程序设计基础课程多元化教学体系的研究

钟娟 章曙光 程远 张明

摘要：针对程序设计基础课程的学科特点和教学现状，根据教学情况的前期调研，结合我院的实际情况，对本课程以理论和实践教学一体化为入手点进行教学改革；课程教学分步骤改进教学内容和方法、考核方式、实践方法以及创新方法，探索理论和实践多元化的人才培养模式，为达到促进学生全面发展的目的奠定了基础。

关键词：程序设计基础；多元化；教学体系

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）21-0092-03

Abstract：For programming design basis curriculum characteristics and teaching status quo， according to the teaching situation of prophase research， combined with the actual situation of our college， this course with the integration of theory and practice teaching as a starting point for the teaching reform；Teaching step to improve the way of teaching content and method， evaluation method， practice and innovation， explore the training mode of diversification theory and practice， in order to reach the goal of promoting students overall development laid a solid foundation.

Key words： fundamentals of programming； diversified； teaching system

1 引言

程序设计基础是一门操作性和实践性强的专业基础课，是计算机类专业的一门基础必修课，是学习者接触的第一门专业基础课[1]。学生不仅要掌握理论知识，还要掌握动手实践编程。设置该课程的目的是：一方面要使学生熟练掌握一种程序设计语言，另一方面要培养学生解决问题（算法与程序设计）的能力，为后续课程的学习打下坚实的基础。但是，仅仅从课堂PPT讲授的教材内容和十几个学时的实验实践课是不能满足当前零基础的计算机类学生的要求。很多学生虽然获得了较高的成绩和分数，但却并不符合真正的编程操作要求[2]，也达不到当初设置本课程的目的。要想使学生能深层次地掌握教材的理论知识内容，又具有很强的实践编程能力，构建有效的理论和实践多元化的教学环境是迫在眉睫。

2 本门课程教学过程中主要存在的问题

根据教学情况的前期调研，本课程在教学过程中主要存在的问题如下：

1）本课程是计算机相关专业基础课程，但在学习这门课程前，学生需具备一定的计算机软硬件基本知识。如：二进制、内存、整数的补码表示、实数的浮点表示、计算机的工作过程等知识需要融合进来，解决知识的衔接问题。进而更好的理解不同类型的变量，在计算机内部占据的存储空间也并不相同[3]。

2）教学方法虽然采用多媒体教学，但还是采用保守课堂教学PPT模式，没有灵活运用多种符合现代互联网+教育理念的先进的教学方法。

3）主要以老师讲解为主，学生参与的积极性不够，本为主动式学习，却变为被动式学习。

4）实践课主要以类似验证实验为主，很难针对学生进行个性化教学。

5）考试项目侧重于笔试，局限于学生对书本知识的理解，对于学生的动手能力、综合编程能力以及个性发挥方面考虑较少。

6）教师授完课后即离开教室，与学生见面交流机会甚少。

7）学生不能及时有效的监测自己对当前知识的掌握情况。

8）相继课程之间的教师交流不多，每个教师仅仅以独立的一门课程来授课。

如何改革程序設计基础课程，适应当前计算机类相关专业发展的需要，提高学生解决问题能力、动手能力；如何使学生将相关知识连贯起来，达到综合运用的目的，是所有从事程序设计课程教学的教师所关注的问题。起主导作用的教师，应从偏重传授知识的传统模式，转向通过多种教育技术和教学手段相结合，结合本课程特点，开展理论和实践多元化教学模式。只有注重学生实践动手能力的培养和学生理论和实际相结合，才能培养适应新时期发展的专业技术人才。

3 多元化体系模式

要圆满地达到程序设计基础课程的教学任务要求，使学生掌握程序设计方法和技巧、养成良好的程序设计风格，为学生程序设计能力的提高奠定了良好的基础。教与学两个积极性必须密切配合缺一不可，理论和实践联系在一起进行教学是教学成功的关键所在。起主导作用的教师，应从偏重传授知识的传统模式，转向通过多种教育技术和教学手段相结合，结合本课程特点，开展理论和实践多元化教学模式。针对程序设计基础课程的学科特点和教学现状，根据教学情况的前期调研，结合我院的实际情况，对本课程综合研究内容，和要解决的问题主要包括以下七个方面：

3.1 进行传统教学改进，将实际操作或相关操作视频与多媒体教学相结合

在多媒体教学为主的基础上，穿插实际编程操作，吸引学生课堂注意力，激发学生课堂思考与互动，从而改变上课仅看枯燥无味的PPT。本课题在教学过程中以此多媒体教学为基础，辅以实际编程操作教学，使学生更易深层次理解课堂内容。

3.2 加强学生和老师的互动，课堂穿插于此课程相关或专业相关的拓展的资料、视频

师生在课堂上应当做好密切配合，在此基础上致力于降低程序设计的整体难度，确保同学们对于程序设计具有兴趣与热情[4]。在正常授课内容满足的情况下，多讲些与此课程相关或专业相关的拓展的东西，改变上课无聊、枯燥、沉闷、低效的课堂反映。可适当增加启发性视频环节，以改善“讲满课堂”的枯燥无味。从而让学生潜移默化的融入计算机行业中来，即使将来不做软件编程也有一定的了解，培养了学生的信息素养，与社会行业发展相衔接。

3.3 独立知识体系的课程设置模式进行改革

相关课程知识点经常是相互交叉融合的，需要对以往一门课一个独立知识体系的课程设置模式进行改革，建议对于同一个课程体系的教研组之间定期互相讨论学生的掌握情况，以及教学效果，再根据学生的掌握情况加以巩固及改进。

