黃旭

摘要：針對應(yīng)用型本科院校學(xué)生程序設(shè)計能力存在突出問題的教學(xué)實際，分析影響學(xué)生程序設(shè)計能力提高的因素，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式、強化實踐教學(xué)等方面對學(xué)生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)進(jìn)行探討，提出以“設(shè)計求解問題的方案”為核心的程序設(shè)計能力培養(yǎng)方法。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)能力；培養(yǎng)模式；實踐教學(xué)；問題求解

引 言

程序設(shè)計能力是計算機相關(guān)專業(yè)本科生專業(yè)能力的核心組成部分，對學(xué)生深入理解專業(yè)基礎(chǔ)知識、促進(jìn)業(yè)務(wù)素質(zhì)培養(yǎng)、提高就業(yè)質(zhì)量具有基礎(chǔ)意義。對高等院校而言，切實提高計算機專業(yè)本科生的程序設(shè)計能力無疑是提高教育教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)專業(yè)建設(shè)的有效途徑 。

目前一些學(xué)校的計算機專業(yè)針對此項能力的提高設(shè)置了C語言程序設(shè)計、程序設(shè)計基本訓(xùn)練、Java程序設(shè)計、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計等多門課程，累計課時量占到大學(xué)四年總課時量的l/10以上。這反映了學(xué)校對學(xué)生程序設(shè)計能力培養(yǎng)的高度重視。然而在實際操作過程中，實施效果并不理想。筆者對部分二本、三本的大三年級學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研，有近1/4的學(xué)生對程序設(shè)計表現(xiàn)得非常陌生，有超過1/3的學(xué)生對程序設(shè)計表現(xiàn)出畏懼心理。

1 問題分析

目前影響學(xué)生程序設(shè)計能力提高的主要因素在于以下幾個方面：

（1）教學(xué)過程中，只注重語法知識的傳授，忽略了解題思路訓(xùn)練，致使許多學(xué)生面對問題有畏難情緒，不知如何下手。目前多數(shù)程序設(shè)計語言類課程授課方式單一，理論課照本宣科，實驗課過度放任，不適合二本、三本學(xué)生的實際情況。C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計未能較好地體現(xiàn)“面向?qū)ο蟆钡奶卣?，學(xué)生體會不到設(shè)計方法上的優(yōu)越性，而僅僅是被動接受新的語法，增加了心理負(fù)擔(dān)。在教材選擇上存在誤區(qū)，認(rèn)為程序設(shè)計類教材大同小異，忽略了優(yōu)秀教材在解題思路訓(xùn)練方面的特色。

（2）相關(guān)理論化程度較高的課程內(nèi)容枯燥，未能調(diào)動起學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，致使學(xué)生理論模型與程序代碼之間對應(yīng)關(guān)系模糊。筆者認(rèn)為，計算機專業(yè)課程具有鮮活的工程來源，即使像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法等課程，也與現(xiàn)實生活、工程設(shè)計實例之間存在密切聯(lián)系。目前的教學(xué)過程往往忽略了對此類聯(lián)系的深入挖掘，未能調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，既影響了學(xué)生對理論模型的理解，又影響了程序設(shè)計能力的訓(xùn)練。

（3）實驗環(huán)節(jié)過度強調(diào)算法執(zhí)行效率，忽略了編碼規(guī)范性，代碼寫完后就束之高閣，學(xué)生事后總結(jié)不夠，影響了學(xué)生對思路的整理。筆者認(rèn)為，代碼功能、執(zhí)行效率固然是程序設(shè)計所追求的目標(biāo)，但程序設(shè)計更應(yīng)該清晰地表達(dá)編寫者解決問題的思路，程序應(yīng)當(dāng)成為記錄問題解決方案、傳播求解思路的載體，這才是程序設(shè)汁的根本。

2 培養(yǎng)模式

面對這些挑戰(zhàn)和困難，許多學(xué)校正加緊對計算機程序設(shè)計課程的教學(xué)進(jìn)行改革實踐。隨著計算機應(yīng)用的普及，甚至一些非計算機專業(yè)的學(xué)生也在強化程序設(shè)計能力的培養(yǎng)，已有學(xué)者進(jìn)行了一些有益的探索 。筆者從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建新型教學(xué)模式和強化實驗教學(xué)等方面人手，對培養(yǎng)應(yīng)用型本科院校學(xué)生程序設(shè)計能力進(jìn)行了探索。

