程序设计课程教学改革的新思路

刘砚

摘 要：程序设计课程的教学改革一直在持续，大量的新方法、新概念被运用，为课程改革提供助力。本文立足程序设计思想的发展变化，对当下程序设计课程教学现状进行分析，并提出应对的方法，以期为程序设计课程教学改革提供新思路。

关键词：程序设计    教学改革    编程思想

程序设计是一门开展教学时间较长的计算机类专业核心课程，各职业院校在程序设计方面的师资及教学资源都具有一定的储备，也积累了很多教学经验。

随着计算机技术的发展，程序设计语言也在快速更迭，相关的课程内容也在同步更新。从早期的Fortran、Basic、C、C++到其后的Java、C#，再到现在最为流行的Python等，程序设计理念也不断革新。笔者依据编程思想的发展变化，分析程序设计课程应重点把握的要点，对当下程序设计课程出现的问题与挑战进行分析，并探討课程改革的切入点，以期为同类研究提供新的思路。

一、程序设计思想概述

（一）面向过程的编程思想

在越来越多的应用中，计算机的用途被不断拓宽。当计算机不再仅仅是数学运算的工具，而可以处理更多复杂的业务时，语言也必然需要升级。高级程序设计语言被创造出来，更多的人能够与计算机对话，更多的资源投入计算机程序设计过程，也就意味着有更多的思想注入其中。在程序设计的实践中，工程师们结合工作与生活中积累的智慧，创建了面向过程的程序设计思想，按照业务逻辑自顶向下逐步解决问题，这是一种“自然而然”的思考模式，在很多场景中这种思想十分有效，这也成为很长时期内主流的开发思想。

（二）面向对象的编程思想

当业务逻辑变得越来越复杂，软件维护的成本控制的难度也在快速加大，代码的复用性和扩展性经受着极大的考验。面向对象思想横空出世，冲击了传统的编程思路，在实践中显示出与众不同的优势。这是一种从更高的角度审视问题，在大自然中汲取灵感，继承、封装与多态，用简洁的概念诠释复杂的机制、基于本质的探索归结的方法。

二、程序设计课程的着力点分析

程序设计思想的发展过程，一方面基于计算机应用的需求变化，另一方面也显示了人类求新求变的更高的追求。教师在程序设计课程的教学中，对于程序设计思想的发展过程应予以涉及。

（一）计算机硬件基础

了解硬件才能更好地了解软件。在程序设计课程学习过程中，对于计算机系统结构的理解水平在一定程度上会影响对于软件系统知识的理解深度。这与计算机的发展过程具有紧密相关性。

（二）程序设计的意义

学习程序设计之前，先要了解程序设计的意义，明确学习路径的设计模式。编写程序一开始自然是为了解决某些问题，比如科学家通过复杂的数学运算来计算导弹的运行轨迹，或者开发一套系统工具为计算机用户提供辅助。但是程序设计的意义不仅仅在于解决问题本身，更在于其过程。在进行程序设计的过程中，需要根据用户的需求，将问题抽象，需要分而治之，还需要理清逻辑。通过上述过程，能让程序设计者与问题的领域距离更近，可以进行更多跨界的尝试，锻炼逻辑思维能力。

（三）提高编程水平的方法

编程水平的提高离不开实践，这和其他语言的学习有异曲同工之处，语言的习得必定要运用。实践的方法有很多，基本离不开三件事：模仿、记忆、创新。这不是很特别的方法，但一定是有效的。仔细探究下去，会发现语言的学习不外乎以下这些步骤和过程。从最开始的拙劣的模仿，经过一段时间的练习，会形成有效的记忆，运用基本的语句会更加熟练，但是还会有很多部分不甚理解。再经过更长时间的重复练习，可以尝试改写甚至创建全新的程序，完全自主地运用自己的思想，从而达到新的阶段。每一步都需要扎实的实践，这是无法跳过的必然路径。

（四）懂得程序之美

程序设计不是冰冷的字符集合，可以是有温度的美的呈现。如果学习者在一开始就选择优美的程序进行模仿学习，将更容易获得鉴赏美的能力，之后在不断的实践中，发现更多的美，再进一步创建新的美。

三、程序设计课程教学现状分析

（一）弱化硬件基础教学

开设程序设计课程的专业，并未设置计算机硬件基础的先导课程或实践环节，学生缺乏对计算机系统结构的基本了解。这样的现象并非罕见，在编程热的当下，计算机硬件并未受到应有的重视。而对计算机有基本了解的人们应该意识到，软件与硬件是缺一不可的，在学习时也是如此。不了解计算机硬件的原理，就无法从更深层次上理解程序的作用，将直接影响学习者能够学习到的知识的深度。

