程序設計類課程實驗教學模式研究

吳小菁，陳星娥，林華靈

（福建江夏學院 電子信息科學學院，福建 福州 350108）

許多高校轉(zhuǎn)型發(fā)展為應用技術型高校，轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心內(nèi)容是培養(yǎng)創(chuàng)新人才.程序設計類課程是信息管理類專業(yè)、電子信息工程與工程管理類專業(yè)的核心課程.校內(nèi)目前開設的程序設計類課程[1]有C語言、C++語言、Java語言、VB.Net、C#.Net、JavaScript等.以經(jīng)驗教學與傳統(tǒng)教學為主的程序設計類課程教學方法已經(jīng)不能適應應用型技術型本科程序設計人才培養(yǎng)目標，對程序設計類課程教學模式的改革，推動該類課程對創(chuàng)新人才培養(yǎng)顯得尤為重要.程序設計類課程的教學大綱對理論教學與實驗教學時數(shù)分配方案中實驗教學占計劃學時一半以上，比如C語言程序設計學時64學時，其中實驗學時占32學時，實驗教學在程序設計類課程占有舉足輕重的地位.學生編程能力的培養(yǎng)主要是在實驗實踐過程中逐步掌握的，項目組在程序設計類課程的實驗教學中展開分類分層次教學模式研究.

1 實驗教學問題分析

項目組成員長期進行程序設計類課程的教學工作，通過調(diào)查與聽課發(fā)現(xiàn)程序設計類實驗教學工作中主要存在以下問題：學生學習情緒低；教師教學形式單一且滿堂灌；實驗項目設計不科學，不滿足各類學生學習欲望；學生沒有帶思想到機房，腦袋空白.

2 實驗教學模式改革思路與舉措

實驗課教學是程序設計類課程教學的關鍵環(huán)節(jié)，它可以幫助學生掌握程序設計的基本知識、程序設計的方法和常用的算法，掌握程序設計調(diào)試的技巧與技能.分析實驗教學中存在的問題，項目組在教學實踐中，以程序設計類課程實驗為主，提出對小班學生根據(jù)學習差異進行分類，設計趣味性加實用性強并且有層次感的實驗項目，把學生學習層次差異與層次化實驗項目在實驗教學中進行融合，構建以強化編程實踐為核心的實驗教學模式.

2.1 學生分類培養(yǎng)

對學生學情進行分析發(fā)現(xiàn)，學生學習情況有層次差異，有的學生中學已經(jīng)學過程序設計類的課程，有的學生中學沒有接觸過程序設計類相關課程，有的學生計算機基礎還掌握不好.根據(jù)學生的學情，把同一個小班的學生大體分為三種類型：主動型，被動型，接受型.所以設計實驗題目數(shù)量與難度要有針對性并且注重層次，實驗題目即要有適合大部分學生基本操作題，也要有適合小部分學生的提高題，進行層次教學.

2.2 實驗項目設計

實驗教學的總體目標是讓每類型的學生在課程學習過程中都有收獲與提高，因此在實驗項目設計上進行改革，讓實驗項目數(shù)量與難度有針對性并且注重層次，適合各種類型的學生，讓學習有差異的學生都有事情可做，主動型有學生挑戰(zhàn)性的題目，接受型學生有許多鞏固性的題目，被動型學生有基礎性的題目可做，達到因材施教的效果.下面以C語言程序設計課程中循環(huán)結(jié)構實驗教學項目設計為例子進行層次化實驗項目設計.

2.2.1 傳統(tǒng)的實驗項目設計

演示型實驗：（1）計算機1+2+3+……10；（2）計算1*2*3*……10，由教師演示.

設計型實驗：（1）求100之內(nèi)的自然數(shù)中奇數(shù)之和；（2）由用戶輸入任意一個整數(shù)n，計算n的階乘1*2*3*……*n，由全體學生完成實驗.

接下去繼續(xù)老師演示，學生設計這樣一個實驗過程.

2.2.2 層次化實驗項目設計如表2所示

預備型實驗：（1）輸入三個整數(shù)x,y,z，請把這三個數(shù)由小到大輸出；（2）輸出圖案“******”，由全體學生課前完成.

