程序設(shè)計思想與專業(yè)實際應(yīng)用有效銜接之途徑

朱 勇 李進輝

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110866）

程序設(shè)計思想與專業(yè)實際應(yīng)用有效銜接之途徑

朱 勇 李進輝

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110866）

運用計算機的程序設(shè)計技術(shù)處理實際應(yīng)用問題是新世紀(jì)創(chuàng)新型人才必須具備的基本能力之一，如何將程序設(shè)計思想與專業(yè)實際應(yīng)用有機銜接，本文從教授方法、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及建立與完善將程序設(shè)計思想和技術(shù)運用到專業(yè)實際應(yīng)用的長效機制等方面進行了探討和思考。

程序設(shè)計思想；實際應(yīng)用；解決途徑；有效銜接；長效機制

在人類步入信息化社會的今天，善于運用計算機技術(shù)和手段進行學(xué)習(xí)、工作、解決專業(yè)問題已是高級人才必備的素質(zhì)。大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的一個核心任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生運用計算機思維方式解決專業(yè)實際問題的能力。教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會曾明確提出高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一就是應(yīng)用計算機解決問題的能力，要求學(xué)生能有效地掌握并應(yīng)用計算機工具、技術(shù)和方法，解決專業(yè)領(lǐng)域中的問題。作為一種實現(xiàn)方式和手段，程序設(shè)計教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力、提高應(yīng)用計算機解決專業(yè)實際問題的綜合創(chuàng)新能力和學(xué)生自身素質(zhì)等方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。那么，如何組織開展程序設(shè)計課程的教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚搼?yīng)用于實踐，并實現(xiàn)與專業(yè)實際需求的有效銜接呢？筆者根據(jù)多年的教學(xué)實踐擬就此問題談?wù)勛疽姟?/p>

程序設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀

從目前課程設(shè)置及時間安排來看，各高校程序設(shè)計課程往往開設(shè)于第一學(xué)年。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生可基本掌握課程內(nèi)涵，并能在教師指導(dǎo)協(xié)助下設(shè)計簡單的程序。但進入到高年級專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，隨著專業(yè)課學(xué)習(xí)和研究的不斷深入，會進一步深切感受到程序設(shè)計技術(shù)在促進專業(yè)學(xué)科發(fā)展方面所發(fā)揮的巨大作用。而此時由于早已結(jié)束程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)，先前所學(xué)的程序設(shè)計知識恐怕已所剩無幾，面對專業(yè)實際問題茫然不知所措。誠然，造成這種局面的原因固然很多，但筆者認(rèn)為主要原因首先是教學(xué)理念定位不當(dāng)，沒有將培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新素質(zhì)和運用計算機技術(shù)處理專業(yè)問題的能力作為教學(xué)目標(biāo)，無法實現(xiàn)將程序設(shè)計理論與專業(yè)實際應(yīng)用合理對接；其次是學(xué)生還未形成運用計算機科學(xué)的概念，從系統(tǒng)角度認(rèn)識、處理問題的思維意識以及求解問題的基本方法，在學(xué)習(xí)中缺乏探索精神和主動學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)習(xí)興趣不濃。因此，要想扭轉(zhuǎn)這種局面，真正幫助引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的程序設(shè)計知識和技術(shù)運用到處理專業(yè)問題的實踐中，實現(xiàn)與專業(yè)實際需求的有效銜接，可通過下列途徑加以實現(xiàn)。

解決途徑

（一）以提升處理專業(yè)實際問題的水平為出發(fā)點開展程序設(shè)計教學(xué)

學(xué)習(xí)程序設(shè)計的目的是了解運用計算機分析和解決實際問題的基本過程和思路，旨在幫助學(xué)生養(yǎng)成運用計算機思維方式解決各種專業(yè)實際問題，掌握計算學(xué)科處理問題的基本方法和特點。而計算機程序設(shè)計不僅邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、抽象思維程度高，同時還兼有語法枯燥、抽象性強等不同于其他門類課程的特點，因此，無論是教師講授，還是學(xué)生接受，確實存在相當(dāng)大的難度。為扭轉(zhuǎn)這種局面，教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)和提升學(xué)生處理問題的綜合能力為目標(biāo)，以拓展學(xué)生正確的邏輯思維空間、培養(yǎng)學(xué)生形成處理實際問題應(yīng)具備的基本思維方式為教學(xué)切入點，以傳授學(xué)生將抽象理論轉(zhuǎn)化為具體實際的方法，掌握運用計算機解決問題的基本方法為教學(xué)主線。為此，可按以下環(huán)節(jié)組織教學(xué)。首先，以學(xué)生所學(xué)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)知識為背景，選取一個（些）既能反映教學(xué)知識，又能適當(dāng)體現(xiàn)學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài)的典型事例作為引例，通過對其設(shè)計思想和主要代碼的分析幫助學(xué)生對程序設(shè)計課程有初步的了解和認(rèn)識，以避免由于初次接觸程序設(shè)計課程便被枯燥繁雜的語句、語法所困擾，使學(xué)生失去參與教學(xué)的積極性；其次，從系統(tǒng)構(gòu)成角度詳細(xì)講解運用程序設(shè)計技術(shù)在處理具體專業(yè)問題時所運用到的基本知識、基本算法及基本設(shè)計技巧，為構(gòu)建相應(yīng)的計算模型打下良好的基礎(chǔ)；再次，鼓勵學(xué)生大膽參與計算模型的編撰并提出富有創(chuàng)意性的建議，使模型更好地滿足專業(yè)需要；最后，借助已設(shè)計好的計算模型由師生共同設(shè)計處理程序，并通過真實場景下的實地運行調(diào)試和檢測程序的正確性。

