基于專題和項目的程序設計實踐課程教學模式

王濤春，左開中，趙傳信，胡桂銀

（安徽師范大學 計算機與信息學院，安徽 蕪湖 241002）

0 引 言

程序設計實踐課程是對前序課程“程序設計”實踐能力的鞏固，也為后續課程“軟件工程”和“項目管理”等打下堅實的基礎，是高校計算機類相關本科專業重要的實踐課程。程序設計實踐作為一門以培養學生實踐能力為主的課程，如何做好實踐的教與學是提高本課程教學質量的最重要環節。通過程序設計實踐課程的學習，學生增強解決復雜問題的實踐能力，提升就業競爭力，與社會需求接軌[1-3]。

1.2.2 調查方法 學期授課結束最后一次課上統一發放調查問卷，采用統一指導語，由學生在知情同意的情況下無記名填寫，現場發放，現場收回。共發放問卷262份，收回有效問卷249份，有效回收率95.0%。其中，女240人，占96.4%；男9人，占3.6%。其中自愿選擇護理專業的152人，占61.0%；非自愿選擇護理專業的97人，占39.0%。以前在中小學或社會上學習過禮儀相關知識的34人，占13.7%；沒有學習過禮儀相關知識的215人，占86.3%。采用Excel軟件輸入原始數據，應用SPSS 17.0進行統計學分析和統計描述。

鼓勵兒童的親社會行為，如謙讓、幫助、分享、合作等。在一項研究中，心理學家讓托兒所教師特別獎勵那些親社會行為，如分享玩具、合作等。兩周之內，這種方法有效地減少了兒童之間的身體攻擊和言語攻擊；繼續實施幾周后，攻擊性行為又進一步淡化了。對兒童攻擊性行為的懲罰，實際上也是一種攻擊行為，是一種“以牙還牙”，可能使兒童在受到別人攻擊時采取報復手段。而這種無懲罰的方法的最大好處是，不給兒童提供“反攻擊”或“報復”的原型。

目前，程序設計實踐這類課程教學過程中，存在目標認識不清，教學方法和手段單一，內容繁雜，師生互動少，考核方案不合理等問題，具體表現如下。

從古至今，泛北部灣區域受到世界四大文明體系——印度文明、中國文明、伊斯蘭文明、西方文明的深刻影響，部分塑造了現有的價值觀、思維方式和風俗習慣，在當地文化與外來文化融合的過程中，該區域的文化也因此表現出多樣性與復雜性。

5）學生完成項目案例展示。

（2）師生互動不足。教師通過實踐作業的完成情況來了解學生的掌握情況，由于班級人數普遍較多，使得教師很難快速掌握學生的實際能力，也不能準確及時地根據學生實際情況對實踐內容和作業進行調整。此外，實踐過程中，教師對學生問題的解決普遍耗時較長，導致教師覆蓋學生數不足，常常出現部分學生有問題而不能及時得到指導的情況。

如果面部皮膚出現上述癥狀，尤其要警惕“特效嫩膚、美白”化妝品使用后產生依賴。未來幾年，我們看到的斑將不再是斑，而是亂用化妝品造成的微細血管損傷性色素沉淀；看到的過敏也不是過敏，而是亂用面膜造成的激素依賴性皮炎;看到的痘痘不叫痘痘，而是化妝品接觸性皮炎、激素痘疹。雖然“激素臉”治療起來非常棘手，頑固而易反復發作，但專家們還是有辦法對付它。需要激素臉患者有一點心理準備，療程肯定不短，其間需要積極配合醫生進行長期的皮膚治療。使用排毒修復療法治療激素臉，最終戰勝“激素臉”也不是沒有可能。

（4）考核方案不合理。現有考核方案主要包括實踐作業完成情況、考勤和期末考核組成，其中實踐作業完成情況占的比重最大。由于現有教師布置的實踐作業主要以驗證性為主，學生按照輔助材料即能基本完成作業，并不能真實反映學生的實踐能力。同時，教師一般通過手工檢查完成情況，所以不能準確及時給出學生該部分考核分，且效率低下。此外，學生項目開發和團隊合作能力比驗證性作業能夠更加鍛煉學生的實踐能力，但現有的考核方案對這部分考察不足，實踐效果有待進一步提高[4]。

