應(yīng)用型本科院校程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索
——以安徽科技學(xué)院為例

趙海燕，王傳安，葛 華

(1.安徽科技學(xué)院 理學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；2.江蘇大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工通信工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及與深入，程序設(shè)計(jì)類課程在高校已經(jīng)成為一門必修課.掌握一門程序設(shè)計(jì)語言已經(jīng)成為大學(xué)素質(zhì)教育和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的一部分.其中C語言因其強(qiáng)大的功能和特點(diǎn)成為國際上廣泛流行的、很有發(fā)展前途的計(jì)算機(jī)高級語言.同時(shí)C語言又是非常適合教學(xué)的高級語言.它適合于作為系統(tǒng)描述語言，既用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應(yīng)用軟件.

1 改革的必要性

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)應(yīng)該是應(yīng)用型本科院校工作的著力點(diǎn)所在，緊緊抓住“應(yīng)用性”的特點(diǎn)，傳授理論基礎(chǔ)知識的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力等.而在傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本上屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師和學(xué)生的任務(wù)僅僅局限于一些已有程序的驗(yàn)證上，只是對程序的一個(gè)簡單“搬家”，即從教材上搬到計(jì)算機(jī)上.學(xué)生在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過程中并沒有主動去獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題、提出建設(shè)性的實(shí)驗(yàn)方案、動手探索結(jié)論等，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)不利于學(xué)生實(shí)踐動手能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，另外在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生之間缺乏互動性、協(xié)作性.

我校是2009年由一般普通本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型本科院校，隨之而來的是一系列的教學(xué)改革.在充分結(jié)合社會需求和“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)目標(biāo)及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了深入改革.堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)同等重要的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不再把實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅作為理論教學(xué)的補(bǔ)充與擴(kuò)展，而是作為單獨(dú)的課程體系進(jìn)行建設(shè).實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以“面向應(yīng)用”為導(dǎo)向，以解決實(shí)際問題為內(nèi)容.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過程中，逐步降低驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比重，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動動手練習(xí)，教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中參與指導(dǎo)與監(jiān)控，培養(yǎng)學(xué)生各方面能力，并有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

2 改革的措施

2.1 制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，編寫個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料

根據(jù)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱的要求，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，制定詳細(xì)的、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，編寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料，并在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料中注明每次實(shí)驗(yàn)的要求，以及通過本次實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目的.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排上，堅(jiān)持操作性、實(shí)用性、開拓性和趣味性的原則，根據(jù)不同專業(yè)的個(gè)性教學(xué)特點(diǎn)以及學(xué)生自身的知識水平，設(shè)置了針對性較強(qiáng)的分級實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[1].即根據(jù)專業(yè)設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，相同專業(yè)制定不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)注明哪些實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上必須掌握的，哪些實(shí)驗(yàn)是學(xué)生可以選做的，甚至是可以留有余地，讓學(xué)生在某些指定的框架下自己制定實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)度安排上應(yīng)循序漸進(jìn)，即先基礎(chǔ)、簡單、局部，后提高、復(fù)雜和整體，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地掌握本課程的基礎(chǔ)知識和程序設(shè)計(jì)方法.在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排上，注意驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，在保證驗(yàn)證原理，加深并鞏固對理論知識理解的基礎(chǔ)上，對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精選、合并，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

以我?！癈語言程序設(shè)計(jì)”課程為例，我校計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部C語言課題組總結(jié)多年來在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)實(shí)踐中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，通過到兄弟院校調(diào)研考察，并在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，又經(jīng)過多次研討、修改，最后課題組共同編寫了《C語言程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》.該教材包含了十二個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中前十個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中都有必做部分、選做部分和興趣、能力提高部分；最后兩個(gè)是綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生綜合本課程的知識，完成一個(gè)小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).該教材已經(jīng)在我校連續(xù)使用三年，在使用的過程中，我們及時(shí)聽取學(xué)生反饋的意見或建議，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用逐步充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣，收到了很好的效果.

