體驗式編程教學的應用研究

唐思源 白金牛 李擎乾

摘 要 針對編程課程入門難 學生學習積極性不高等問題 文章利用體驗式編程教學方法對 數據庫開發技術 課程進行實踐研究 通過實驗教學和任務驅動等方法培養學生的實踐能力和協作能力 使學生建立編程思維 在完成教學任務的同時 也提高了學生的學習興趣和小組成員之間的溝通及團隊合作能力

關鍵詞 體驗式編程教學 數據庫開發技術 課程 任務驅動 編程思維

中圖法分類號g642? ?文獻標識碼a

１ 引言

“數據庫開發技術”是一門以編程為主的實踐操作課程，學習本課程之前，需要掌握一門編程語言和學習數據庫原理的相關知識。該課程主要講述的是ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 關系型數據庫管理系統軟件的應用，通過本課程的學習，學生可以應用ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 平臺工具，進行數據查詢、數據修改、刪除等操作，還可以對數據庫的安全性和數據庫的完整性進行控制和管理等［１］ 。同時，可以將數據庫與前臺編程工具ＡＳＰ．ＮＥＴ 和Ｊａｖａ等進行連接，前臺界面可以增、刪、改、查數據，后臺數據庫也可以操作和管理前臺數據。

在開設該課程的過程中，發現學生主動參與編程活動的積極性不高、自主學習能力較差，主要原因是很多學生沒有建立編程思維，對代碼的整體框架結構不理解，只能死記硬背一些不能理解的語法規則，導致學生學習效率低下，無法提高學習興趣。此外，教師的教學難度也加大，教學效果也不理想，沒有達到預期的教學目標。因此，本文提出體驗式編程教學方法，該方法通過實驗教學和任務驅動法等［２］ 培養學生的實踐能力和協作能力，讓學生在動手實踐和完成編程任務的過程中，通過編程體驗活動，獲取知識并主動思考、發現問題和解決問題。

２ 搭建編程體驗式教學模型

編程體驗教學是在體驗教學理論知識的基礎上發展而來的，在教學的過程中，又借鑒了任務驅動和實驗教學等方法。任務驅動法的教學過程是：老師先根據教學大綱下發教學任務，學生在完成學習任務的過程中獲得所學知識［３］ 。實驗教學是以學生動手操作為主，完成具體的實踐操作內容而獲得學習知識的過程。在實驗過程中，教師可以根據實際情況有針對性地進行指導。在利用體驗教學方法講授課程時，首先要搭建比較理想的學習環境，吸引學生主動參與到學習中，從而培養學生的動手、協作和實踐能力。搭建編程體驗式教學模型分為４ 步。第１ 步，教師設計并規劃編程體驗環境，搭建以計算機為主的軟硬件開發平臺，并指導學生熟悉編程環境，并盡量提供形象生動的素材把學生帶入編程環境，引導學生逐漸建立編程思維和對程序有一定的感悟。同時，積極鼓勵學生多進行課上及課下的實踐動手操作，盡快熟悉編程環境。第２ 步，根據教學目標設計合理的教學內容，教學內容要體現所學知識的重點和難點。課堂上，教師可以采用案例法講授每一個模塊的知識點，先編寫完整的代碼并進行演示，讓學生體會編程體驗的效果，逐步建立編程思維，然后學生模仿教師進行編程，在學生完成教師交給的素材內容時，教師需要指導和監督學生具體的實驗和學習過程。第３ 步，在開展教學的過程中，教師需要組織學生之間進行分組討論和交流，實現學習技能、知識和經驗的信息共享，每個小組需要對學習過程進行總結，以建立編程體驗感悟。交流的方式除了對班級學生進行分組的直接交流外，還可以建立ＱＱ 群，或利用慕課平臺進行間接交流，合理選擇通信工具可以輔助師生或生生之間協作交流。同時，慕課平臺還會記錄溝通內容，也可以將其作為教師對學生的評價材料。第４ 步，教師對學生的學習過程進行評價。評價內容包括３ 方面。（１）完成編程任務的效率。可以通過編寫代碼的時間和行數、運行的時間及結果等評估。（２）完成編程任務所用的方法和手段。評價學生是否充分利用互聯網和其他信息資源，也能幫助教師了解學生之間的個體能力差異，教師可以根據實際情況，有針對性地對部分學生給予一定的幫助和指導。（３）完成編程任務的態度和情緒。及時評價學生的學習行為也是重要部分，如是否有較高的學習積極性、是否對編程感興趣、學習態度是否端正等，可以通過檢查實驗報告、課堂提問等方式進行及時有效的評價。