于手術前、手術后1、3、7天早晨采集靜脈血并進行離心處理,離心速度為3000r/min,持續10分鐘。檢測患者的血漿凝血酶時間(TT)、血小板(PLT)水平、凝血酶原時間(PT)、活化部分凝血酶時間(APTT)、D-二聚體(D-D)及血漿纖維蛋白原(FIB)等。

同時，分層教學可以與合作學習相結合，以異質組合作學習的方法解決分層教學帶來的同質化問題。即教師在了解學生分層的基礎上再將A、B、C類平均分入不同小組，實現以好帶差。在這種理想狀態下，學生不僅僅成為教學過程中學的主體，也在某種程度上為教學集體做出了貢獻，發揮了教的能動性作用。而在實際操作中，教師要避免形式主義的小組合作，讓每個小組成員都擔負起自己的一份職責，從而保證組內合作的高效運轉。

1 專題性實踐和項目驅動概述

在實踐性教學過程中，為了更好地培養學生的計算思維，解決復雜和實際問題的能力，教師以專題為單位對核心問題和思路進行講解，并布置對應的實踐題組，從而鞏固同學的編程能力和計算思維。同時，為了培養學生的項目開發、文檔撰寫和團隊協作的能力，將同學分成若干個組，以組為單位完成小項目的開發及相關文檔的撰寫。

“專題性實踐和項目驅動”教學模式的具體內容包括：專題性教學主要以專題為中心組織教學內容，對每個專題涉及的知識點（語法、基本類庫、預知知識和專題解題思想等）進行傳授。通過“專題實例”的方式，學生能夠進一步夯實語法知識和基本類庫的使用以及掌握運用這類專題思想解決此類問題的方法，提高靈活運用知識解決實際問題的能力。同時，根據學生實際情況，通過教師安排和同學自愿相結合模式對全班同學進行分組，以項目開發為導向，指導學生合作模擬開發小型軟件項目，學生通過項目開發，加深理解所學知識，促進自主學習和團隊合作能力。

2 教學實施

3）項目實施。

2.1 專題性實踐

在專題性教學環節，教師針對前期程序設計課程學生存在的薄弱點，按專題對學生進行教學，以現實問題引出知識點，對其基礎語法知識、預知知識以及解決這類專題的思路，引導學生積極思考，探討解決這類專題問題的方案，激發學生的學習興趣，增加學生解決實際問題的能力，專題性內容見表1。

教師首先通過引入案例并分析以引導學生進行思考，再對相關知識點進行講授，然后給出這類案例的解題思路，通過舉一反三幫助學生通過相關知識點解決這類專題的案例。最后，教師給學生布置類似的實踐題，學生通過自主完成這些題目不僅鞏固了語法等基礎知識，并且提高了運用所學知識解決問題的能力。

1.3 指標判定 用MMSE量表評估患者術后認知功能，包含語言能力、回憶力、計算力、注意力、記憶力、定向力等方面，正常：27-30分，輕度障礙：21-26分，中度障礙：10-20分，重度障礙：＜10分。記錄其麻醉前、手術開始時、術中0.5h、手術完成時，患者平均動脈壓、心率，以及術后睜眼時間、拔管時間，并比較。

2.2 項目驅動

所有小組提交完整的文檔和源代碼后，教師組織各小組進行項目演示和答辯。在答辯過程中教師和同學可以對項目的開發方案和功能進行提問和質疑，項目組成員給予解答，答辯過程也是考核成績的一部分。最后，教師根據學生完成和答辯情況給出完善建議和下一步工作。

2019漢諾威國際林業木工展覽會(LIGNA 2019)新聞發布會12月4日在廣州召開，LIGNA 2019漢諾威國際林業木工展覽會將于明年5月27-31日在德國漢諾威舉行。該展覽會是世界第一大林業木工展覽會，展會將涵蓋三大主題：集成式木工——定制解決方案;智能表面處理技術;獲取資源和技術。本屆展會預計將迎來1 500多家企業在13萬m2的展出面積上展示最新木工與木材加工設備、機械和工具產品。

1）學生分組。

（3）教學效果不理想。當前，程序設計實踐課程一般以某種語言為基礎，按知識點進行講解，并布置以驗證性為主的實踐作業。這種教學不能很好地培養學生的計算思維以及解決現實問題的能力。團隊合作能力對計算機相關專業同學至關重要，同時，同學之間的互助能夠有效地促進學生的實踐能力，而現有的教學過程對這些能力培養的效果有待提高。

