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程序設(shè)計(jì)系列課程教學(xué)改革研究論文
論文摘要程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程是工科專(zhuān)業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，介紹了本課程小組依托我院本科實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，提升程序設(shè)計(jì)系列課程質(zhì)量的一些探索改革的方法及經(jīng)驗(yàn)。
論文關(guān)鍵詞程序設(shè)計(jì)課程 實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
程序設(shè)計(jì)系列課程是工科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的重要組成部分，提升程序設(shè)計(jì)系列課程質(zhì)量對(duì)于培養(yǎng)學(xué)員采用計(jì)算思維分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、提高學(xué)員程序設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)起著非常重要的作用。①目前各高校都在不斷完善實(shí)驗(yàn)室條件建設(shè)，軟硬件環(huán)境支持實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力也不斷提升，因此如何利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)，提升程序設(shè)計(jì)系列課程的教學(xué)質(zhì)量是一個(gè)值得研究的課題。
本文首先分析程序設(shè)計(jì)課程在以往教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，針對(duì)分析的問(wèn)題，重點(diǎn)圍繞如何利用實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，介紹一下我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中的一些探索，然后分析一下所取得的教學(xué)效果。最后，給出幾點(diǎn)我們?cè)谡n程體系建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的思考建議。
1問(wèn)題分析
程序設(shè)計(jì)系列課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為希望學(xué)員通過(guò)這一系列課程的學(xué)習(xí)掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想、基本知識(shí)和基本技能，掌握軟件開(kāi)發(fā)的基本過(guò)程和調(diào)試程序的基本方法，初步具備一定的采用計(jì)算思維分析問(wèn)題、并編寫(xiě)程序解決問(wèn)題的能力。
從課程目標(biāo)出發(fā)，要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中緊緊把握兩條主線：編程思想的培養(yǎng)和實(shí)際動(dòng)手能力的鍛煉，突出理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)，特別注重實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。②
然而，在以往教學(xué)中卻存在著與上述指導(dǎo)思想不符的諸多問(wèn)題，我們把問(wèn)題歸納為以下三個(gè)方面：第一，重講授輕實(shí)踐，這個(gè)問(wèn)題的原因有兩個(gè)方面，一方面是在以教師為中心的教學(xué)思想指導(dǎo)下，確立的教員講學(xué)員聽(tīng)的教學(xué)模式，另一方面是由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的缺乏。在我們前幾年的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)員的作業(yè)和最后的考試都是書(shū)面完成的，學(xué)員上機(jī)實(shí)驗(yàn)很少。第二個(gè)問(wèn)題是學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣與挫敗感均很強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)課程對(duì)于剛?cè)雽W(xué)不久的大一學(xué)員來(lái)講應(yīng)該說(shuō)具有非常強(qiáng)的吸引力，但在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)員反映老師講課聽(tīng)得懂，代碼也看得懂，就是不會(huì)自己寫(xiě)代碼，挫敗感也很強(qiáng)。時(shí)間長(zhǎng)了，學(xué)員對(duì)課程的興趣也逐漸下降。第三個(gè)問(wèn)題就是訓(xùn)練缺乏系統(tǒng)性，從目前我們?cè)罕究茖?zhuān)業(yè)的課程體系的課程設(shè)置和學(xué)員的學(xué)習(xí)實(shí)際來(lái)看，學(xué)員在大一學(xué)年學(xué)習(xí)完程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程之后，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中卻很少用到，學(xué)員自己也很少主動(dòng)去加強(qiáng)訓(xùn)練，久而久之，到了真正要用的時(shí)候，也都快忘得差不多了。
針對(duì)上述三個(gè)問(wèn)題，我們認(rèn)為在程序設(shè)計(jì)系列課程中應(yīng)該重點(diǎn)思考和解決以下三個(gè)方面的問(wèn)題：一是如何提高學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性；二是如何提高課堂教學(xué)效果；三是如何鞏固學(xué)習(xí)成果。我們認(rèn)為這三個(gè)問(wèn)題可以歸納成一點(diǎn)，就是要加強(qiáng)實(shí)踐，包括課堂內(nèi)的實(shí)踐和課堂外的實(shí)踐，從學(xué)的角度來(lái)講加強(qiáng)實(shí)踐就是學(xué)員只有真正動(dòng)手編程，才能把程序設(shè)計(jì)課程學(xué)好，從教的角度來(lái)看就是要求教員加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與設(shè)計(jì)。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索