演示型實驗：（1）用循環(huán)結(jié)構輸出圖案“******”；（2）用雙重循環(huán)結(jié)構輸出6行“******”，由教師演示.

分析與設計型實驗：（1）修改程序輸出一個6行6列的“*”號并且是個平行四邊形；（2）修改程序輸出任意行數(shù)和列數(shù)的“*”，由授受型與主動型的學生完成.

創(chuàng)作與提高型實驗：（1）輸出國際象棋棋盤；（2）小明去銀行存錢，拿了一堆硬幣.已知1角厚度為1.8mm，5角為1.5mm，1元為2.0mm.小明將1角放成一摞，將5角放成一摞，將1元放成一摞，發(fā)現(xiàn)3摞硬幣一樣高.銀行正好把這些硬幣換成若干張面值為10元的紙幣.問小明至少帶了多少錢的硬幣，每種面值的硬幣有多少個？這部分主要是留給主動型學生完成.

2.3 層次化教學的融合

傳統(tǒng)的實驗教學模式采取的是典型的“講解－消化”模式，這樣的學習模式能夠正常完成課程大綱要求，但是通常會出現(xiàn)程序設計類課堂學生普遍出現(xiàn)的問題：接受型的學生能夠正常通過考核，但是往往考試完編程就忘記；被動型的學生不理解課堂內(nèi)容，課堂操作對于他們來說是空白，無從下手；主動型的學生很快完成任務，剩下的課堂時間無所適從，明顯吃不飽，慢慢磨滅對課程的興趣.

新的實驗教學模式采取的是“預備－講解－消化－提高”模式，根據(jù)學生學習層次差異進行層次教學，有針對性地實施課堂實驗教學，實驗內(nèi)容與難度能夠適合各層次學生學習要求.針對同一知識與理論運用的的實驗項目也要有相應的層次，預備型與演示型實驗項目屬于第一培養(yǎng)層次，分析與設計型屬于第二培養(yǎng)層次，創(chuàng)新與提高型實驗項目屬于第三培養(yǎng)層次.層次化教學可以進行有效的融合.每一個學生在課前都要對預備型的實驗做好準備，代碼寫在紙質(zhì)上，課前檢查，可以做到學生帶著思想來上課，腦袋不留空白；教師演示實例講解新知，讓每一個學生動手驗證，教師要關注被動型的學生，讓他們能夠跟著教師的節(jié)奏完成基礎知識的操作；分析與設計型實驗項目考驗基本原理的融會貫通，靈活應用，這時教師關注接受型的學生，給予一定的指導與幫助；主動型的學生能夠非常順利地完成分析與設計型的實驗項目，可以根據(jù)自身發(fā)展需要和實際水平靈活機動地選做創(chuàng)作與提高題，主動型的學生跟教師的交流主要在課后通過網(wǎng)絡平臺進行.

3 實驗教學模式改革教學效果體現(xiàn)

電子信息科學學院兩屆學生同一門課程的期末考試卷面分數(shù)情況如下表1所示.在2013級進行實驗教學模式改革的實踐，初步效果明顯，不及格人數(shù)降低，優(yōu)秀學生增多，平均分增加10分，2013級的許多學生還踴躍報名參加新一屆“藍橋杯”全國軟件人才設計與創(chuàng)業(yè)大賽.教學的目標是讓被動型的學生變?yōu)榻邮苄停尳邮苄偷囊徊糠謱W生升華為主動型，最終被動型學生減少甚至消失，為本專業(yè)培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型學生.

表1 兩屆學生期末考試情況

4 結(jié)束語

課題組從教改方案的確定調(diào)研到實施，在不同類型班級的實驗教學中實踐，對小班學生進行分類，認真設計層次化結(jié)構強的實驗項目，顯著提高了各類學生學習樂趣與編程能力，全面提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識與綜合實踐能力，得到學生的一致好評.但是這種實驗教學模式還有許多工作需要完善比如開發(fā)在線考試系統(tǒng)，在線提交編程作業(yè)，在線評測雷同程序等面向?qū)W生的網(wǎng)絡教學管理平臺，設計并編寫適合本院在校學生的精品教材，舉辦豐富多彩的創(chuàng)新實踐活動等.

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