經過一個學年的學習，學生之間的編程能力水平參差不齊，為了盡量讓更多的學生投入到項目開發過程中，發揮同學之間的朋輩優勢，教師根 據學生的實際能力和自愿原則，將班級學生分成多組[5]，每組3～4名同學，并指定一名學生為組長。

2）建立項目簇。

通過前期課程和專題性實踐的學習，學生已經具備一定的編程能力。在此基礎上，教師發布項目簇，項目實踐難度應該適中，難度太高打擊學生積極性，難度太低不能提高學生的開發能力。項目規模合理，使得學生能夠在規定的時間內合作完成項目開發，提高學生合理分解任務和合作能力。項目簇具體見表2。

表2 項目簇

現有的程序設計實踐課程教學方式一般是教師講授知識點，學生聽講并輔助驗證性實踐題，只能加深學生對前期的程序設計課程知識的掌握。“專題性實踐和項目驅動”教學模式改變了這種教學模式，以專題性案例啟發學生的計算思維和解決實際問題的能力，并以項目為驅動，進一步增強學生的自主學習和團隊合作能力。程序設計實踐課程共51個學時，其中18學時進行6個專題性講授，33個學時進行小項目的實踐與開發。

小組根據自身情況選擇項目群中某個項目（小組之間不能選同一項目），小組成員討論確定任務分工，并制定項目實施計劃以及相應的進度計劃表，如圖1所示，項目實施共分5個階段：需求分析階段，學生撰寫軟件規格說明書和數據要求說明書；設計階段，學生要完成概要設計、詳細設計和數據庫設計；編碼階段，小組成員根據詳細設計完成編碼工作；測試階段，在完成編碼工作的基礎上，進行系統測試，包括模塊測試和整體聯調測試；驗收答辯階段，完成用戶手冊和答辯材料等文檔撰寫，并進行現場演示和答辯。項目實施過程分為課上時間和課下時間：課上，小組成員之間對相關問題進行分析、討論和實施，教師在旁輔助、指導和答疑；課下，學生根據自身任務繼續完成相關工作，查找資料并完成相應的文檔寫作。

4）項目提交。

項目小組在規定的時間內，提交各類文檔，包括：軟件規格說明書、數據要求說明書、概要設計說明書、詳細設計說明書、數據庫設計說明書、用戶手冊等。同時，提交完整的源代碼。

基于上述存在的問題，程序設計實踐課程分成兩大部分：專題部分和項目實現部分。專題部分是為了更好地培養學生的計算思維，提高解決復雜問題的能力，教師以專題的形式進行講授給出實例，并以此為基礎給出專題類的作業，學生根據自身的能力選做部分題目。項目實現部分是將班級學生以3～4人為單位進行分組，每組合作完成項目，使得學生具有一定的合作開發能力。教師根據上述兩部分，設計相應的考核方案，鼓勵學生動手開發、撰寫文檔等工作。因此，本課程的目標使學生具有解決復雜問題的能力、合作開發的技能，從而達到較好的課程實踐教學效果。

項目開發演練對提高學生的解決復雜問題能力和團隊合作能力具有重要的意義，為培養理論扎實、實踐能力強的優秀學生打下堅實的基礎。項目演練過程分為4個階段。

圖1 項目實施過程

（1）課程目標不明確。程序設計實踐課程是對前序程序設計課程（如C語言程序設計或Java程序設計等）知識的鞏固和實踐能力的提高，同時本課程也為后續的軟件工程等課程打下堅實的基礎。而很多任課教師沒有很好地理解程序設計實踐課程的教學目標，在教學過程中主要對原有程序設計課程內容重新講授，沒有突出學生解決復雜問題的能力。此外，由于實踐過程中沒有給學生設計團隊完成小項目的環節，使得本課程不能很好地為后續的軟件工程類課程打下一定的基礎。

3個完成度較好的項目小組的軟件項目成果如下。

（1）黨建管理系統。該系統著力于為各單位黨員信息的錄入、管理等，提供一個完善、統一的解決方案。前端使用Bootstrap響應式框架來快速構建網頁組件，使用Angular.js連接前端和服務器的數據交換，包括前端頁面的渲染、表單數據的提交、對服務器返回JSON數據的解析；在服務器方面，使用PHP語言來開發服務端來響應web請求；數據庫使用MySql。服務器采用的是阿里云Ubuntu服務器。

