摘要：程序設(shè)計課程是高校的一門必修課，其重要性不言而喻，而實踐是學(xué)好該課程的不二選擇，只有多動手編程，才能達到熟練掌握并應(yīng)用的目的。在強化實踐、強調(diào)動手方面，我校做了一系列的改革，包括教學(xué)技術(shù)、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實踐平臺等，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 ：程序設(shè)計；實踐；教學(xué)

中圖分類號：G433 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-3044（2018）32-0146-03

眾所周知，程序設(shè)計類課程具有綜合性和實踐性等特點。只有多上機，多動手，在不斷地嘗試中才能把課程內(nèi)容全部消化、接收，進而達到運用自如的程度，也才能真正掌握程序設(shè)計的思想與方法。目前，眾多高校普遍存在著學(xué)生深陷語法而編不出程序的現(xiàn)狀。鑒于此，強化實踐教學(xué)就成為改進計算機程序設(shè)計類課程教學(xué)質(zhì)量的途徑與方向。為此，我校采取了以下做法，并取得了較好的教學(xué)效果，希望能為同行提供借鑒與參考。

1 教學(xué)模式的改進之將上課地點由教室改在機房

傳統(tǒng)的程序設(shè)計課程，采用的教學(xué)模式一般都是先由教師在教室講授理論課，然后安排實驗教學(xué)，老師在機房進行輔導(dǎo)。這樣做的弊端是，聽課與上機練習(xí)之間存在時間差，學(xué)生課上即便全部聽懂、理解了，但上實驗課時，也需要重新復(fù)習(xí)，才能再上手編寫程序，從而致使課堂教學(xué)效果不盡理想，同時也無法突出對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)?；谶@種考慮，我校將非計算機專業(yè)學(xué)生的程序設(shè)計課程，包括《C語言程序設(shè)計》《Visual Basic程序設(shè)計》《Python程序設(shè)計》及《計算機文化基礎(chǔ)》等課程，全部都安排在了機房授課，每個學(xué)生有一臺計算機，并安裝了“教學(xué)控制軟件”來輔助教學(xué)，其核心功能有：屏幕廣播、收取作業(yè)、示范教學(xué)等等。首先，教師在教師機上利用廣播教學(xué)進行內(nèi)容的講授。需要學(xué)生練習(xí)時，采用練習(xí)模式，將學(xué)生機的控制權(quán)交還給學(xué)生。這樣，學(xué)生能夠根據(jù)教師的講解，立刻動手進行程序的編寫，此時，教師可以進行輔導(dǎo)，并觀察學(xué)生的掌握情況，見圖1。大部分學(xué)生編寫完后，教師就可以有針對性地進行糾正、點評。這樣的好處是能夠讓學(xué)生及時練習(xí)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，“趁熱打鐵”，提高學(xué)習(xí)效率，收到很好的學(xué)習(xí)效果。并且，針對不同掌握程度的學(xué)生，基于所講例題，教師可以拋出不同難度的要求，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2 教學(xué)方法的改進之推行項目式教學(xué)

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與積極性，推行項目式教學(xué)[1]。即：將課程的教學(xué)內(nèi)容分解在一個完整、難度適中的項目中，隨著項目的逐步推進，教學(xué)內(nèi)容也逐步完成。項目式教學(xué)能夠把理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來，在應(yīng)用中講解理論知識點，將理論知識融合在實踐——即項目的完成中。

學(xué)生通過項目的完成，能夠了解并把握課程的整體架構(gòu)及每個環(huán)節(jié)所需要的知識，有效地避免了知識點的割裂感。教師由“主角”轉(zhuǎn)變?yōu)椤芭浣恰?，同時強調(diào)小組的協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作的能力。如《Visual FoxPro程序設(shè)計》以完成一個完整的“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”為例，將內(nèi)容分解為：登錄界面的設(shè)計、增刪改界面的設(shè)計、查詢界面的設(shè)計，菜單與報表等六大部分（見圖2）。學(xué)生逐步完成每一部分，結(jié)課時，就能完成一個自己設(shè)計的、完整的管理系統(tǒng)，學(xué)生獲得一種很強的習(xí)得感和成就感。

我校實行“項目式”教學(xué)已有三年了。三年期間，不斷改進考核方式、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，最終形成了完善的項目式教學(xué)體系，被列為四大“校級重點教改項目”之一，并入選內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校教學(xué)改革項目。

3 教學(xué)手段的改進之推行基于SPOC的混合式教學(xué)

SPOC（Small Private Online Course 即小規(guī)模限制性在線課程），最早由美國加州大學(xué)伯克利分校的Armando Fox教授提出。我校進行了基于SPOC的混合式教學(xué)模式的推進[2][3]，實現(xiàn)線上線下結(jié)合、課內(nèi)課外互補的混合式教學(xué)，為學(xué)生“隨時上課”提供保障。

混合式教學(xué)對教師的要求較高，一方面需要教師掌握混合式教學(xué)理念，不能為了混合而混合。另一方面，需要教師對教學(xué)有清晰的規(guī)劃與把控，要事先設(shè)計好資源（包括導(dǎo)學(xué)單、課件、微視頻、討論、作業(yè)）與活動，并要隨時關(guān)注學(xué)生的線上與線下學(xué)習(xí)情況，及時進行指導(dǎo)與分析。

