高校程序設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索
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摘要：程序設(shè)計基礎(chǔ)課程作為計算機類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，對后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)能力培養(yǎng)都有重要影響。傳統(tǒng)教學(xué)方式不能較好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)不足，難以滿足新工科時代的教育要求。本文探討了該類課程教什么、怎么教、怎么考核等核心教學(xué)問題，深入分析該課程當(dāng)前教學(xué)中存在的主要問題，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實驗設(shè)置、考試考核等多方面提出教學(xué)改革意見和措施，為該門課程的教學(xué)與改革提供思路和借鑒。
關(guān)鍵詞：程序設(shè)計；課程教學(xué)；教學(xué)改革；工程實踐；新工科
1引言
《程序設(shè)計基礎(chǔ)》對于培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力和專業(yè)學(xué)習(xí)興趣及提升專業(yè)學(xué)習(xí)信心等方面都起著至關(guān)重要的作用，為后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、web應(yīng)用開發(fā)等專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，其核心地位不言而喻。針對師范類院校教育教學(xué)的特點和學(xué)生的實際情況，通過深入分析該門課程教育教學(xué)中各個環(huán)節(jié)存在的問題和不足，從教學(xué)方法、內(nèi)容、實驗以及考核等全方位進行系統(tǒng)研究和探索，有針對性地提出符合實際的有效措施與建議，對于促進課程教學(xué)改革效果、增強專業(yè)辦學(xué)能力、以及提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)都有十分重大的現(xiàn)實意義。
2當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題
師范類高校有其獨特的特點，在教育理念、教學(xué)管理等多個方面都不同于工科類院校。在師范類高校開設(shè)計算機類工科專業(yè)也必然遭遇更多的困難。通過對多年在多所理工類和師范類不同類型高校的教學(xué)科研工作經(jīng)驗的分析與總結(jié)，并以《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程為例，發(fā)現(xiàn)師范類高校計算機類專業(yè)的程序設(shè)計類課程存在以下四個方面的問題：
2.1教學(xué)方法過于“師范化”
程序設(shè)計類課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握程序設(shè)計語言基本語法的同時，重點培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計能力和計算思維，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，而傳統(tǒng)的“師范化”講授教學(xué)法并不能很好地實現(xiàn)這個目標(biāo)。大多數(shù)學(xué)生遭遇“我大概聽懂了，但我還是不知道該怎么寫程序”“書上的例子我明白也會寫，但課后編程題還是太難”這樣一些學(xué)習(xí)困惑。
2.2教學(xué)內(nèi)容過于“保守”
從教學(xué)大綱規(guī)定教學(xué)內(nèi)容，到多位教師課程教學(xué)過程(聽課)講解的內(nèi)容均不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前程序設(shè)計類課程教學(xué)內(nèi)容“中規(guī)中矩”，教師在教學(xué)中以完成大綱要求的常規(guī)知識點的講解為目標(biāo)，再舉個例子對所講的知識點進行簡單演示或說明一下，即完成教學(xué)任務(wù)。但重新工科要求的角度看，從培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新思維能力而言，則遠遠不夠。
2.3教學(xué)手段比較“單一”，目標(biāo)性不強
當(dāng)前的教學(xué)以講授教材內(nèi)容為主，以上機實驗為輔，通過上機操作鞏固課堂教學(xué)的內(nèi)容，對課堂教學(xué)內(nèi)容進行驗證。這樣學(xué)生只能掌握教材上有限的知識，其程序設(shè)計能力沒有與實際開發(fā)結(jié)合起來，用程序設(shè)計解決問題的能力沒有得到較好的訓(xùn)練。
2.4教學(xué)考核方式不夠“合理”
根據(jù)調(diào)研及與兄弟院校的交流討論，為了便于考核和閱卷等相關(guān)工作的開展，大多數(shù)師范類院校的程序設(shè)計類課程依然采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)試卷閉卷考核。其考核內(nèi)容則是對語法知識點、知識點的簡單應(yīng)用進行考核，題目方式還是傳統(tǒng)的選擇題、填空題、判斷題等，完全沒法滿足對學(xué)生的算法設(shè)計、開發(fā)調(diào)試等方面的考核要求。
3課程教學(xué)改革
針對程序設(shè)計類課程教學(xué)中存在的上述問題與不足，本文將從以下四個主要方面進行探討，并提出相應(yīng)的改進措施。
3.1以新工科教育要求為標(biāo)桿，采用多樣化的教學(xué)方法
3.1.1案例教學(xué)法
課程案例在于精，不在于多。一個優(yōu)秀的課程演示案例，應(yīng)該具有以下三個方面的特點：第一，所描述的問題應(yīng)該與要演示的知識點、技能點鍥合度很高，即該實例中的問題采用所講授的知識技能點來解決非常適合；第二，內(nèi)容為學(xué)生所熟知，或者易于理解，帶有趣味性則更好，能夠激發(fā)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于通過該實例達到對所將知識點的深入理解；第三，跨知識點融合。即涉及多個知識點，除了要演示的知識點外，其他知識點應(yīng)該是已經(jīng)學(xué)過的，或者是學(xué)生已經(jīng)掌握了的，達到知識點的融會貫通，關(guān)聯(lián)記憶，讓學(xué)生學(xué)以致用，達到靈活運用所學(xué)知識技能的目的，這樣也有助于提升學(xué)生的自信和學(xué)習(xí)興趣。
3.1.2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法
翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法[1]本質(zhì)上就是教學(xué)過程中要以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。該方法以移動學(xué)習(xí)、慕課(MOOC)[2]等多種靈活的教學(xué)方式，讓學(xué)生能夠利用課外時間自主地學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容中的基本概念、語法等基本知識。而在課堂寶貴的有限時間內(nèi)，教師可以與學(xué)生進行更具針對性的探究式學(xué)習(xí)[3]和討論，進行針對實際問題的工程實踐類項目設(shè)計與開發(fā)，使學(xué)生對所學(xué)知識有更深層次的理解，能運用所學(xué)知識進行問題的分析，并提出可行的解決方案，進而提升學(xué)生的工程實踐能力。
