应用型本科院校程序设计类实验教学探索——以安徽科技学院为例

赵海燕，王传安，葛 华

(1.安徽科技学院 理学院，安徽 凤阳 233100；2.江苏大学 计算机科学与工通信工程学院，江苏 镇江 212013)

随着计算机应用的普及与深入，程序设计类课程在高校已经成为一门必修课.掌握一门程序设计语言已经成为大学素质教育和计算机基础教育的一部分.其中C语言因其强大的功能和特点成为国际上广泛流行的、很有发展前途的计算机高级语言.同时C语言又是非常适合教学的高级语言.它适合于作为系统描述语言，既用来写系统软件，也可用来写应用软件.

1 改革的必要性

应用型人才的培养应该是应用型本科院校工作的着力点所在，紧紧抓住“应用性”的特点，传授理论基础知识的同时，注重培养学生的实践动手能力、实践创新能力等.而在传统的程序设计实验课中，学生的实验基本上属于验证性实验，教师和学生的任务仅仅局限于一些已有程序的验证上，只是对程序的一个简单“搬家”，即从教材上搬到计算机上.学生在整个的实验过程中并没有主动去独立思考、发现问题、提出建设性的实验方案、动手探索结论等，这种实验教学不利于学生实践动手能力、实践创新能力的培养，另外在传统的实验教学中，学生之间缺乏互动性、协作性.

我校是2009年由一般普通本科院校转型为应用型本科院校，随之而来的是一系列的教学改革.在充分结合社会需求和“应用型”人才培养目标及特点的基础上，总结多年的教学经验，对计算机程序设计语言实验教学进行了深入改革.坚持实验教学与理论教学同等重要的基础上，强化实验教学改革，不再把实验教学仅仅作为理论教学的补充与扩展，而是作为单独的课程体系进行建设.实验教学应以“面向应用”为导向，以解决实际问题为内容.在实验教学改革的过程中，逐步降低验证性实验的比重，变学生被动学习为主动动手练习，教师在整个实验的过程中参与指导与监控，培养学生各方面能力，并有效调动学生学习的积极性.

2 改革的措施

2.1 制定实验计划，编写个性化的实验指导材料

根据计算机程序设计语言教学大纲和实验大纲的要求，结合应用型人才培养的特点，制定详细的、规范的实验计划，编写相应的实验指导材料，并在实验指导材料中注明每次实验的要求，以及通过本次实验要达到的目的.在实验教学内容的安排上，坚持操作性、实用性、开拓性和趣味性的原则，根据不同专业的个性教学特点以及学生自身的知识水平，设置了针对性较强的分级实验内容[1].即根据专业设置不同的实验内容，相同专业制定不同的实验教学目标，同时注明哪些实验是学生在实验课上必须掌握的，哪些实验是学生可以选做的，甚至是可以留有余地，让学生在某些指定的框架下自己制定实验.实验教学内容的进度安排上应循序渐进，即先基础、简单、局部，后提高、复杂和整体，引导学生系统地掌握本课程的基础知识和程序设计方法.在实验内容的编排上，注意验证性、设计性和综合性实验的比例，在保证验证原理，加深并巩固对理论知识理解的基础上，对验证性实验进行精选、合并，减少验证性实验项目，增加设计性和综合性实验项目.

以我校“C语言程序设计”课程为例，我校计算机公共教学部C语言课题组总结多年来在计算机程序设计语言教学实践中积累的丰富经验，通过到兄弟院校调研考察，并在查阅大量资料的基础上，又经过多次研讨、修改，最后课题组共同编写了《C语言程序设计指导书》.该教材包含了十二个实验项目，其中前十个实验项目，每个实验项目中都有必做部分、选做部分和兴趣、能力提高部分；最后两个是综合实验，让学生综合本课程的知识，完成一个小系统的设计与开发.该教材已经在我校连续使用三年，在使用的过程中，我们及时听取学生反馈的意见或建议，并根据实际应用逐步充实实验内容，以激发学生参与实验的兴趣，收到了很好的效果.