2.1 基本思路

以培養(yǎng)學(xué)生求解問題的能力為目的，以提高學(xué)生興趣為手段，以訓(xùn)練程序設(shè)計技巧為核心，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力 、提高學(xué)生程序設(shè)計能力?；舅悸啡缦拢?/p>

（1）提高學(xué)生采用計算機程序設(shè)計的思維求解實際問題的能力。建立實際問題與求解模型之問的關(guān)聯(lián)，訓(xùn)練學(xué)生面對實際問題構(gòu)建求解模型的能力。

（2）提高學(xué)生對程序設(shè)計方法的興趣。采用由簡到繁、由具體到抽象的思路，訓(xùn)練學(xué)生逐步建立程序代碼與實際運行效果之間的關(guān)聯(lián)，形成代碼町視化的思維模式，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立對程序設(shè)計的興趣 。

（3）訓(xùn)練相應(yīng)的程序設(shè)計技巧、編碼規(guī)范。通過剖析實際項目，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)、規(guī)范的程序設(shè)計習(xí)慣。

2.2 具體步驟

從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建新型教學(xué)模式和強化實踐教學(xué)等方面人手，改革程序設(shè)計基本訓(xùn)練課堂教學(xué)和實驗教學(xué)，強化學(xué)生程序設(shè)計基本思路的訓(xùn)練 ，培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計思維，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，通過理論與實踐的緊密結(jié)合，并充分強調(diào)實踐教學(xué)，從而提高學(xué)生的程序設(shè)計能力。

（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以訓(xùn)練學(xué)生程序設(shè)汁基本思路為導(dǎo)向，構(gòu)建程序設(shè)計基本訓(xùn)練課程體系。課程教學(xué)中貫徹程序設(shè)計基本思路的訓(xùn)練，強化分析問題、解決問題能力方面的訓(xùn)練，注重問題分析思路 。加大基本算法、偽代碼、流程圖方面內(nèi)容比例，培養(yǎng)學(xué)生面對問題形成求解思路的能力。教學(xué)內(nèi)容組織如圖1所示。

以C語言教學(xué)為例，第一個階段采取雙管齊下的方法：一方面向?qū)W生展示最簡單的代碼示例，剖析代碼結(jié)構(gòu)，使學(xué)生對源代碼有直觀認(rèn)識，建立代碼與執(zhí)行效果之間的關(guān)聯(lián)；另一方面借助流程圖等工具，強化學(xué)生問題分析能力以及設(shè)計求解步驟能力的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成用流程圖分析問題的思維習(xí)慣。第二階段圍繞解決問題，逐漸融人基本語法的教學(xué)。第三階段結(jié)合更為復(fù)雜的問題求解，進(jìn)行綜合訓(xùn)練。其中流程圖工具的教學(xué)是本課程課堂教學(xué)的關(guān)鍵，應(yīng)投入足夠的時間，讓學(xué)生充分理解。

同時，將基本語法的教學(xué)融人實際案例當(dāng)中，加強學(xué)生用分析案例的思維理解基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程。增加程序案例分析的比重，通過閱讀代碼熟悉程序設(shè)計風(fēng)格，理解程序設(shè)計皋本方法。

（2）構(gòu)建具有課程特點的新型教學(xué)模式。一是多媒體教學(xué)方法。利用多媒體課件將很多難以理解的算法流程以直觀形象的方式演示出來。二是類比教學(xué)方法。用實際應(yīng)用和生活中人們熟悉的事物與枯燥、抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法思路進(jìn)行類比，幫助學(xué)生直觀、形象地理解和掌握程序設(shè)計基本知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三是參與式教學(xué)方法。由教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容設(shè)置若干的教學(xué)主題或問題，同時也有選擇地接受學(xué)生在課堂中提出的問題將其作為新的討論主題，圍繞對主題或問題的講解和討論讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中來。四是源代碼比賽。通過“擂臺”的方式讓學(xué)生針對同一問題展示各自的解決方案，并評估方案的優(yōu)劣。提高學(xué)生對編程細(xì)節(jié)的把握。

前三點可以全面照顧到各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，第四點有助于基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)一步提高。實踐中發(fā)現(xiàn)，部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生對源代碼比賽有強烈興趣，他們能夠自發(fā)地從代碼執(zhí)行效率、代碼長度、界面友好程度等方面闡述自己的代碼質(zhì)量。

