“程序設計實踐”中項目驅動教學

張玉州

（安慶師范大學計算機與信息學院，安徽安慶246133）

程序設計作為計算機專業(yè)學生的基本素質，一直備受老師和學生的重視，對核心課程的學習以及將來從事軟件開發(fā)有著重要意義。然而，調查發(fā)現(xiàn)，通過基礎語言的學習，學生的實際編程能力不足，甚至在修完“數(shù)據(jù)結構”等課程后，這種狀況依然沒有得到改善[1]。鑒于此，“程序設計實踐”課程在各大高校陸續(xù)開設，并取得了較明顯的效果[2]。1由于“程序設計實踐”興起時間不久，傳統(tǒng)的教學模式占據(jù)主導地位，主要方式為“傳遞－接受”，以“三中心”為理論核心，即“教師中心，教材中心，課堂中心”，以系統(tǒng)知識的傳授和基本技能的培養(yǎng)為目標[3]，在很大程度上制約了該課程優(yōu)勢的展現(xiàn)。同時，在該模式下的教學，師生間缺乏交流、互動，課堂上90%的時間是老師對課程知識的講解[4]。轉變“程序設計實踐”課程的傳統(tǒng)教學模式，切實提高學生的實際編程能力，已經是程序設計教學工作者面臨的重要問題。項目驅動教學模式以操作問題為對象，引領學生參與到具體項目的分析、設計、實施等全過程，以完成教學任務[5]?！俺绦蛟O計實踐”是一門實踐性很強的課程，引入項目驅動教學模式，能夠更好地實現(xiàn)教學目標，并且在南京郵電大學等高校已有采用，并取得了良好的效果。本文主要介紹傳統(tǒng)教學模式主導下的“程序設計實踐”課程教學缺陷，并闡述了項目驅動教學模式在我校的實施情況。

1 項目驅動教學

1.1 現(xiàn)有培養(yǎng)計劃

我校計算機專業(yè)編程基礎教學語言為C語言，然而，由于學時和內容的限制，學生的編程能力十分有限，目前在老師們的共同努力下，“程序設計實踐”課程得以開設。該課程雖然提高了學生的編程能力，但由于現(xiàn)行教學模式（傳統(tǒng)的教學方式）的限制，并沒有達到我們預期的教學效果。我校2014版人才培養(yǎng)方案中“程序設計實踐”課程教學內容和實驗內容只是“C語言程序設計”課程的一個簡單延續(xù)，沒有對程序設計課程進行實質性地突破，主要內容包括C語言的基本語法、基本結構以及一些典型問題，如數(shù)制轉換問題、字符串處理、高精度計算、遞歸等，所以，難以實現(xiàn)學生編程能力的改善。

1.2 項目教學法

項目驅動模式以學生為中心，強調學生自身的主觀能動性。因此，這種思想應貫穿程序設計的各個環(huán)節(jié)，項目設計過程包括：實際應用問題的選擇、問題需求的調研和分析、任務的分配、算法設計和代碼實現(xiàn)以及后期的系統(tǒng)測試等等。由于問題動機的強烈驅動，學生會對已學理論知識進行整理，并應用到具體問題的求解過程中。在2018級計算機科學與技術工科一班“程序設計實踐”課程中，完成的項目設計有：（1）工資管理系統(tǒng)，（2）高速公路收費站系統(tǒng)，（3）學生信息管理系統(tǒng)，（4）銀行管理系統(tǒng)，（5）通訊錄管理系統(tǒng)，（6）火車票務系統(tǒng)，（7）點餐系統(tǒng)，（8）圖書館管理系統(tǒng)；（9）運動會分數(shù)管理系統(tǒng)，（10）停車場車位管理系統(tǒng)，（11）酒店管理系統(tǒng)等。這些項目均有明確的功能要求，如點餐系統(tǒng)，其功能要求包括①顯示菜單，②點菜操作，③修改已點菜品，④折扣計算，⑤菜單信息修改，⑥費用結算，⑦系統(tǒng)退出。通過項目建設，學生接受了較為完整的綜合訓練，包括由問題的需求分析出發(fā)，經歷總體框架設計、模塊分割、代碼設計和實現(xiàn)以及軟件測試等過程[6]。如此的自主探索，既鞏固了理論知識，又提高了學生自身的實際操作能力。

1.3 項目設計原則

項目是項目驅動教學中的重要組成部分，其設置和選取應遵循趣味性和可行性的原則，也就是項目既能夠開展、完成，又能激發(fā)學生對程序設計的興趣，并能提高學生的程序設計能力?？尚行砸髥栴}的規(guī)模需要控制，不能過大或過于復雜；趣味性則可結合實際生活或游戲開發(fā)設置相關的問題。

目前，我們給學生提供了一些項目，供學生選擇完成，如醫(yī)院的掛號系統(tǒng)、學生成績管理系統(tǒng)、商品管理系統(tǒng)、航班訂票系統(tǒng)等等，這些問題難度均高于課本知識范圍，但規(guī)模較適度且有一定的趣味性。同時，為了豐富項目庫，使得課題的難度能夠適應學生的動手能力，鼓勵學生根據(jù)興趣和程序設計能力，自擬課程設計問題。對于學生提供的項目課題，嚴格把關，主要從規(guī)模和難度等方面，避免問題過于簡單化，或者過于復雜而導致學生無法駕馭、完成。