（二）忽略课程意义的阐述

为了提高课程教学的效率，精简课程内容，达到速成的目标，有部分程序设计课程“直奔主题”，让学生直接上机实践，认为在实践中获得经验才是有益的。实际上，缺少对课程意义的理解，学生即使“熟练”地写出了代码片段，也不能表明其具有更高水平的设计思维。缺乏必要的导语，忽略为学生阐明课程的意义，将无法让学生清晰地了解课程的知识会对其产生的影响，从而影响学生主动地接受学习相关知识。

（三）缺乏有效的练习

程序设计课程的练习题目是需要科学设计的，而不是简单的量的堆积。目前的相关教材很大部分仍沿用传统的习题内容，无视不同程序设计语言之间的差异，忽略不同编程思想的适用场景，没有科学的循序渐进和统一的业务逻辑设计。这是由于没有将习题的设计看作教学的重要环节。这样的练习，无法形成有效的实践。有的教师试图使用题量来征服学生，认为量变产生质变，然而仅仅是量的堆积，缺乏针对性的指导，刷题的结果也只是事倍功半。

（四）轻视编程中的美育

程序设计课程普遍在工科专业中开设，因此有人认为程序设计以解决问题的效率为最高追求。在课程教学中，更多侧重于问题的解决之道，很少提及程序设计过程中还有美的存在。这样的课程设计往往不讲求程序示例的优劣选择，只将经验摆出，或是借鉴其他教材中的范例，不做选拣，只要解决问题即可，没有考虑代码的可读性，也不在意代码的规范性，更不理会思想的多样性。这样的程序设计教学尽管看上去完成了任务，却为学生的进阶之路制造了诸多障碍。学生一旦习惯于散漫的编写方式，忽略代码的规范性和可读性，在工作中将难以适应严格的开发标准，而再纠正的成本会成倍增加。

四、程序设计课程教学改革思路

（一）开设计算机硬件实践课程

在计算机应用基础类课程中应增加计算机硬件知识教学内容的占比，或者在条件允许的情况下开展计算机硬件实践周活动。目的是让学生充分了解计算机硬件的基础知识及工作原理，借助实验板让学生动手操作机器指令的输入，并观察和分析程序运行的过程。学生在实践的过程中，通过对实验的操作与分析，能够更好地吸收抽象的教学内容，并且深入地理解软件与硬件协调一致的机理，这对其后续的程序设计课程的学习能够产生积极影响。

（二）提高教师的理论水平

程序设计课程的教师不仅需要具有过硬的操作能力，也需要具有较高的理论水平。因为教师若想对学生阐明程序设计的内涵，并非仅仅会写程序就可以了，还需要在大量实践的基础上凝结更多的思考，对程序设计有着合理且独特的见解。这也要求教师不能刚看完几本编程书籍、编写了若干程序片段就匆匆上岗，应当以谦卑的精神，不斷地学习，持续地思考，不辍地实践，方能给予学生更优质的引领。

（三）科学编选练习题目

教师对于因循守旧的练习题目要果断拒绝，要充分了解不同编程语言的特性，循序渐进地编选习题，要提供不同层次的题目以满足不同层次学生的需求。习题还应保持扩展性，这与软件开发根据需求不断地优化设计、扩展新的用途的实际相符。教师不应出于简化工作的考虑设置标准的解答，要鼓励学生创新思想和分享，发现更巧妙的思路，这也是学生学习如何形成自己的最佳实践的有效途径。

（四）注入美的教育

美的教育不应只局限在文学、艺术类课程中，任何一门学科都有各自的独特之处和精致点，这便是美的源泉。

在进行程序设计过程中，代码也可以是优雅的。教师首先应当了解优秀的代码的样子，然后才能为学生提供美的范例。学生通过比较可以直观地了解优秀的代码美在何处，其美在于形式，更在于思想，是内与外的和谐统一。每一段代码的编写都应践行对美的追求，不是空谈，而是扎实的实践。学生在课程中获得的审美能力，将帮助他们在生活中发现更多的美。

程序设计课程的教学不是新的课题，却仍是需要关注的。因为讲求效率，人们倾向于删繁就简，却丢掉了最宝贵的思想内涵。而把一门课程当作一门艺术去追求，或许可以打开新思路。

参考文献：

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[5]谢凯，李靓，冯文祥.项目驱动模式下的面向对象程序设计教学改革研究[J].电脑知识与技术，2019（15）.

（作者单位：天津轻工职业技术学院）