這４ 個步驟組成了編程體驗教學的循環模式，也是一個循序漸進不斷深入學習的模式，學生經過這樣不斷的循環學習獲得所學知識，并不斷提升自己的編程能力。

３ 執行編程體驗式教學

體驗式編程教學的執行過程如下。第１ 步，課前準備。準備好電子課件，制定合理的編程教學內容，上傳與教學內容相關的素材和教學資料，搭建好編程環境，下發指定的教學任務等。第２ 步，課中講授授課內容。明確課程的重點和難點，拓展相關知識點，對關鍵程序步驟及代碼進行講解和演示。第３ 步，開展編程教學活動。教師分配任務，學生自主或分小組進行編程，并完成單元學習任務，教師對學習者遇到的一些難點可以適當給予指導，對個別完成學習任務困難的學生可以加大指導力度，任務結束后，上傳完成的編程體驗任務作品。第４ 步，對本次編程體驗教學進行總結，教師組織交流討論，小組匯報或作品展示，分享學習體會和學習方法。第５ 步，對學習者提交的作品質量進行評分，包括小組互評和教師評價，最后讓學習者完成本次編程體驗教學的實驗報告。

４ “數據庫開發技術” 編程體驗課程的總體設計與實現

本課程選擇的實驗對象為信管專業３ 年級本科生，共４０ 位學生，都有一定的高級語言編程基礎，并已開設了“數據庫原理”課程。實驗條件也完全具備，選擇的是本校計算機學院的專業機房，學生人手一臺計算機并安裝了軟件環境，教師可實現演示和控制學生計算機。講授該課程的教師也具備高學歷、高級職稱，以及教學方法多樣化等優勢，教師可以利用學校提供的網絡化教學平臺，上傳學習資料，與學生進行溝通互動、批改作業等。

“數據庫開發技術”課程的教學目的是學生在學完本課程后，能夠熟練掌握數據庫的基本概念和理論、數據模型及概念模型、關系數據庫、關系數據庫標準語言、關系數據庫理論、ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００８ 的各主要組件、ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００８ 數據庫的管理和表的簡單管理、、基礎的Ｔｒａｎｓａｃｔ?ＳＱＬ 的單表和多表的查詢語句、簡單數據庫的設計，并使用目前比較流行的高級程序設計語言開發具體的應用系統。同時，使學生具有初步分析實際數據庫應用的能力，培養學生的綜合實踐與創新能力［４］ 。

本課程不僅僅是讓學生掌握一門數據庫技術，其主要目的是通過完成每一個模塊的編程實驗，讓學生真實體驗數據庫技術所包含的程序思想，讓學生建立編程思維。通過“學生信息管理系統”實例貫穿整個單元學習模塊，該實例提供給學生具體的學生信息，如學號，姓名，班級等，也提供學生必要的代碼，學生可以通過對代碼的修改或者重新編寫實現對“學生信息管理系統”中表的數據查詢、管理、創建視圖、存儲過程和觸發器等。學習完前９ 個模塊后，可以利用ＡＳＰ．ｎｅｔ 和Ｊａｖａ 等訪問數據庫，搭建一個前臺界面來增、刪、改、查后臺數據庫中的數據。學生每完成一個模塊的學習任務，需要把作品上傳到慕課平臺，還要完成實驗報告的撰寫，教師根據作品質量和實驗報告內容給予合理的評價。