1.4 項目教學法的實施過程

項目實施的大致過程包括項目問題選擇、學生分組、問題模塊分解和任務分配、需求分析調研和問題總體設計、代碼編寫和測試以及最后的成果驗收（展示、答辯和材料收集）[6]。以下就我校項目驅動教學法在“程序設計實踐”課程中的實施過程展開敘述。

（1）項目庫的建立。項目庫是供學生進行問題選取的資源，項目庫的建設是項目教學法的開端，亦是重要的一步。可按照1.3節(jié)中設置的原則，進行項目庫的建設。

（2）選題和分組。為了提高項目完成的效果，我們一般在“程序設計實踐”課程期中的時候，將問題在班級進行公布。此時，學生有了C語言學習的基礎以及“程序設計實踐”前期的學習，已具備一定的程序設計能力，為項目開發(fā)作了準備。學生可結合自身的能力和興趣，進行問題選擇。在此過程中，涉及一個重要的問題，即分組問題。每組人數(shù)的多少可取決于問題的規(guī)模和難度，通常為3～5人,每組產生一名小組長，負責小組的事務管理[5]。如我校2016級和2017級計算機工科班的項目分組中，通常是5人左右為一組，其中2016級，共分成了12組，而2017級，分成了10組。2018級計算機專業(yè)的分組有所改變，每組人數(shù)不得多于4人。另外，由于轉專業(yè)的同學，沒有C語言基礎，所以他們會分散到各小組中，通過項目開發(fā)的參與，提高他們的編程能力。

（3）開發(fā)過程。選題和分組結束后，就正式進入項目開發(fā)階段，通常分配的時間為4周。過程包括問題需求分析、問題分解成模塊、算法設計、算法實現(xiàn)、代碼調試、組織數(shù)據(jù)測試等環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中，對于學生出現(xiàn)和提出的問題，給予及時的指導，并督促他們按時完成任務。

（4）材料提交。為了規(guī)范項目開發(fā)過程，提高項目驅動教學模式的效果，對于每個項目開發(fā)，均需有文檔說明，包括項目功能、需求說明、流程圖、算法設計等等，嚴格按照項目開發(fā)流程進行。文檔說明以及代碼作為材料，需要提交、回收。

2 項目管理與考核

為了檢驗項目的完成情況，對各小組進行較細致地考核。該過程可放置在材料提交之前，每組選派一名組員對項目完成情況進行匯報,包括項目的功能、實用價值、開發(fā)過程以及存在的問題。隨后，依據(jù)小組中的任務分配，對于每個成員均提出相應的問題，這樣可以避免少數(shù)同學沒有實質性的工作。根據(jù)答辯情況，每位學生成員都給定一個成績，整個小組的項目開發(fā)也會進行評分；結合個人和小組成績，小組成員會得到自己的綜合成績。每組匯報和答辯時間一般控制在15～20分鐘。另外，為了提高考核效果，增強討論的氣氛，在答辯過程中，其他組的同學也可以參與問題提問。在課程設計答辯過程中，進行了一系列的導向設置，如2018—2019學年第二學期，在2018級計算機科學與技術（工科）班的答辯過程中，對學生所完成的設計進行系統(tǒng)功能延伸，主要向網絡化、智能化、實用化方向牽引。如在訂餐系統(tǒng)的問題中，建議設計成類似于APP形式的小軟件，這樣使得用戶可以通過手機即可了解餐飲情況、訂餐并完成點菜。如商品銷售管理系統(tǒng)中，建議增加商品銷售數(shù)量和趨勢分析模塊，因為商品的需求量和眾多因素有關，如季節(jié)、消費者的購買習慣等，這樣增加商品銷售系統(tǒng)的商品銷售量的分析，并給出趨勢圖，提升系統(tǒng)的智能化，就可以幫助管理人員進行有效決策，在不同階段，進行適當商品的儲備。

為了方便課程項目的管理，建立了安慶師范大學程序設計實踐課程設計網站，該網站是結合網站管理系統(tǒng)和課程設計系統(tǒng)為一體的綜合類網站，其可將課堂課件、教學大綱、實驗報告等資料上傳，為學生提供學習的資料。針對課程設計線下繁瑣的師生交互，開發(fā)了課程設計系統(tǒng)，師生均可在線對課程設計進行管理，更加方便快捷。網站管理系統(tǒng)可管理與程序設計實踐課程設計相關的課程設計、通知公告、課堂資料、參考書目等教學資料，其中，課堂資料類別清晰明了，方便老師資料的整理，也方便學生分類查找。為了讓學生熟悉并更好地使用網站中的相關功能模塊，對2018級計算機科學與技術（工科）專業(yè)的學生進行了該網站使用的介紹和培訓。從而，關于課程設計的組員信息、相關文檔以及代碼即可通過網絡上傳至系統(tǒng)，亦可通過系統(tǒng)了解課程設計的情況，并回收材料。

3 結束語

本文介紹“程序設計實踐”課程開設的意義，以及目前該課程教學模式的弊端。項目驅動教學模式對于我們只是初步嘗試，真正的實施還有很長的路要走，大量工作有待進一步探索和研究，我們的目的就是爭取優(yōu)良的教學效果，以學生為本，努力提升他們的編程實踐能力。