3.1.3基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)法
程序設(shè)計基礎(chǔ)課程作為第一門編程類課程，對于沒有經(jīng)過程序設(shè)計思維訓(xùn)練的大一新生而言，很多內(nèi)容和設(shè)計思想難以理解和掌握。如果按照傳統(tǒng)講授方法，學(xué)生很難形成全局整體的認識，重難點也不易把握。一種較好的可行方案是采用基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)方法[4]，對各個分散的知識點進行歸納、總結(jié)和提煉，以一種非常直觀的方式呈現(xiàn)那些復(fù)雜的、難以理解的教學(xué)內(nèi)容，并突出教學(xué)中的重難點，幫助學(xué)生構(gòu)建完整統(tǒng)一的課程知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)與歸納的能力，引導(dǎo)學(xué)生進行思維發(fā)散。以變量為例。
3.2以計算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，構(gòu)建豐富的教學(xué)內(nèi)容
上一節(jié)解決了課程教學(xué)中怎么教的問題，這一節(jié)討論課程教學(xué)中教什么的問題。即便教師教學(xué)能力再出色，如果教學(xué)內(nèi)容單一，也是巧婦難為無米之炊。因此，必須根據(jù)課程教學(xué)大綱和培養(yǎng)計劃中的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，選取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，重點培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和邏輯思維，讓教學(xué)過程更加飽滿，有血有肉。構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)注意下列兩點：第一，選取適合的優(yōu)質(zhì)教材?，F(xiàn)今市面上有大量的程序設(shè)計類教材，良莠不齊，定位也各有不同。教材是學(xué)生最重要的學(xué)習(xí)材料，教師應(yīng)該根據(jù)實際需要，選取注重計算思維培養(yǎng)[5-6]、適合自己教學(xué)需要的教材。第二，在教學(xué)過程中，我們選取的教學(xué)實例不應(yīng)該只是展示相應(yīng)的語法，應(yīng)該能培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生從多角度去思考問題，啟發(fā)學(xué)生能夠分析和討論其他可能的解決方案或算法，并從內(nèi)存占用、計算復(fù)雜性等方面進行分析或改進，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)密的邏輯分析和發(fā)散的創(chuàng)新設(shè)計能力，最終培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)的能力。
3.3以學(xué)科競賽為抓手和檢驗手段，針對創(chuàng)新與應(yīng)用能力的培養(yǎng)設(shè)置實驗環(huán)節(jié)
互聯(lián)網(wǎng)+時代背景下，為培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力，以賽促教，以賽促學(xué)，國家、各級政府和各類高校十分重視學(xué)科競賽。學(xué)科競賽是對學(xué)生學(xué)科專業(yè)能力的全方位考驗，注重檢驗學(xué)生運用理論知識分析和解決實際問題的能力，可以有效激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高其專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性。包括ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽、藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等多個賽事在內(nèi)，與程序設(shè)計相關(guān)的學(xué)科競賽越來越豐富，參與的高校和大學(xué)生也越來越多。以此為契機，將學(xué)科競賽與課程教學(xué)結(jié)合起來[7-8]，可以實現(xiàn)以賽促教和以賽促學(xué)的目的，通過學(xué)科競賽來檢驗教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果，進而達到幫助教師改進和提升課程教學(xué)效果的目的。在課程教學(xué)中，可以直接選取合適的歷年專業(yè)競賽真題作為教學(xué)內(nèi)容和案例，甚至作為課程實踐項目對學(xué)生進行訓(xùn)練。
3.4以工程實踐能力為考核目標(biāo)，采取科學(xué)合理的考試考核方式
課程考核[9]是對教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的直接檢驗。為了更為準(zhǔn)確地考查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握、理解、以及靈活運用的情況，特別是對算法設(shè)計及實現(xiàn)的動手能力的考查，有如下兩點建議：第一，不要考查基本概念等識記類內(nèi)容，要以考查多知識點融合、運用多個知識點綜合運用的方式進行考核。重點考察對知識技能點的理解和運用能力。第二，以考查算法設(shè)計為主，給出一些較為實用的偏工程應(yīng)用的問題，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新實踐能力，通過深入分析，進而綜合運用課程所學(xué)內(nèi)容進行程序設(shè)計并編碼實現(xiàn)。從考核上進一步引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生主動思考、善于分析、長于設(shè)計和實現(xiàn)的能力。
4結(jié)語
《程序設(shè)計基礎(chǔ)》作為第一門編程課程，對大一新生難度較大，但它又是諸多后續(xù)專業(yè)課程必備的前導(dǎo)課程，在專業(yè)能力培養(yǎng)中占據(jù)十分重要的地位。本文從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等全方位進行思考和探索，運用先進的教學(xué)方法和技術(shù)手段，瞄準(zhǔn)新工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)這一核心培養(yǎng)目標(biāo)，進行深入的教育教學(xué)改革探索與實踐，希望能為程序設(shè)計類課程的教學(xué)研究提供有益的參考和啟發(fā)。
參考文獻：
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[4]謝方方,謝志英,李艷.基于“思維導(dǎo)圖”的《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)改革探討[J].軟件導(dǎo)刊(教育技術(shù)),2019,18(03):21-23.
作者：王安志 邵云 單位：貴州師范大學(xué) 大數(shù)據(jù)與計算機科學(xué)學(xué)院