2.2 实验课时安排(科学安排实验课时间)

计算机程序设计语言是一门实践性很强的课程，要求学生有很强的动手能力和分析能力.而每次实验必须要有一定的理论基础，所以在每次上实验课之前，一定要让学生掌握相应的理论知识.这就要求在排课的时候，注意两方面：一是理论与实验的课时安排；二是理论课与实验课之间的衔接.以我校C语言程序设计为例，总课时为72学时，理论48学时，实验24学时.一周安排两次理论课和一次实验课，理论课的安排一般是从第一周开始的，但实验课是在第二周开始的，即两次理论课过后，上一次实验课.理论教学和实践教学在内容安排上同步，有利于学生及时掌握所学的知识，避免了部分学生由于理论教学和实践教学不同步而造成知识混淆的现象.在实验课内的时间安排上要科学合理.虽然在计算机程序设计语言的实验教学过程中，学生是上机操作的主体，但不是实验教学的全部，绝不能对学生的上机实验进行“放羊式”管理[2].在实验教学过程中，实验教师应监控整个实验教学过程，注重学生之间的相互交流和相互学习，当发现具有创意的实验时，就应该及时通过网络推荐给其他同学学习，或由学生本人或教师通过多媒体广播教学软件演示给学生，让其他同学给予评论和提出改进方法，促使封闭学习向开放学习、协作学习的转换.

2.3 教学资源建设与构建基于校园网的自主学习平台(构建自住型立体化的实验教学平台)

传统的实验教学模式中，一般是由学生提交的实验报告评判学生的实验成绩.而实验报告的书写一般都是在实验课后完成，没有教师参与，往往无法防范学生通过抄袭蒙混过关，最终影响成绩评定的公平性；由于每次要较长的时间书写实验报告，给学生无形中增加了负担，使部分学生产生了抵触情绪，不利于调动学生学习的积极性，从而不利于实践教学效果的提高.基于以上原因，我们学校自主研究开发了计算机程序设计实验教学管理系统.该系统是通过构建全方位、立体化的学习内容、学习资源和学习手段，为学生在教师指导下的实验学习提供了有利的学习环境，从而有利于培养学生的实践能力、创新精神、协作以及解决实际问题的能力[3].这是一种全新的实验教学模式，它强调实验教学的重要性，体现计算机程序设计语言教学以应用为主的特点，对培养学生的上机动手能力和分析问题的能力以及知识综合运用能力等具有重要的意义.

以我校C语言程序设计课程为例，详细介绍该实验教学管理系统.C语言在线实验教学管理系统除了满足学生能正常的实验之外，还提供了丰富的学习资料，提供了同学之间或师生之间的交流.

其主要功能模块包括：①后台管理模块.该模块只对管理员和实验教师开放，管理员可以对实验项目进行添加，删除，编辑，审核、删除已注册的用户及资源的更新等操作.实验教师可以对学生提交的实验和作业进行在线评阅.后台主要管理模块如图1所示.

②前台管理模块.该模块对所有在校学生免费开放，用户需要注册之后，方可登录实验平台.为了便于管理和使用，学生注册必须用自己的学号作为账号，同时必须设有六位以上的密码，并且在注册时选择自己的姓名、性别、专业、年级以及所在班级等必要信息.学生注册后，就可以登录实验教学学习平台.先选择自己的实验教师，然后再选择相应实验课的实验项目，进行实验操作.做完之后，在线提交，提交过后，系统会反馈相应的提交信息.可以多次提交，以最后一次为准.前台主要功能模块如图2所示.

图1 实验教学管理系统后台

图2 实验教学管理系统前台

图3 学生登录界面

图4 学生在线提交系统主界面

图5 提交实验后自动生成的信息界面

图6 教师在线评阅界面

学生在上第一次实验课时，在实验教师的指导下完成注册.每次上实验课，首先登录该系统查看实验目的、内容及注意事项，然后就可以依照上面的要求进行实验.每做完一题，就可以利用学生在线提交系统进行提交，提交过后并有相应的信息返回.实验教师登录教师在线评阅系统就可以对学生提交的实验进行在线评阅.登录主界面如图3，学生在线提交系统如图4，提交信息的返回如图5，教师在线评阅界面如图6.

