程序設(shè)計(jì)課程小班試點(diǎn)

文章編號(hào)：1672-5913（2015）07-0099-03

中圖分類號(hào)：G642

摘要：針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程存在的理論與編程實(shí)踐學(xué)時(shí)安排矛盾以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中師生配比不夠、實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)不足等問題，提出加強(qiáng)預(yù)習(xí)干預(yù)引導(dǎo)、實(shí)戰(zhàn)演練、課堂教師輔導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)以及增加學(xué)生分組互助學(xué)習(xí)、學(xué)生討論、成果演示等手段，結(jié)合目前國內(nèi)外取得良好教學(xué)效果的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法、微課視頻資源實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)，并擬在小班試點(diǎn)改進(jìn)后推廣。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)課程；翻轉(zhuǎn)課堂；微課視頻；小班教學(xué)

0 引 言

為了全面貫徹落實(shí)《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高[2012]4號(hào)）精神，不斷深化本科人才培養(yǎng)模式改革，構(gòu)建研究型大學(xué)本科人才培養(yǎng)新體系，培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才，《電子科技大學(xué)本科人才培養(yǎng)方案修訂指導(dǎo)意見》以通識(shí)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、學(xué)科拓展課程、專業(yè)核心課程、實(shí)踐類核心課程、個(gè)性化課程6個(gè)課程模塊的構(gòu)建為核心，推動(dòng)課程的整合和優(yōu)化，搭建個(gè)性化、多元化的人才培養(yǎng)平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生全面、個(gè)性發(fā)展，其理工類課程模塊與學(xué)時(shí)要求如圖1所示。

基于學(xué)校的培養(yǎng)理念，計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院將培養(yǎng)目標(biāo)定位在培養(yǎng)掌握計(jì)算機(jī)基本理論和基本知識(shí)，接受從事研究與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的基本訓(xùn)練，具有研究和開發(fā)計(jì)算機(jī)軟、硬件基本能力的高級(jí)人才。程序設(shè)計(jì)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)，涉及程序設(shè)計(jì)語言（C語言）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)與分析、面向?qū)ο笳Z言（C++/C#/Java）、設(shè)計(jì)模式和軟件工程等多門課程。我們分析當(dāng)前教學(xué)中存在的如課程分割零碎、課程之間連貫性差、不同課程內(nèi)容重復(fù)較多、對(duì)后續(xù)課程支撐力度不大、教學(xué)手段落后與師資隊(duì)伍建設(shè)不足等問題，在課程、實(shí)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面做了一系列研究探索，如采用遞增式的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)分級(jí)培訓(xùn)學(xué)生程序設(shè)計(jì)技能，組建程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)團(tuán)隊(duì)，重新設(shè)計(jì)與整合關(guān)聯(lián)課程，采用自動(dòng)化批改程序軟件，建立題庫與項(xiàng)目庫等方案，并在小班連續(xù)2年進(jìn)行試點(diǎn)，取得良好效果，2014年開始在全年級(jí)推廣。

1 推廣后的程序設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀與調(diào)查分析

1.1 推廣后的程序設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀

小班試點(diǎn)在舊有培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行，C語言和C++課程內(nèi)容有整合，但仍然與其他班級(jí)一樣分開教學(xué)和參加統(tǒng)一的期末考試，便于與其他班級(jí)對(duì)比教學(xué)效果。2014年，我們基于新的培養(yǎng)方案在全年級(jí)進(jìn)行合并后的程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)，同時(shí)面臨如下現(xiàn)狀。

（1）內(nèi)容多，時(shí)間緊，以前的兩門課程合并成為一門課程之后，課時(shí)數(shù)量是以前一門課程的課時(shí)數(shù)量，而不是兩門課程課時(shí)數(shù)量的總和。

（2）導(dǎo)論課沒有打下基礎(chǔ)，如對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件及工作流程的初步認(rèn)識(shí)、內(nèi)存管理方式的理解、鼠標(biāo)鍵盤的熟悉、操作系統(tǒng)和辦公軟件的熟悉與使用等。

（3）課程合并后，兩門課程的教師總數(shù)增加，班級(jí)人數(shù)由120人以上/班減少為70人/班，達(dá)不到學(xué)校120人/班配置助教的條件，沒有助教，作業(yè)批改量大，上機(jī)輔導(dǎo)忙不過來，上機(jī)考試監(jiān)考教師人數(shù)不夠。實(shí)踐證明，每次實(shí)驗(yàn)課教師能夠輔導(dǎo)到的學(xué)生人數(shù)不超過10人。

1.2 推廣后的程序設(shè)計(jì)課程調(diào)查

課程結(jié)束后，7個(gè)班的7名教師和480名學(xué)生分別發(fā)放調(diào)查問卷，其中回收的有效反饋調(diào)查表為教師7份，學(xué)生186份。