（3）強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的程序設(shè)計能力。營造良好的程序設(shè)計訓(xùn)練氛圍。通過小型比賽、思考題、討論課等方式引導(dǎo)學(xué)生提高對程序設(shè)計的興趣，加強相關(guān)能力的訓(xùn)練。引入實際項目，訓(xùn)練學(xué)生閱讀代碼、理解代碼的能力，將對知識點的分析應(yīng)用到對實際項目的理解中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。強化代碼規(guī)范意識，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風(fēng)格。注重實驗規(guī)范，引導(dǎo)學(xué)生書寫規(guī)范的實驗報告，繪制流程圖。

實踐環(huán)節(jié)要強調(diào)模塊化以及增量方法的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生訓(xùn)練“自頂向下、逐步細(xì)化、函數(shù)實現(xiàn)、增量開發(fā)”的思路與技巧，建立頂層設(shè)計、模塊化分析的思維，掌握增量開發(fā)方法。在作業(yè)、考試批改時，不能只看程序的最終執(zhí)行結(jié)果，還要給設(shè)計過程較高的分值比重，引導(dǎo)學(xué)生重視設(shè)計過程，強化“問題求解”理念。

2.3 操作方法

（1）授課過程中以“設(shè)計求解問題的方案”為主線，強化學(xué)生建立問題求解模型。通過實際的問題案例，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“問題分析一算法描述一代碼實現(xiàn)”三步走的方案，訓(xùn)練學(xué)生分析問題、用算法語言描述問題的能力。

（2）基本語法與程序設(shè)計相結(jié)合，每周確定特定知識點進(jìn)行強化，并設(shè)計3～5道題目進(jìn)行詳細(xì)分析。

（3）通過分析實際項目案例，提高學(xué)生閱讀代碼的能力，并熟悉代碼編寫規(guī)范，深入理解代碼執(zhí)行機理。

（4）通過講解流程圖、代碼比賽等形式調(diào)動學(xué)生的積極性，主動鉆研代碼，不斷提高程序設(shè)計能力。

操作中強調(diào)案例的引領(lǐng)作用，通過程序設(shè)計實例引導(dǎo)學(xué)生理解語法知識點和程序流程，通過項目案例引導(dǎo)學(xué)生理解程序結(jié)構(gòu)以及業(yè)務(wù)流程。通過有形的案例融合問題分析以及代碼實現(xiàn)兩方面的能力，促進(jìn)面向問題求解的程序設(shè)計能力培養(yǎng)。以案例為中心的教學(xué)模式如圖2所示。

筆者在兩個班的C語言教學(xué)中采用了上述方法。一個學(xué)期以來，班內(nèi)對程序設(shè)計感興趣的學(xué)生日益增多，部分原來沒有動手習(xí)慣的學(xué)生也在逐漸嘗試編寫完整的代碼。學(xué)期結(jié)束時，有20余人報名參加ITO人才培養(yǎng)實訓(xùn)，有5名學(xué)生主動申報了學(xué)校的智能家居學(xué)生科研計劃項目，10名學(xué)生積極參加服務(wù)外包創(chuàng)新應(yīng)用大賽，并在省賽中獲得二等獎、三等獎各1項。這些成績的取得，表明學(xué)生在C語言的課堂學(xué)習(xí)中激發(fā)了興趣，增強了信心，切實掌握了“問題求解”的方法，而且對今后學(xué)生的學(xué)習(xí)將起到良好的示范帶動作用。

此外，加強與相關(guān)院校的交流合作，走出去學(xué)習(xí)成熟的經(jīng)驗，也是探索培養(yǎng)模式的手段之一。程序設(shè)計類課程的授課教師應(yīng)該經(jīng)常參加相關(guān)教學(xué)方法改革的會議，不定期舉行跨校聽課學(xué)習(xí)。同時，要加強與國際服務(wù)外包人才培養(yǎng)基地的合作，交流培養(yǎng)經(jīng)驗，共享教學(xué)研究成果。

3 結(jié)語

對于應(yīng)用型本科院校計算機等專業(yè)學(xué)生而言，程序設(shè)計能力培養(yǎng)是綜合能力養(yǎng)成教育中的重要組成部分，也是影響其就業(yè)的關(guān)鍵因素。筆者針對目前這類學(xué)生的學(xué)習(xí)實際，提出以“設(shè)計求解問題的方案”為核心的程序設(shè)計能力培養(yǎng)方案，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、實踐環(huán)節(jié)等部分對方案加以闡述，并總結(jié)了教學(xué)實踐中的操作方法。下一步將在程序設(shè)計能力培養(yǎng)方面作進(jìn)一步研究，以此作為提高學(xué)生實踐能力、進(jìn)而提高學(xué)生就業(yè)質(zhì)量的有效途徑。