該系統功能模塊主要包括用戶管理、主題活動、三會一課、在線學習、在線測試、服務和統計模塊。

（2）黨建管理移動端。為了便于用戶能夠隨時隨地完成各類操作。使用PHP作為后臺開發語言；前端使用代碼庫Bootstrap、Ionic、angular。使得外觀美觀，移動端使用基于HTML5創建類似于手機平臺原生應用的一個開發框架。綁定了AngularJS和Sass；數據庫采用MySQL。系統部署在阿里云Linux服務器上，使用PHPstorm進行開發，利于多人協作管理代碼。

其中，t代表Term，指包含域信息的Term，coord(q，d)表示文檔包含的檢索詞數，tf(t,d)表示TF值，idf(t)2表示IDF值，queryNorm(q)：計算每個查詢條目的方差和，此值并不影響排序，而僅僅使得不同的query之間的分數可以比較，t.getBoost()表示詞匯權重，norm(t,d)為標準化因子。

（3）WIFI簽到系統。為學生上課簽到、晚上宿舍查寢、工作人員上班打卡等提供更精確、便捷、高效的解決方案。客戶端使用微信小程序的方式來開發手機客戶端，不需要針對ios和Android系統開發單獨的app，開發成本更低，通用性更強；在人臉識別驗證上，使用的是百度云人臉識別SDK進行開發封裝；在管理員后臺界面的實現上，使用了Bootstrap前端UI框架來構建前端頁面和jquery庫來保持前端和php服務器端的數據交互，服務器方面，使用PHP語言來開發服務端來響應web請求，數據庫使用MySql。

3 考核方式

課程考核是程序設計實踐課程的重要環節，也是提高學生的學習積極性和主動性的重要組成部分，除了考勤等常規考核以外，還包括專題性實踐部分和項目開發部分。

1）專題性實踐環節。

教師在完成專題性案例解析之后給出相應的實踐題，由于學生的編程能力差異較大，實踐題數目和難度相同的情況下，部分學生不能在規定的時間內完成作業，出現部分同學抄襲其他同學現象，且教師較難發現，嚴重挫傷了學生學習積極性。同時，教師也很難及時準確了解學生完成情況，基于此，教師布置實踐作業包括必做部分和選做部分。通過開發的在線評分系統教師能夠快速地掌握學生的完成情況，且系統具有一定的查重功能，能夠杜絕一定的抄襲現象。此外，教師不僅僅看學生作業完成數量，更重要的是考核學生的態度、實踐報告等完成情況。

2）項目開發部分環節。

為了提高學生的開發積極性和公平性，引入了公開答辯的考核方式來檢驗小組的完成情況。小組成員首先演示開發的系統功能，配合幻燈片展示設計方案和實現方法；然后教師和同學對完成的系統進行提問和質疑，項目組成員給予相應解答；最后教師、各小組組長給每個項目完成情況進行打分。教師對項目文檔完成情況、公開答辯情況和人員任務分解情況給出每位同學的項目完成分，具體見表3。

表3 項目考核分值表

在小組得分確定的情況下，根據小組內各成員的工作量及態度，給出每位同學項目部分的分數。

3）課程綜合考核。

采用專題性和項目驅動的教學模式根本目標是提升學生解決復雜問題的實踐能力、團隊協作和項目開發能力。對學生的每個階段進行多次評價，最終給出綜合考核成績，其計算方式如下：平時考勤（10%）+專題性實踐環節（35%）+項目開發環節（55%）。

4 結 語

程序設計實踐教學過程中以培養學生解決復雜問題實踐能力，團隊協作和項目開發能力為目標。通過專題性案例講解和項目驅動相結合的教學模式是對程序設計實踐課程教學改革的一次有意義的嘗試。這種教學模式和考核方案不僅提高了學生學習的積極性和主動性，也提升了學生的實踐開發能力。教學和考核結果表明，多個小組團隊很好地完成了項目所需功能，同時，通過課外查資料、自主學習等方式，部分小組能夠運用當前流行的設計框架來開發項目，使得這些同學不僅很好地完成了項目，且自學能力和項目開發能力得到了較大地提高，為后續的項目類課程打下堅實的基礎。