提高醫學院校學生程序設計能力改革探索

李瑋，李紅曉

摘要：C語言程序設計是信息管理與信息系統專業一門必修的專業基礎課，作為入門級程序設計語言，對學生后續的程序設計、數據結構等課程有很大的影響。對于非計算機專業的學生，如何更好地提高學生的學習興趣，既能讓學生掌握程序設計的基本思想，又不會因為太枯燥打擊學生的學習積極性和學習興趣，本文進行了探索研究，提出一些改革方案和措施。

關鍵詞：C語言;教學改革;任務驅動

中圖分類號：G642.0???? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0140-03

作為醫學院校的學生，學習程序設計的首要目的，并不是單純學習一門編程語言，更重要的是提高學生使用計算機解決實際問題的能力。學生學到的不單純是程序設計語言本身，更主要的是遇到實際問題時，能夠用嚴謹的邏輯思維分析問題，利用計算機解決問題的能力。所以我們對醫學院校學生講授這門課的時候，所有的邏輯主線都以分析、解決實際問題而展開，C語言本身的數據結構、語法等都是圍繞這個中心展開。

一、教學中存在的問題

C語言本身數據結構相對簡單，語法結構清晰，便于算法的描述。再加上編譯環境相對簡單，學生可以把更多時間放在程序設計的方法上，所以大多數學校都把C語言作為入門程序設計語言。目前我校的C語言課程針對醫藥管理學院信息管理與信息系統專業大一第二學期開設，大多數學生剛開始接觸程序設計。由于C語言本身專業性很強，概念抽象難懂，學生普遍認為難度大，無從下手，學習積極性越來越差，逐漸失去興趣，對后續的其他程序設計課程的學習影響很大。究其原因，筆者認為有以下幾點。

1.學習目的不明確，在以往的教學中，有的學生覺得自己以后不會從事程序設計方面的工作，學習這個課沒有什么意義;即使是對程序設計感興趣的學生也會感覺C語言是上個世紀70年代的產物，我們還在學習這門課程太落后。這些學生上課、實驗不認真預習，課后不總結，學習效果自然不好。

2.教師授課重點不正確。在以往的教學中我們一直沿用傳統的授課模式，教師課堂講授和學生上機操作相結合。上課的時候老師按照書上的章節授課，實驗時，老師輔導學生進行調試。這樣的授課方式效果并不好，上課的時候，學生好像是都學會了，但上機實驗的時候會發現，學生面對實際問題顯得無從下手，不知所措。出現這種局面，最主要的原因就是我們日常的教學過程大都是按照程序設計語言自身的體系結構為脈絡展開的，使用的教材也一直沿用譚浩強的《C程序設計》模式，按照數據結構、順序結構、選擇結構、循環結構等章節展開，看起來也是由簡單到復雜，符合人的認知規律。這樣的教學模式太注重C語言本身的語法和細節，忽視了對學生程序設計思想的引導。上課的時候，教師一方面為了完成教學任務，另一方面為了讓學生應付各種考試，所以盡可能地多向學生灌輸C語言知識點，學生始終處在被動接收的狀態，即便是掌握了老師上課時候所講的內容，都是分散的知識點，遇到實際問題，無法用學到的知識來分析解決。對于非計算機專業的學生來說，即使以后從事程序設計的可能性不大，但是現在計算機已經覆蓋到了社會的各個層面，學會如何運用計算機思維去分析問題、解決問題是一項必不可少的技能。

二、C程序設計教學方案改革思想

鑒于教學中出現的許多問題，我們提出以下教學改革思想。

1.引入“項目引導、任務驅動”的理念，激發學生興趣。“項目引導”是將實踐項目貫穿于教學的始終，用項目和任務進行新知識的引入，激發學生學習動力;“任務驅動”是在教學過程中，根據項目總體要求，以完成一個個具體的任務為線索，把教學內容巧妙地隱含在每個任務之中，讓學生自己提出問題，并經過思考和老師的點撥，自己解決問題。在學期開始，首先要選取幾個趣味性強或者和他們生活息息相關的幾個項目給學生展示，讓學生充分了解程序設計的神秘，激發學生興趣。告訴學生這幾個項目將會在以后的學習過程中，一直貫穿始終，到學期末的時候，自己將可以主宰程序的運轉。把這些項目拆分成為若干任務，就是每節課他們需要學習的知識點。學生的每節課、每個實驗都是為了解決整個項目中的某一個問題。這樣，學生在學習的時候帶著一定的目的，不會覺得學習程序設計沒有用;另一方面每次解決了一個問題，都是對學生自信心的一個提升，其學習興趣也就會越來越濃。我們以學生成績管理系統為例，系統能夠實現的功能包括：各類課程成績的添加、修改、刪除、查詢、排名、統計等。學生在看完系統演示以后，對整個項目有一個總體了解。接下來是模塊劃分，系統能夠實現的功能可以轉化為C程序的函數，這樣就引入了第一個知識點函數。在某一個函數中又如何來實現功能呢？這樣就引入第二個知識點C程序的基本結構。查詢功能涉及到函數、變量定義、選擇結構、循環結構、文件操作等大知識點，函數又包含函數定義、函數調用、參數傳遞等知識點。這樣把一個大的項目劃分成為若干個知識點，學生按照項目的要求，每節課學習必須的知識點，完成項目中某一項任務。