此外，為使學(xué)生更好地掌握運用程序設(shè)計技術(shù)處理專業(yè)實際問題所應(yīng)具備的思維方式，教師可在運行正確的程序內(nèi)適當(dāng)設(shè)置一些能反映程序設(shè)計技巧和關(guān)鍵技術(shù)的一些漏洞，鼓勵學(xué)生大膽研究探索產(chǎn)生漏洞的原因，并總結(jié)出處理漏洞的各種有效思路和辦法，借此幫助學(xué)生提高處理專業(yè)問題的應(yīng)變能力。實踐證明，以這種方式組織教學(xué)既可使學(xué)生盡快熟悉和掌握程序設(shè)計技術(shù)，同時也可為學(xué)生指明解決各種專業(yè)實際問題的有效途徑，為運用程序設(shè)計技術(shù)處理專業(yè)實際問題奠定雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。

（二）將各種有效的教學(xué)方法引入專業(yè)問題的處理中

教學(xué)實踐表明，在教學(xué)過程中，結(jié)合專業(yè)需要有針對性地運用各種先進的教學(xué)方法，必將產(chǎn)生事半功倍的教學(xué)效果。因此，可將下列教學(xué)方法運用到程序設(shè)計課堂教學(xué)中。

問題法 作為一種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，問題法在程序設(shè)計課程教學(xué)中仍具有相當(dāng)大的且不可替代的優(yōu)勢。問題法的核心是通過提出典型問題，激發(fā)學(xué)生的積極參與意識，充分調(diào)動其主動學(xué)習(xí)的興趣和智力潛能。在問題選取上既要體現(xiàn)程序設(shè)計課程的基本知識、設(shè)計思想，又要結(jié)合專業(yè)的實際需要。如采用計算機處理各種專業(yè)問題時，由于處理問題要受到各種不同條件的制約，因此，應(yīng)根據(jù)不同的條件分別制定各自不同的處理方案。而處理這類實際問題比較普遍的方法是采用程序設(shè)計中的條件分支處理技術(shù)。為使學(xué)生盡快掌握該處理技術(shù)在處理專業(yè)問題過程中的思想和操作步驟，可以一個簡單同時又能反映處理思想的實際問題為例加以詳細(xì)闡述。如任意三個自然數(shù)按數(shù)值排序問題。這里首先向?qū)W生詳細(xì)介紹排序操作的基本步驟及可能使用的各種程序分支結(jié)構(gòu)，之后引導(dǎo)鼓勵學(xué)生構(gòu)造處理該問題的數(shù)學(xué)模型（即處理該問題所使用的各類數(shù)學(xué)表達式），其后由教師具體講授將其轉(zhuǎn)換為計算模型的具體過程，并在學(xué)生積極參與下完成程序代碼的設(shè)計，最后通過實驗數(shù)據(jù)的運行驗證和檢測程序。在獲得正確結(jié)果后，由教師針對上述問題的處理過程提出以下問題組織學(xué)生討論：其一，通過對上述問題的處理尋找歸納處理同類問題的編程規(guī)律；其二，通過對程序中語句（特別是關(guān)鍵語句）的位置調(diào)整而衍生的不同結(jié)果的分析，引導(dǎo)學(xué)生思考不同的分支結(jié)構(gòu)（或條件嵌套結(jié)構(gòu)）對程序結(jié)果的影響以及編制程序應(yīng)具備的正確的邏輯思維方式；其三，針對問題提出更多的富有建設(shè)性的設(shè)計方案，實現(xiàn)一題多解；最后，通過執(zhí)行過程的動態(tài)演示甄別出最佳的處理方案和質(zhì)量上乘的程序代碼，進一步提升和培養(yǎng)解決實際問題的能力。

