計算機技術基礎輔助實驗教學系統設計與開發

摘要本文針對當前高校計算機技術基礎實驗課上上機輔導任務重、效果差的問題，設計一個輔助實驗教學系統。該系統具有與教學進度相一致的上機操作模塊、按知識點分類的理論練習模塊、模擬考試和留言板模塊，題庫與詳細題解題題配套，練習與考試緊密結合，很大程度上提高了學生自主學習的能動性，減少了實驗課重復問題的提問次數，提高了實驗課的教學效果。

關鍵詞計算機技術基礎 實驗教學 理論

中圖分類號:G420文獻標識碼:A

0 引言

計算機技術基礎，包括C語言、Visual Basic和Visual Foxpro，作為高校非計算機專業的程序設計課程，在培養學生嚴密的邏輯思維和利用計算機解決問題、分析問題能力方面有著非常重要的作用。計算機技術基礎課程是一門實踐性很強的課程，實驗教學是課程教學中不可缺少的重要組成部分。美國馬可雷斯特大學程序設計課一半用來介紹編程語法，一半用來介紹實例(數學公式、漢諾塔、最優匹配等)。我國北京大學按計算機專業、理科非計算機專業和文科專業進行計算機基礎教育。清華大學通過基礎類實驗、技術應用類實驗和專業技術類實驗進行實驗教學。現有的實驗教學中，一個實驗教師對幾十個學生，實驗課上學生調試程序，有問題舉手問老師，出現了越來越多的問題:(1)部分學生得不到指導:實驗課教師采用巡回式輔導，學生人數多，每人提問又多，教師無法對每一位學生進行指導，導致有些學生問題得不到解決，看不到自己的編程結果，失去學習興趣。(2)實驗課內容枯燥:實驗課主要是對理論知識的驗證，缺少實例。(3)發現問題的被動性:學生在上機過程中，由于程序編譯后的錯誤看不懂，或不會修改，等著老師來指出錯誤所在，慢慢產生了依賴性和惰性，失去主動發現問題的機會。

利用現代教育教學手段保證和提高實驗教學的教學效果成為高校亟待解決的關鍵問題。因此，按照教學目標，收集編制大量知識點對應的理論和上機試題，合理地設計實驗題目和數量，使用Visual Basic和Access開發設計一個適用實驗教學的計算機技術基礎輔助實驗教學系統顯得尤為重要。

1 輔助實驗教學系統的主要功能模塊

一個好的實驗教學系統能夠很好地提高教學效果，助于師生互動。本文針對高校非計算機專業學生的計算機技術基礎課程，設計適合機房實驗教學的輔助實驗教學系統。該系統是針對C、Visual Basic和Visual Foxpro三種程序語言的實驗教學，按照相同的系統模塊進行設計的。主要功能模塊有:

(1)知識要點模塊。知識要點模塊按照教學大綱、教學計劃把各個章節中的知識點的具體內容羅列出來，便于學生在上機課時在系統中查找相關的知識點和程序語句結構。

(2)上機操作模塊。計算機技術基礎實驗課主要是進行上機編程操作。當前的上機實驗課沒有固定的實驗內容，有的學生編程調試教材上的例題，有的學生編程課后習題，進度不一，幾節課下來學生并沒有練到所有的知識點。上機操作模塊主要是建立上機題庫，教師預先收集編制知識點對應的上機題，設計每節課的實驗題目，同時給出相應的實驗題目知識點提示和類似例題，并附有實驗題目詳細題解。實驗題目的設計要求與教學進度相一致，以學生感興趣的實例為主要內容，按照每節實驗課5-9道實驗題目進行整理。每道實驗題目都有相應實驗題目提示和類似例題參照，例如:計算多項式1!+2!+3!+…+10!?？闪谐鱿嗨评}1+2+3+…+10和1€?€?€住瓈?0。每道實驗題目都有可運行成功的程序代碼和詳細題解。實驗題目都以編程題的題型出現。上機操作模塊中每道上機題都有相應的算法提示和類似例題可供參考，真正做到引導學生自主性學習，增強學生獨立分析問題、解決問題的能力;有參照性的類似例題，能夠減少學生有關低級錯誤問題的提問次數，使學習有據可依，提高學習效率。

(3)理論練習模塊。上機實驗課主要內容為上機編程，編程調試同樣也是對理論知識的進一步驗證。按照章節逐步細化知識點，針對每個小的知識點設計題目，題目數量不限，每道題都應有詳細的題解。題目類型可分選擇、填空等。建立理論練習模塊，無紙式的練習系統利于題庫實時更新;按知識點分類，便于學生對知識點的熟練掌握;理論題庫的詳細解析，能夠使學生及時鞏固所學知識，養成獨立思考的能力。

(4)模擬考試模塊。為進行階段性檢查設計模擬考試模塊，分別對上機實驗題和理論知識題按比例進行組合進行單元模擬考試。模擬考試模塊，能夠使學生及時檢測自己的學習效果，認識到自己的不足，促進在原有水平上的提高。

(5)幫助與留言板模塊。幫助模塊主要內容是指導教師在長期教學過程中積累的常見問題即解決方案，便于學生主動獨立地解決程序運行時出現的常見錯誤。留言板模塊，便于學生對實驗課中出現問題進行記錄，便于教師下一節課統一講解，很好地做到師生交互，提高教與學的質量。

2 系統設計與開發中的關鍵問題

本文設計的輔助實驗教學系統，形成一種(下轉第82頁)(上接第69頁)新的實驗教學模式，構建良好學習氛圍。建立上機操作模塊，改變現有的實驗教學中學生盲目進行程序調試的狀態，做到上機實驗有章可循;無紙式理論知識點練習題庫，做到理論知識點的及時練習與鞏固;模擬考試模塊實現學生階段性學習情況檢查，及時反饋學習效果;借助幫助與留言板模塊實現師生良好交互。系統在設計與開發過程中重點解決了如下問題:

(1)題庫整理與答案解析。上機操作模塊中題目提示的提示范圍要與學生自主編程能力培養相協調，理論練習模塊中交叉章節題目的歸類要按照主要考察的內容為劃分依據。

(2)練習與考試的評分策略。上機操作、理論練習和模擬考試均有評分操作。理論練習只是根據結果進行靜態比較，簡單計分。上機操作和模擬考試模塊中對上機編程題學生多樣化編程思路的評分問題是解決的難點。對編程題來說，不管難易與否，非計算機專業學生特別是文科學生都會有多種編程思路，對結果不正確但完成部分程序功能的程序代碼的評分采用以下方式。若是語法錯誤，通過詞法和語法分析改正程序錯誤運行程序，依據結果評分。對運行結果不正確的或者運行不通過的，通過設定關鍵語句靜態評分等方式進行。

3 結束語

本本設計的計算機技術基礎輔助實驗教學系統，利用現代教育教學手段，真正把提高教學質量、提高學習效率落到實處，對構建良好學習氛圍、提高教學質量、培養創新型人才具有重要的現實意義，開展的理論與實踐研究能夠為高校計算機技術基礎實驗教學改革與創新提供“可操作性”的理論和實證。本課題設計的計算機技術基礎輔助實驗教學系統，應用于大學本科一年級非計算機專業學生。

參考文獻

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