為此，我校引進了清華大學(xué)的優(yōu)慕課平臺作為混合式教學(xué)的支持系統(tǒng)。圖3所示為某門程序設(shè)計課程的建設(shè)平臺。其中，教師可以布置課前或者課后作業(yè)，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，查看學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄（包括在線時長、視頻的學(xué)習(xí)時間），組建討論小組，并根據(jù)學(xué)生的各項完成情況給出分?jǐn)?shù)，計入期末成績等。

經(jīng)過一年的使用，證明混合式教學(xué)模式能夠充分利用線上、線下多時空資源，為學(xué)生提供更加靈活的學(xué)習(xí)途徑與時間，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)活動的參與度，從而大幅增加學(xué)生對教學(xué)的滿意度。

4 教學(xué)平臺的改進之構(gòu)建實踐操作平臺

程序設(shè)計課程是實踐性很強的課程，學(xué)習(xí)并掌握它需要進行相當(dāng)數(shù)量且有針對性的綜合性訓(xùn)練。為了便于學(xué)生練習(xí)，我校開發(fā)了多套輔助教學(xué)系統(tǒng)，成為學(xué)生練習(xí)的重要平臺。

1） 基于Docker的大數(shù)據(jù)教學(xué)與實驗開放平臺

在大數(shù)據(jù)時代，為了讓師生可以更方便地進行大數(shù)據(jù)的教學(xué)與科研，我校自主開發(fā)了大數(shù)據(jù)教學(xué)與實驗開放平臺。

該平臺通過應(yīng)用Docker技術(shù)，以少量機器虛擬大量實驗集群，為學(xué)生提供真實實驗環(huán)境，可供大量學(xué)生同時擁有多套集群進行試驗。其優(yōu)點是：每個學(xué)生的實驗環(huán)境不僅相互隔離，能夠方便高效地完成實驗，而且實驗彼此不干擾，即使某個實驗環(huán)境被破壞，對其他人也沒有影響，一鍵重啟就可以擁有一套新集群。

該平臺以Web形式提供，學(xué)生只需登錄，就可以擁有屬于自己的、真實的、多節(jié)點的各種集群，包括Hadoop、Spark、YARN、Storm等各種大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的實驗環(huán)境，均可一鍵搭建，見圖4，這樣學(xué)生在擁有了自己的集群后，就可以根據(jù)平臺提供的實驗資源（課件與視頻）進行練習(xí)，包括進行分布式數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析等大數(shù)據(jù)處理的相關(guān)程序設(shè)計。

該平臺大幅度節(jié)省了硬件和人員管理的投入成本，降低了師生學(xué)習(xí)與研究大數(shù)據(jù)的門檻，被列為我校重點教改項目之一。它不僅可以為非計算機類的學(xué)生提供大數(shù)據(jù)的分析，而且也可以為計算機類學(xué)生進行大數(shù)據(jù)課程的研究與學(xué)習(xí)所用，為高校進行大數(shù)據(jù)的教學(xué)與科研開辟了一條新的道路。目前是內(nèi)蒙古首個由高校自主開發(fā)的大數(shù)據(jù)平臺。

2） 基于Web的自主學(xué)習(xí)平臺

我校開發(fā)了基于Web的自主學(xué)習(xí)平臺，目前在C、VB、Python三門課程中使用，見圖5所示。該系統(tǒng)采取分章節(jié)的方式，將各個章節(jié)的重點、難點均進行了講解、標(biāo)注，并設(shè)置了各種類型的練習(xí)題目，包括選擇、填空、編程等，目前均能夠?qū)崿F(xiàn)自動評分[2]。學(xué)生可以登錄系統(tǒng)，進行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，然后做題。并可以就某個題目，與教師互動。學(xué)生做題會得到相應(yīng)的積分，該積分可以供教師參考。我校是將該平臺作為程序設(shè)計類課程的課堂練習(xí)或者完成課下作業(yè)使用，積分計入平時成績。

以上所列舉的實踐操作平臺均由我校一線任課教師自己開發(fā)，因此在功能的設(shè)置、題目的編制等方面都很接地氣。投入使用后，受到師生的一致好評。其優(yōu)點在于：一方面讓學(xué)生能真正動手進行程序的開發(fā)，另一方面也減輕了任課教師批改作業(yè)的工作量。同時積累了很多教學(xué)數(shù)據(jù)，為下一步做教育大數(shù)據(jù)的分析、實現(xiàn)“精準(zhǔn)教學(xué)”奠定了基礎(chǔ)。

“紙上得來終覺淺，絕知此事須躬行”，程序設(shè)計類課程更是如此，而且“教學(xué)有法，教無定法”，這就需要我們不斷探索更多、更適合學(xué)生的方法、途徑與形式來增強實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高教學(xué)質(zhì)量，這樣就能夠更好地增強學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力，從而幫助他們更好地適應(yīng)社會需求。

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