2.2 實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排(科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)間)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生有很強(qiáng)的動手能力和分析能力.而每次實(shí)驗(yàn)必須要有一定的理論基礎(chǔ)，所以在每次上實(shí)驗(yàn)課之前，一定要讓學(xué)生掌握相應(yīng)的理論知識.這就要求在排課的時(shí)候，注意兩方面：一是理論與實(shí)驗(yàn)的課時(shí)安排；二是理論課與實(shí)驗(yàn)課之間的銜接.以我校C語言程序設(shè)計(jì)為例，總課時(shí)為72學(xué)時(shí)，理論48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí).一周安排兩次理論課和一次實(shí)驗(yàn)課，理論課的安排一般是從第一周開始的，但實(shí)驗(yàn)課是在第二周開始的，即兩次理論課過后，上一次實(shí)驗(yàn)課.理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)在內(nèi)容安排上同步，有利于學(xué)生及時(shí)掌握所學(xué)的知識，避免了部分學(xué)生由于理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)不同步而造成知識混淆的現(xiàn)象.在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)的時(shí)間安排上要科學(xué)合理.雖然在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生是上機(jī)操作的主體，但不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全部，絕不能對學(xué)生的上機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“放羊式”管理[2].在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)監(jiān)控整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，注重學(xué)生之間的相互交流和相互學(xué)習(xí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)時(shí)，就應(yīng)該及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)推薦給其他同學(xué)學(xué)習(xí)，或由學(xué)生本人或教師通過多媒體廣播教學(xué)軟件演示給學(xué)生，讓其他同學(xué)給予評論和提出改進(jìn)方法，促使封閉學(xué)習(xí)向開放學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換.

2.3 教學(xué)資源建設(shè)與構(gòu)建基于校園網(wǎng)的自主學(xué)習(xí)平臺(構(gòu)建自住型立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，一般是由學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評判學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績.而實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫一般都是在實(shí)驗(yàn)課后完成，沒有教師參與，往往無法防范學(xué)生通過抄襲蒙混過關(guān)，最終影響成績評定的公平性；由于每次要較長的時(shí)間書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給學(xué)生無形中增加了負(fù)擔(dān)，使部分學(xué)生產(chǎn)生了抵觸情緒，不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而不利于實(shí)踐教學(xué)效果的提高.基于以上原因，我們學(xué)校自主研究開發(fā)了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng).該系統(tǒng)是通過構(gòu)建全方位、立體化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)手段，為學(xué)生在教師指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了有利的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神、協(xié)作以及解決實(shí)際問題的能力[3].這是一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，它強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)以應(yīng)用為主的特點(diǎn)，對培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)動手能力和分析問題的能力以及知識綜合運(yùn)用能力等具有重要的意義.

以我校C語言程序設(shè)計(jì)課程為例，詳細(xì)介紹該實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng).C語言在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)除了滿足學(xué)生能正常的實(shí)驗(yàn)之外，還提供了豐富的學(xué)習(xí)資料，提供了同學(xué)之間或師生之間的交流.

其主要功能模塊包括：①后臺管理模塊.該模塊只對管理員和實(shí)驗(yàn)教師開放，管理員可以對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行添加，刪除，編輯，審核、刪除已注冊的用戶及資源的更新等操作.實(shí)驗(yàn)教師可以對學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)和作業(yè)進(jìn)行在線評閱.后臺主要管理模塊如圖1所示.

②前臺管理模塊.該模塊對所有在校學(xué)生免費(fèi)開放，用戶需要注冊之后，方可登錄實(shí)驗(yàn)平臺.為了便于管理和使用，學(xué)生注冊必須用自己的學(xué)號作為賬號，同時(shí)必須設(shè)有六位以上的密碼，并且在注冊時(shí)選擇自己的姓名、性別、專業(yè)、年級以及所在班級等必要信息.學(xué)生注冊后，就可以登錄實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)習(xí)平臺.先選擇自己的實(shí)驗(yàn)教師，然后再選擇相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.做完之后，在線提交，提交過后，系統(tǒng)會反饋相應(yīng)的提交信息.可以多次提交，以最后一次為準(zhǔn).前臺主要功能模塊如圖2所示.

圖1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)后臺

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)前臺

圖3 學(xué)生登錄界面

圖4 學(xué)生在線提交系統(tǒng)主界面

圖5 提交實(shí)驗(yàn)后自動生成的信息界面

圖6 教師在線評閱界面

學(xué)生在上第一次實(shí)驗(yàn)課時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下完成注冊.每次上實(shí)驗(yàn)課，首先登錄該系統(tǒng)查看實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容及注意事項(xiàng)，然后就可以依照上面的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn).每做完一題，就可以利用學(xué)生在線提交系統(tǒng)進(jìn)行提交，提交過后并有相應(yīng)的信息返回.實(shí)驗(yàn)教師登錄教師在線評閱系統(tǒng)就可以對學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行在線評閱.登錄主界面如圖3，學(xué)生在線提交系統(tǒng)如圖4，提交信息的返回如圖5，教師在線評閱界面如圖6.