2.注重實踐環節，加強系統分析設計能力培養。實踐環節不僅包括上機調試，還包括上機以前的系統分析設計。通常我們上機練習都是由老師布置課后習題，學生上機調試。書上的大部分習題都是由例題改編而成，學生需要做的就是修改例題，調試完成。這樣的實驗在學期初是必須的，但隨著學習的不斷深入，單純的模仿很難提高學生的能力，必須要引導學生動腦筋思考。這就要求老師布置作業時要根據整個項目的結構、學生學習的進程設計作業，給學生提出新問題。這樣就要求學生上交的作業不僅包括程序代碼，還包括程序的分析、設計過程，這樣才能鍛煉學生思考、分析問題的能力。教師在進行實驗內容設計上，應該考慮到學生的學習進程、學習狀態，在課程的前期教學中，實驗內容應該按層次劃分成基本實驗和提高實驗。基本題應該按照模仿例題的方式，讓學生通過簡單的修改就能實現，比如教材中有兩個數字比較大小的例題，可以讓學生完成三個數字比較大小的作業，一方面學生可以盡快掌握C語言程序的基本結構，另一方面學生很容易產生成就感，激發學生學習興趣。在課程的后期教學中，實驗內容以綜合性實驗為主，這個時候的實驗不能要求所有學生都全部完成，應該分組進行，讓前期表現優秀的學生充當團隊負責人，帶領其他學生完成項目。為了培養學生分析問題解決問題的能力，在實驗遇到問題的時候，首先要求團隊之間有一個內部交流討論的過程，這個過程應該是團隊內部學生進步最快的一個過程，應該作為團隊考核的一部分。如果內部不能得出結果，可以上網查閱其他資料，和其他團隊或教師交流。在進行程序設計指導過程中，教師不應該統一標準，應該尊重每個學生的個體差異，對于不同的學生要鼓勵其從不同角度認識問題，使用不同的方式描述算法，用不同方法求解問題，同時給予適當的科學的評價。在實驗內容的設計上，針對同一個實驗任務，要鼓勵學生使用不同的算法來實現，從而培養學生計算思維的多樣性和創新性。

3.充分利用豐富的網絡資源。當前網絡技術飛速發展，覆蓋著整個社會的各個層面。絕大部分學生都可以通過圖書館、宿舍寬帶或者手機接入互聯網。這樣使得學習的方式更加多種多樣。為了讓學生課后也能自主學習，網絡學習平臺是一種新型的學習方式，它在悄然地改變著我們的生活，為我們提供了良好的學習環境和互動學習的機會。我們自主開發了學生在線學習平臺，不僅對學生開放了教學大綱、電子教案、實驗指導等模塊，學生還可以通過這個平臺提交作業，單元測試，與老師在線交流，隨時提出問題。這種新型的學習方式，為我們提供了新的更廣闊的學習空間，也在悄然改變著我們的學習觀念和學習方式。

4.構建多樣化的考核方案。教學評價是檢驗教學質量并使教學不斷改進和完善的重要環節，同時也是指引學生學習方向的一個燈塔。傳統的考試基本上是期末成績+出勤+實驗報告。這種形式過于死板，理論性知識較多，實踐操作較少，不利于培養學生的綜合能力。老師在教學的過程中也受到考試的影響，盡可能多地灌輸C語言知識點。如果不在考核中加入學生程序設計思想、分析問題解決問題的能力等，整個教學方法設計就沒有辦法執行。“項目引導、任務驅動”的考核方案應該包括學生的知識能力、素質表現和技能表現三部分。考核形式應該包括形成性考核和終結性考核相結合的方法，實現評價過程的動態化。每個項目考核時應該涵蓋知識、技能、態度三方面。考核成績的評定在項目化教學中進行，以項目完成情況為基礎。既重視項目成果，也重視項目實施過程中的態度。根據程序設計課程的特點，我們采用全過程考核方式，將學生的成績認定貫穿于整個學期。終結性考核即期末成績的比例下降到50%，形成性考核即平時成績的比例上升到50%。在形成性考核部分中，課堂出勤占20%，包括實驗的出勤和參與情況、實驗過程中的態度、紀律。團隊考核占30%，團隊成績中，負責人占60%，其他團隊成員占40%，考核內容包括團隊的創新能力、協作能力、溝通能力。創新能力是指團隊對于問題能給出的解決方案和算法是否合理。協作能力是指團隊對于給出的綜合性實驗，是否能合理分配人員角色，人盡其才。溝通能力是指團隊在遇到問題時的討論情況，是否及時有效。課堂表現占30%。課堂表現分成兩部分：①課上實訓題目完成與操作情況。程序完成情況占60%：能正常運行，無語法錯誤;若有錯誤，經學生本人調試后能正常運行;基本功能完備;在完成基本功能的基礎上，有擴展。操作情況占40%：要求操作熟練，各種操作有提示。②課上解答方法講解部分：每講解一題加分，如有不同解答方式可繼續講解，有創意的加分。實驗報告占20%。這種考核辦法一方面降低了期末成績的比重，大大降低了學生臨時抱佛腳的想法;另一方面平時考核比重增加，促進學生學習的主動性、積極性。以往學生的學習過程，隨著課程難度逐步增加，學生越來越難學懂，也不愿與老師交流，興趣越來越低。在新的考核方案中，每個學生都存在于一個團隊中，有了一個互相交流的平臺，有問題都可以相互交流。另外團隊的成績與自己息息相關，大家都愿意為了團隊的成績盡心竭力，既能學到更多程序設計的知識，還能培養學生團隊協作、與人相處的能力。

隨著社會的不斷發展，社會對學生的要求也在不斷提高，如何培養提高學生的創新精神、團隊意識及分析問題、解決問題的能力，我們需要不斷對教學方式方法改進創新，才能適應社會新的發展需要。

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基金項目：2013年山西省高等學校教學改革項目（J2013081）;山西中醫學院專業建設與教學改革第三批立項項目（2013107、2013110）