時間。事實上，研究性教學(xué)是對教師提出了更高的要求。

3 總結(jié)

研究性教學(xué)的實施，抽象的說，需要解決“研究什么”和“怎么研究”這兩個問題，都需要教師從教學(xué)方案到組織形式，從激勵機制到考核方法，等多方面進(jìn)行精心設(shè)計和把握。該文基于計算機程序設(shè)計系列課程的教學(xué)實踐，對此做了深入探討和經(jīng)驗總結(jié)。

從教學(xué)效果來說，學(xué)生在掌握基本編程能力的基礎(chǔ)上，不再局限于教材和課堂，能夠積極思考并查閱資料；通過分組合作完成任務(wù)，使學(xué)生初步了解編寫軟件特別是復(fù)雜工程的工作方法；更重要的，通過研究性教學(xué)的訓(xùn)練，讓學(xué)生能夠做到自覺運用編程的手段去思考并解決遇到的各種各樣的問題。總之，同傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，研究性教學(xué)改革在計算機程序課程中的運用，能夠更好的達(dá)到培養(yǎng)能力和鍛煉思維的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)：

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