我們認(rèn)為，對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)課程，在教學(xué)設(shè)計(jì)方面應(yīng)該把握以下幾點(diǎn)，第一就是要精講多練，精講基本概念和原理，通過(guò)多練來(lái)加深學(xué)員對(duì)概念和原理的理解與認(rèn)識(shí)；第二就是要邊講邊練，教員在講解一些重要概念的時(shí)候，讓學(xué)員同步跟著練習(xí)，既提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，又能幫助學(xué)員更好地理解概念。第三，應(yīng)該給學(xué)員提供開(kāi)放式學(xué)習(xí)環(huán)境，程序設(shè)計(jì)課程僅靠課堂的練習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此，應(yīng)該給學(xué)員提供一個(gè)可以自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，方便查閱課程教學(xué)資源，自主的檢查學(xué)習(xí)情況等；第四就是要給學(xué)有余力的學(xué)員提供項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的條件，通過(guò)項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固課堂學(xué)習(xí)成果，掌握程序調(diào)試和軟件開(kāi)發(fā)的基本過(guò)程。總結(jié)以上幾點(diǎn)，其核心就是把課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，讓實(shí)驗(yàn)室不僅提供實(shí)踐環(huán)境，而且提供學(xué)習(xí)環(huán)境，讓實(shí)驗(yàn)室支撐學(xué)員學(xué)習(xí)的全過(guò)程。
在教學(xué)實(shí)踐中，我們依托本科實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)平臺(tái)，也就是局域網(wǎng)絡(luò)、投影等教學(xué)設(shè)備，在此基礎(chǔ)上引入了多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和課程管理系統(tǒng)，利用這兩個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)精講多練，邊講邊練，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂的教學(xué)效果；同時(shí)也為學(xué)員提供了一個(gè)開(kāi)放式的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)員根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，自主的安排學(xué)習(xí)進(jìn)程，持續(xù)性的學(xué)習(xí)和實(shí)踐；依托本科實(shí)驗(yàn)室對(duì)課外科技活動(dòng)的支持，課程小組也一直積極指導(dǎo)學(xué)員參加課外科技活動(dòng)，鞏固課堂的學(xué)習(xí)成果，真正掌握程序設(shè)計(jì)思想，提高實(shí)踐動(dòng)手能力。
2.1多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
為了支持我們前面講的邊講邊練，精講多練，在教學(xué)過(guò)程中我們用到了多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在支持實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面功能非常強(qiáng)大，我們主要用到的功能主要有：（1）屏幕廣播、多教室、多教員；（2）屏幕監(jiān)控；（3）投影儀局部放大。
通過(guò)這些教學(xué)手段的使用，應(yīng)該說(shuō)對(duì)課程教學(xué)效果起到了很好的作用，一方面便于控制學(xué)員課堂狀態(tài)，另一方面也便于交互。
2.2Moodle課程管理系統(tǒng)
我們覺(jué)得要提高學(xué)生的動(dòng)手能力，首先要讓他們?cè)敢獾綄?shí)驗(yàn)室來(lái)。所以實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該有一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。首先應(yīng)該有一個(gè)完善的在線學(xué)習(xí)與教學(xué)平臺(tái)，基于這一點(diǎn)考慮，我們?cè)?009年秋季學(xué)期首先引入了Moodle課程管理平臺(tái)，③Moodle是模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境的縮寫(xiě)。這個(gè)系統(tǒng)是由澳大利亞教師MartinDougiamas基于建構(gòu)主義教育理論而開(kāi)發(fā)的課程管理系統(tǒng)。
Moodle系統(tǒng)能夠?yàn)閷W(xué)員營(yíng)造一個(gè)良好的自主學(xué)習(xí)氛圍，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是其具有內(nèi)容管理的功能：可以管理各種教學(xué)資源，包括課件、參考資料、教學(xué)視頻、輔助軟件等，供學(xué)員在線或者下載離線學(xué)習(xí)；另一方面是其具有過(guò)程管理的功能，包括學(xué)習(xí)過(guò)程、作業(yè)和考試過(guò)程的管理。 目前系列課程均已利用Moodle建立了課程管理平臺(tái)，累計(jì)發(fā)布作業(yè)120余道作業(yè)題，發(fā)布了包括課件、輔助軟件、教學(xué)視頻、參考資料在內(nèi)的各類(lèi)文檔。
2.3課外科技活動(dòng)