案例程序法 案例程序法是通過相關(guān)案例程序引導(dǎo)學(xué)生將零散的計算機語言要素組裝成程序，借助模仿手段掌握編程技巧，解決本專業(yè)的各種實際問題，并借此提高處理專業(yè)問題的綜合能力和個人綜合創(chuàng)新素質(zhì)。實施程序教學(xué)法的基礎(chǔ)是首先建立一套體系完整、緊扣教學(xué)內(nèi)容，又能兼顧各專業(yè)的共性和個性特殊需求的實用案例程序。運用案例程序法開展教學(xué)時，可根據(jù)學(xué)生實際綜合運用精講型和演示型的講授方法。對于程序設(shè)計的基本理論及設(shè)計步驟等比較難懂的問題，應(yīng)結(jié)合專業(yè)實際應(yīng)用，以精講為主，教學(xué)內(nèi)容要緊扣程序設(shè)計課程的難點、重點并結(jié)合專業(yè)應(yīng)用的典型實例精講細(xì)剖，以幫助學(xué)生掌握和了解程序開發(fā)設(shè)計技術(shù)以及在專業(yè)應(yīng)用中的步驟、實現(xiàn)方法和處理過程。在此基礎(chǔ)上，為幫助學(xué)生進一步深刻認(rèn)識正確的邏輯結(jié)構(gòu)對程序功能的影響和作用，教師可通過演示法教學(xué)，動態(tài)演示大量與專業(yè)應(yīng)用有關(guān)的成功程序案例，使學(xué)生了解和掌握實用程序的組成和設(shè)計技巧。并通過程序中語句位置變換所衍生的不同結(jié)果使學(xué)生更加直觀、生動地了解和探索程序的具體設(shè)計和實現(xiàn)過程，進一步升華學(xué)生對程序的認(rèn)識以及程序設(shè)計在解決專業(yè)問題過程中的作用，為未來應(yīng)用計算機程序設(shè)計知識處理實際問題奠定較扎實的基礎(chǔ)。

（二）建立和完善程序設(shè)計思想與專業(yè)實際應(yīng)用有效銜接的長效機制

真正能夠?qū)⒊绦蛟O(shè)計技術(shù)應(yīng)用到解決專業(yè)實際問題的學(xué)生少之又少，大多數(shù)學(xué)生由于學(xué)習(xí)目的不明確，主動學(xué)習(xí)的熱情不高，仍處于應(yīng)試狀態(tài)。糾其原因，在于沒有真正認(rèn)識到所學(xué)知識對所從事專業(yè)的重要性，沒有形成將所學(xué)程序設(shè)計知識運用于專業(yè)實踐的有效機制。為從根本上幫助學(xué)生建立并完善將程序設(shè)計技術(shù)運用到實際應(yīng)用中的長效機制，可在程序設(shè)計課程結(jié)束后通過以下措施加以實現(xiàn)：其一，在程序設(shè)計課程結(jié)束后，通過為學(xué)生提供必要的相關(guān)書籍和定期舉辦程序設(shè)計技術(shù)應(yīng)用專題講座，以維持學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情和興趣。其二，鼓勵學(xué)生主動閱讀大量與專業(yè)應(yīng)用相關(guān)的典型程序案例，并在客觀條件允許的情況下為學(xué)生提供一些必要的上機實踐機會，借此提升和加強學(xué)生應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)解決專業(yè)實際問題的能力和技巧。其三，指導(dǎo)學(xué)生通過多種途徑了解計算機程序設(shè)計技術(shù)在本專業(yè)應(yīng)用的最新技術(shù)、最新發(fā)展動態(tài)以及所取得的最新應(yīng)用成果等前沿信息。其四，激發(fā)學(xué)生結(jié)合專業(yè)需要研究開發(fā)一些滿足專業(yè)需求的應(yīng)用程序或軟件，進一步提高處理專業(yè)實際問題的能力。另外，可結(jié)合專業(yè)需要定期舉行應(yīng)用程序設(shè)計建模和編程大賽，以提高學(xué)生運用程序設(shè)計知識解決本專業(yè)實際問題的水平。其五，在專業(yè)教材編撰上，應(yīng)盡可能多地融入計算機程序設(shè)計技術(shù)在本學(xué)科（專業(yè)）應(yīng)用的各種技術(shù)和取得的成果，用以強化和督促學(xué)生對程序設(shè)計技術(shù)保持持久的學(xué)習(xí)興趣，通過不斷學(xué)習(xí)提升處理實際問題的綜合素質(zhì)和能力。

將計算機技術(shù)運用到解決專業(yè)問題的實踐中，既是提升專業(yè)發(fā)展水平的客觀需求，又是社會對復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的客觀需要。因此，必須不斷強化和提升學(xué)生的創(chuàng)新思維意識，并引導(dǎo)他們自覺運用所學(xué)知識服務(wù)于社會實踐，自覺搭建程序設(shè)計理論與實際應(yīng)用有效銜接的橋梁。只有這樣，才能做到學(xué)有所得，才能不斷提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和處理問題的綜合創(chuàng)新能力。

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[4]何欽銘，等.計算機基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)——《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》解讀[OL].（2010-10-22）.（2011-3-28）.http：//www.crct.edu.cn/University/ detail.aspx?id=1198.

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G712

A

1672-5727（2012）04-0139-02

朱勇（1960—），男，遼寧沈陽人，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授，主要從事計算機基礎(chǔ)教學(xué)及教學(xué)法研究。