实施课内外一体化的实验教学模式.基于校园网的实验教学系统给出了每次实验项目的要求、内容等详细信息.实验目的明确、任务清楚，这样不仅很好地控制了学生在实验教学中无事可做，玩游戏等不良现象，更重要的是培养了学生限时编程和调试程序的良好习惯，从而提高了学生利用计算机进行自主学习和解决问题的能力.在实验学习的过程中，学生在掌握了为完成一个任务而需要的各方面的知识和技巧的同时，不断获得成就感，求知欲望增强，形成了感知心智活动的良性循环，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力[4].

基于校园网的实验教学系统，很好的弥补了课外实验教学的不足，提供了实验教学内外一体化的平台，使课内外浑然一体.由于每个学生都具有不同的基础、认知能力、认知水平等个性化因素，因此就会有部分学生在实验课上的网络实验学习中完成不了任务，或者有的学生由于特殊原因请假缺席了实验课.如果是在传统的实验教学模式下，学生就有很大可能完成不了本次的实验内容，或者由于请假而根本没有做本次实验，又因为前后知识的联系很强，久而久之学生就会产生厌学情绪，丧失了学习的兴趣和积极性.但是在基于校园网的实验教学系统中，学生可以在课堂之外通过网络去完成课堂上没有完成的任务，给学生提供了很好的课外实验

的机会.同时增加了学生上机实践机会和教师在课外进行教学指导和答疑的时间，学生则能更好的应用和巩固所学内容，这对教学质量的提高起到了很大的促进作用[5].

2.4 采用协作学习的方式，开展课外实践活动，提高学生实践与创新能力

由于程序设计类课程的实验学时数较少，时间上不允许每位学生都能完成一个大型复杂的程序设计，因此可以采用协作学习的方式进行[6].以班级为单位，把学生分成若干小组，小组中成员的水平层次要合理搭配，学习任务由小组成员协作共同完成.另外，还可以在教师指导下开展一些课外实践活动，鼓励学生参加各种专业技术资格和水平考试，辅导学生参加各种编程竞赛，将理论和实践相结合，提高学生分析与解决问题的综合能力.在协作学习和参与实践活动的过程中，学生之间能相互启发、相互促进，有效调动学生之间交流的积极性，增强对程序设计语言的认知兴趣和团队协作精神，进一步激发学生的学习兴趣和探索问题的热情，提高学生的实践与创新能力.

3 结语

本文通过深入分析计算机程序设计语言的实验教学过程中产生问题的原因，从实验教材编写、学时安排、教学手段以及实践教学平台制定等多个方面对该课程的实验教学改革进行了较为深入的研究和探讨.以上改革措施在我校的2009和2010级的理工科专业的学生中进行了尝试.实践表明，通过以上改革，基本上杜绝了学生缺席、迟到和早退现象；教师和学生的重视程度都有所增加，实验更加认真；提高了学生的学习兴趣，培养了学生的编程能力和程序设计思维能力，真正实现了在实验教学中培养学生分析问题与解决问题的能力、独立自主的能力、合作与交流的能力、改革与创新的能力，有效地提高了该课程的实验教学质量.

计算机程序设计语言课程的实验教学改革是一项复杂的系统工程.随着计算机技术的发展和社会对应用型人才的需求，应用型本科院校的计算机程序设计语言的实验教学又会有新的需求和特点.只有主动适应新形势和新要求，大胆探索计算机程序设计语言实践动手能力培养的教学手段和方法，建立健全符合应用型本科院校自身实际和体现自身特色的计算机程序设计语言实验教学体系，才能培养出具有应用型本科院校鲜明特色的高级应用型人才.

参考文献：

[1]王宇英.C语言程序设计实验分级教学改革探索[J].新西部，2010(6):202-203.

[2]陈静.C语言程序设计实验教学改革初探[J].阜阳师范学院学报，2008，25(4):83-85.

[3]刘志海.C语言在线学习系统设计和实现[J].计算机与数字工程，2011，39(6):177-180.

[4]侯建花，等.“C语言程序设计”实验教学的改革与实践[J].计算机教育，2010(1):114-115.

[5]付沙，等.计算机程序设计类课程实验教学改革与研究[J].计算机时代，2010(4):56-58.

[6]蔡晓丽，等.计算机C语言实验教学改革探讨[J].电脑知识与技术，2010，6(15):4191-4192.