前面提到了以往的程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，存在訓(xùn)練不系統(tǒng)的問(wèn)題，我們也分析了這一問(wèn)題的原因，為了更好地鞏固課程學(xué)習(xí)效果，課程小組多年來(lái)一直積極開(kāi)展學(xué)員課外科技活動(dòng)指導(dǎo)，我們希望通過(guò)指導(dǎo)學(xué)員參加課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)員自主性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，體現(xiàn)以學(xué)員為主體的教學(xué)理念，學(xué)員在老師的指導(dǎo)下選取課題，培養(yǎng)學(xué)員協(xié)作分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和進(jìn)行科學(xué)探索的創(chuàng)新能力。④
這一過(guò)程中，學(xué)員通過(guò)問(wèn)題分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、編譯與調(diào)試、測(cè)試，從而更好地掌握程序設(shè)計(jì)思想，掌握程序編譯調(diào)試的基本方法與技巧，掌握軟件開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程。
課程小組近三年來(lái)指導(dǎo)本科課外活動(dòng)8組，共計(jì)30余人次。其中2009和2010年各有一組學(xué)員獲得湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目資助，多組學(xué)員獲得學(xué)院、學(xué)校各類(lèi)課外科技活動(dòng)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，代表學(xué)校參加省、市各類(lèi)科技創(chuàng)新競(jìng)賽，2011和2010年分別獲得湖南省挑戰(zhàn)杯一、二等獎(jiǎng)各一次。
3教學(xué)效果分析
前面重點(diǎn)介紹了我們?cè)诶脤?shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)，探索提升程序設(shè)計(jì)系列課程質(zhì)量所做的一些工作，下面我們簡(jiǎn)要分析一下教學(xué)效果。
總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)充分利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)，引入課程管理系統(tǒng)和多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們認(rèn)為取得了以下幾個(gè)方面的教學(xué)效果，第一，提高了學(xué)員的程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性；第二，培養(yǎng)了學(xué)員運(yùn)用程序設(shè)計(jì)思維分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；第三，在動(dòng)手能力方面，提高了學(xué)員程序設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試能力；第四，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)員參加課外科技活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)員的創(chuàng)新能力和初步的科研能力。
4思考建議
首先，對(duì)于課程體系建設(shè)，我們認(rèn)為程序設(shè)計(jì)課程并不是孤立的“某門(mén)”課程而是一個(gè)整體。程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的發(fā)展方向必然是從“單一”走向“系列”，應(yīng)該建立完善的課程體系，發(fā)揮其整體優(yōu)勢(shì)。因此，我們建議將程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程與后續(xù)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用》、《軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)》等課程統(tǒng)籌考慮，進(jìn)一步完善程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程體系。
其次，程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程作業(yè)量大，前面我們提到了，我們通過(guò)Moodle系統(tǒng)發(fā)布了100多道題，每一屆學(xué)員人數(shù)是100多人，作業(yè)量非常之大，盡管我們配備了兩名輔導(dǎo)教員和四名研究生，但是要批改這么大量的作業(yè)，工作量還是非常大的。因此，我們建議建設(shè)或引進(jìn)在線考試與判卷系統(tǒng)，一方面減少教員作業(yè)批改工作量，另一方面也可以讓學(xué)員自己隨時(shí)練習(xí)隨時(shí)檢測(cè)。
注釋
�、偈ц�,劉東升,張麗萍.“課程體系－實(shí)驗(yàn)－課外科技活動(dòng)”三位一體提升程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程質(zhì)量[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(7):98-100.
�、邳S荔,龐雄文,徐永廣,司徒錫康.強(qiáng)基礎(chǔ)、重實(shí)踐——程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革與探索[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(2):147-150.
�、鄱澎沤�,沈云云.基于Moodle的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(10):61-65.
�、芡醮荷�.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革關(guān)鍵環(huán)節(jié)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].高等教學(xué)研究學(xué)報(bào),2010.33(3):99-101.
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