3.4 变仅“课堂面授”为“课上课下”结合，变老师 “忙”为老师和学生都“忙”

在课堂教学中，压缩、精简原来过于烦琐的记忆性内容，介绍一些在学科发展中有代表性的技术，并适当安排一些内容让学生自己学习，通过查阅资料和文献，最终掌握知识[5]。改变计算机程序设计课程游离在计算机主流教学体系之外的状态，使之成为计算机教学体系重要的基础，成为构成计算机专业学生核心竞争力的重要组成部分。充分利用互联网时代的优势，教师给学生一些比较好的扩展资料和在线视频便于有余力的同学课下复习扩展，同时对应每章或根据某方面重要知识点给予相应自测题目和答案，便于学生监测自己的掌握情况，变学生被动学习为主动研究型学习。利用互联网和线下寝室的优势建立不同的讨论组，每组设立组长，学生相互之间可以相互讨论，将最终难以解决的问题反馈给老师，老师再加以课堂或利用网络给同学解答。

3.5 对实践课分等次设立不同级别，针对学生进行个性化实践教学考核

每个实验环节，分为验证型、设计型和创新型等不同级别，培养学生编程动手能力和学习兴趣。每次实验对于不同的级别实践根据学生完成情况给予不同的实践分值，其中创新型实践完成比较好的同学可以免于测试等给予奖励激励。在实验环节中采用结对编程作为这门课程的实验教学模式。美国加州大学的Santa Cruz分校和北卡罗来纳州立大学的研究人员，对结对编程在计算机程序设计教学中的效果进行了一系列实验研究[6-10]。这样既增强了学生的学习兴趣，又培养了学生的综合运用知识能力、团队协作精神以及创新意识。

3.6 开辟第二课堂，培养科技创新能力

针对课外计算机相关科技活动如大学生创新创业互联网+大赛、中国大学生计算机设计大赛、“中国航信杯”全国信息技术应用水平大赛等，是学生丰富知识，接受工程教育和训练的一种极有成效的教学形式，学生们在活动中能自由发挥，自主选题。通过这些活动，使学生置身于一种富有探索和创造性的学习环境中，充分发挥了学生的主观能动性，使他们积极主动地观察、思考、分析问题、解决问题、实际操作，这样既能增加学生学习的趣味性和吸引力，开阔学生的眼界，激发学生的求知欲，又培养了学生的创新精神和创新能力。

3.7 变仅以笔试为重，改为笔试+实践双重过关为主的结课测试方式

每年学习这门课程的新生就有近800人，并且每个人对这门课的要求不一样，最终方向去向不一致，自然在这门课程上的花费的时间也不一致。鉴于此给学生一些比较好的扩展资料和比较好的在线视频便于有余力的同学课下复习扩展。对少数部分同学要进入高层次研究型学府进一步深造，要理论上加以引导与能力培养。大量的学生需要到社会就业，必须提高这部分学生的工程应用能力和就业竞争力。采用笔试+实践双重过关为主的结课测试方式，引起学生对动手编程的重视，在实践中更加强调动手能力的培养，变“记忆”为实践基础上的“理解”，满足互联网时代对特色人才的需求。

4总结

针对我校计算机大类课程的实际情况，对程序设计基础课程教学方式进行综合研究，使教师由单纯的知识灌输者，变为教学的组织者、引导者，能够根据学习者不同学习特性和学习情况进行有效的管理。适当改进了教学手法，在传统教学和现代多媒体教学的基础上，利用互联网、实验教学，达到理论教学和实践教学一体化，提高了学生理论水平和实践动手能力，激发了学生的兴趣。使学生变被动学习为主动学习，融理论与实践于一体，学生综合编程设计能力得到了提高。

参考文献：

[1] 彭颖，梁俊斌.以CDIO教育理念为引导的程序设计基础教学改革研究[J].大学教育，2016（1）：27-28.

[2] 丁海燕. 计算机专业高级语言程序设计课程改革方案[J]. 云南大学学报（自然科学版）， 2012（S1）：387-390.

[3] 黄云，洪佳明，覃遵跃，等.基于云平台的“程序设计基础”课程实验教学改革[J].实验室研究与探索，2016（2）：191-195，223.

[4] 张艳. “互联网+”背景下计算机专业程序设计课程教学改革初探[J]. 北华航天工业学院学报，2015（5）：39-41.

[5] 韩立毛，范新明，徐秀芳.应用型本科院校“程序设计基础”课程的教学模式的研究与实践[J].计算机教育，2010（2）：128-131.

[6] Mcdowell C， Werner L. The effects of pair programming on performance in an introductory programming course[J]. ACM SIGCSE Bulletin. 2002， 34（1）：38-42.

[7] Mcdowell C， Werner L. The impact of pair programming on student performance and pursuit of computer science related Majors[C]//In 25th International Conference on Software Engineering.Portland：IEEE Computer Society， 2003：602-607.

[8] Medina J. Brain rules： 12 principles for surviving and thriving at work， home， and school[M]. Seatle： Pear Press， 2009.

[9] 張猛.结对编程的研究与扩展[J]. 计算机系统应用. 2008（4）： 62-64.

[10] 袁红照，关涌涛. 程序设计教学中结对编程的实践和效能分析[J]. 安阳师范学院学报， 2011（5）： 79-81.

【通联编辑：王力】