５ 教學效果分析

利用編程體驗式教學方法完成對實驗班的課程教學后，為了驗證該教學方法的可行性，以及與對照班比較教學效果是否有所改進，對實驗班級的所有學生發放調查問卷。通過實際調研、網絡搜索和收集資料等合理設計問卷結構及內容，如學生對編程體驗教學的滿意度、對該教學方法的建議、利用該教學方法的收獲、該教學方法有哪些缺點等，此次共發放問卷４０ 份，填寫完問卷內容的五分之四表示問卷有效，最終經過分析和統計，共收回有效問卷３７ 份。

通過ＳＰＳＳ２０．０ 數據處理軟件對回收的數據進行可靠性分析，問卷的可靠性越高就表明學生通過編程體驗教學之后的主觀感受就越真實［５］ 。通過ＳＰＳＳ２０．０ 中的信度可以判斷回收數據的可靠性，經過數據統計，Ｃｒｏｎｂａｃｈｓ Ａｌｐｈａ 系數為０．８１２，表明本次收集的問卷可信度較高，數據統計分析結果相對可靠［６］ 。對收集的問卷進行分類和總結得出，８０％的學生對該教學方法的效果較滿意，６０％的學生比較適應這種教學效果，不適應的學生主要原因是編程基礎薄弱，在規定時間內完不成單元模塊的學習任務，還沒有建立編程思維模式。９０％的學生有比較好的學習態度，能認真并積極主動地完成教學任務，１０％的學生還沒有完全投入到學習任務的原因是平時沒有養成良好的學習習慣，有較大的惰性心理，針對這部分學生，教師將積極加強與他們的溝通。

６ 結束語

利用體驗式編程教學方法可以打破傳統教學的教師講解、操作演示、學生示范和教師評價，提升了學生對該課程的編程認識，加強了學生的實踐動手能力，也提高了小組成員之間的溝通和團隊合作能力。

本文開展的編程體驗式教學是讓學生在編寫代碼的過程中，培養學生建立編程思維模式，通過利用計算機的方式分析問題、拆解問題，最終解決問題。在問題導向的驅動下，學生可以建立算法結構模型，并最終利用高級語言編寫代碼解決現實生活中的問題。使用體驗教學方式進行課堂教學，使學生可以自主沉浸在編程學習情境中，更加專注于學習內容，從而提升自身學習的專注力。在學習編程的過程中，學生每次編寫新的程序，其實都是在接受新的挑戰，而且在思考代碼搭建以及排錯時，又潛移默化地訓練了其應對困難和失敗的能力。當編寫的程序成功運行時，那種完成作品的成就感和榮譽感，更是在鼓勵學生，讓學生對學習充滿動力和信心。

參考文獻：

［１］ 寧雪梅．基于ＡＤＯ．ＮＥＴ 技術訪問ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 數據庫的實現［Ｊ］．電子技術與軟件工程，２０２１（１５）：１９６?１９７．

［２］ 李苗苗．基于任務驅動法的計算機課程研究與實踐———以計算機應用基礎課程為例［Ｊ］．科技視界，２０２２（４）：１３３?１３４．

［３］ 戚傳軍．體驗教學模式下的編程教學應用研究［Ｄ］．杭州：浙江師范大學，２０１６．

［４］ 王俊，辛春花，程顯生．基于雨課堂智慧教學平臺的《數據庫技術與應用》在線開放課程的研究與建設［Ｊ］．數碼世界，２０２０（７）：１２５．

［５］ 李盛梅，杜雷鳴，隴顯群，等．基于ＳＰＳＳ 軟件的學生成績相關性研究［Ｊ］．文山學院學報，２０２１，３４（６）：９６?９９．

［６］ 王代懿，孫大方，陳冬華．ＳＰＳＳ 在有交互作用正交試驗結果方差分析中的應用［Ｊ］．焦作師范高等專科學校學報，２０２１，３７（４）：７３?７６．

作者簡介：

唐思源（１９８１—），碩士，教授，研究方向：數據庫技術、計算機教育。

白金牛（１９６７—），碩士，教授，研究方向：計算機教育、計算機網絡。

李擎乾（１９７６—），碩士，研究館員，研究方向：高等教育、文獻檢索（通信作者）。