實(shí)施課內(nèi)外一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式.基于校園網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)給出了每次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求、內(nèi)容等詳細(xì)信息.實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_、任務(wù)清楚，這樣不僅很好地控制了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無事可做，玩游戲等不良現(xiàn)象，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生限時(shí)編程和調(diào)試程序的良好習(xí)慣，從而提高了學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力.在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生在掌握了為完成一個(gè)任務(wù)而需要的各方面的知識和技巧的同時(shí)，不斷獲得成就感，求知欲望增強(qiáng)，形成了感知心智活動的良性循環(huán)，從而培養(yǎng)出獨(dú)立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力[4].

基于校園網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，很好的彌補(bǔ)了課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)外一體化的平臺，使課內(nèi)外渾然一體.由于每個(gè)學(xué)生都具有不同的基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、認(rèn)知水平等個(gè)性化因素，因此就會有部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中完成不了任務(wù)，或者有的學(xué)生由于特殊原因請假缺席了實(shí)驗(yàn)課.如果是在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生就有很大可能完成不了本次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或者由于請假而根本沒有做本次實(shí)驗(yàn)，又因?yàn)榍昂笾R的聯(lián)系很強(qiáng)，久而久之學(xué)生就會產(chǎn)生厭學(xué)情緒，喪失了學(xué)習(xí)的興趣和積極性.但是在基于校園網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可以在課堂之外通過網(wǎng)絡(luò)去完成課堂上沒有完成的任務(wù)，給學(xué)生提供了很好的課外實(shí)驗(yàn)

的機(jī)會.同時(shí)增加了學(xué)生上機(jī)實(shí)踐機(jī)會和教師在課外進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)和答疑的時(shí)間，學(xué)生則能更好的應(yīng)用和鞏固所學(xué)內(nèi)容，這對教學(xué)質(zhì)量的提高起到了很大的促進(jìn)作用[5].

2.4 采用協(xié)作學(xué)習(xí)的方式，開展課外實(shí)踐活動，提高學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力

由于程序設(shè)計(jì)類課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)較少，時(shí)間上不允許每位學(xué)生都能完成一個(gè)大型復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)，因此可以采用協(xié)作學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行[6].以班級為單位，把學(xué)生分成若干小組，小組中成員的水平層次要合理搭配，學(xué)習(xí)任務(wù)由小組成員協(xié)作共同完成.另外，還可以在教師指導(dǎo)下開展一些課外實(shí)踐活動，鼓勵學(xué)生參加各種專業(yè)技術(shù)資格和水平考試，輔導(dǎo)學(xué)生參加各種編程競賽，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生分析與解決問題的綜合能力.在協(xié)作學(xué)習(xí)和參與實(shí)踐活動的過程中，學(xué)生之間能相互啟發(fā)、相互促進(jìn)，有效調(diào)動學(xué)生之間交流的積極性，增強(qiáng)對程序設(shè)計(jì)語言的認(rèn)知興趣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索問題的熱情，提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力.

3 結(jié)語

本文通過深入分析計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中產(chǎn)生問題的原因，從實(shí)驗(yàn)教材編寫、學(xué)時(shí)安排、教學(xué)手段以及實(shí)踐教學(xué)平臺制定等多個(gè)方面對該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了較為深入的研究和探討.以上改革措施在我校的2009和2010級的理工科專業(yè)的學(xué)生中進(jìn)行了嘗試.實(shí)踐表明，通過以上改革，基本上杜絕了學(xué)生缺席、遲到和早退現(xiàn)象；教師和學(xué)生的重視程度都有所增加，實(shí)驗(yàn)更加認(rèn)真；提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的編程能力和程序設(shè)計(jì)思維能力，真正實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力、獨(dú)立自主的能力、合作與交流的能力、改革與創(chuàng)新的能力，有效地提高了該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和社會對應(yīng)用型人才的需求，應(yīng)用型本科院校的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的實(shí)驗(yàn)教學(xué)又會有新的需求和特點(diǎn).只有主動適應(yīng)新形勢和新要求，大膽探索計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言實(shí)踐動手能力培養(yǎng)的教學(xué)手段和方法，建立健全符合應(yīng)用型本科院校自身實(shí)際和體現(xiàn)自身特色的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，才能培養(yǎng)出具有應(yīng)用型本科院校鮮明特色的高級應(yīng)用型人才.

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