1）教師調(diào)查反饋。

（1）合并后教學(xué)時(shí)間緊，學(xué)生掌握所有內(nèi)容有難度，存在部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，如上課玩手機(jī)和到課率不高等情況。

（2）每班上機(jī)相關(guān)練習(xí)題、實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)均超過20題，有的班級(jí)達(dá)到50道題以上。上機(jī)題目兼具應(yīng)用性和趣味性。

（3）導(dǎo)師輔導(dǎo)的上機(jī)訓(xùn)練題量大。

（4）基礎(chǔ)類型的實(shí)驗(yàn)和練習(xí)題完成情況良好，綜合性的實(shí)驗(yàn)和練習(xí)題只有部分學(xué)生能夠完成。

2）學(xué)生調(diào)查反饋。

（1）有編程基礎(chǔ)的學(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)過的編程語言種類有8種，66%的學(xué)生學(xué)習(xí)過C/C++，普遍表現(xiàn)出對(duì)目前教學(xué)狀況非常滿意，在教師指導(dǎo)下比高中學(xué)習(xí)得更深入，能夠?qū)W習(xí)到很多原理性的東西；同時(shí)也表示希望能夠給予更多的課后學(xué)習(xí)指導(dǎo)，提供工程訓(xùn)練機(jī)會(huì)。有編程基礎(chǔ)的部分學(xué)生仍然感覺上課速度快。

（2）沒有編程基礎(chǔ)的學(xué)生認(rèn)為目前教學(xué)難度合適的達(dá)73%，較難/難的達(dá)22%，簡(jiǎn)單的達(dá)5%：普遍希望教師講解得更細(xì)致，課堂上能夠演示編程過程，再多增加上機(jī)輔導(dǎo)、上機(jī)作業(yè)和練習(xí)題，能夠有項(xiàng)目實(shí)踐機(jī)會(huì)。

1.3 推廣后的期末考試情況與教師試卷分析總結(jié)

推廣后的期末考試分?jǐn)?shù)對(duì)比見表1。

表1的平均比例表明不及格率占比最高，接近1/3，90分以上占比最低，不到10%；同時(shí)表明不同班級(jí)差別比較大，教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于學(xué)習(xí)效果很重要，如教師l有多年C語言和C++語言教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，其余的教師只從事C語言或者C++語言教學(xué)，因此雖然使用同樣的教材，但是由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)手段、學(xué)生不同，使得學(xué)生掌握情況不同。教師6強(qiáng)調(diào)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)自覺性，對(duì)學(xué)生管束比較少，教學(xué)方式比較靈活，最終考試效果最差，不及格率達(dá)到44.8%，說明學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性差，教師的恰當(dāng)約束對(duì)于當(dāng)前環(huán)境下的學(xué)生學(xué)習(xí)非常有必要。

7位教師總結(jié)學(xué)生的失分點(diǎn)基本一致，主要集中在填空題的細(xì)節(jié)問題、讀程序、寫程序和判斷題，恰好是編程訓(xùn)練沒有過關(guān)的體現(xiàn)，這也和各位教師根據(jù)考試情況的反思總結(jié)一致。教師都反映需要加強(qiáng)編程練習(xí)、上機(jī)輔導(dǎo)、課上程序演示、程序設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練，但又都覺得編程練習(xí)已經(jīng)很多，上機(jī)量也很大，但訓(xùn)練效果卻不明顯。以冒泡排序?yàn)槔?，教師上課講，中期考核，期末復(fù)習(xí)，但是該內(nèi)容在期末考試中仍然是大的失分點(diǎn)且全年級(jí)都呈現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，這說明在學(xué)習(xí)過程中有的學(xué)生不認(rèn)真做，有的學(xué)生做了但沒有真正理解和掌握算法原理、編程基礎(chǔ)、調(diào)試技術(shù)。

教師反思其中一個(gè)大的矛盾是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)需求矛盾：①不講或者簡(jiǎn)單講解基礎(chǔ)理論及細(xì)節(jié)，學(xué)生只能依葫蘆畫瓢而無法舉一反三，理論基礎(chǔ)不穩(wěn)固則技術(shù)不深人，有程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的學(xué)生則不能進(jìn)行深入學(xué)習(xí)；②詳細(xì)深入講解需要花費(fèi)大量時(shí)間；③無編程基礎(chǔ)的學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)普遍不感興趣且由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教師講解的理論理解不夠深入，教師在課堂上沒有時(shí)間進(jìn)行反復(fù)講解，而學(xué)生不得不在應(yīng)用過程中根據(jù)需要反復(fù)學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)知識(shí)。

為解決這些矛盾，各個(gè)教師根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)各有取舍，其中教師5與教師7是以實(shí)踐為主與理論講授為主比較突出的2個(gè)代表。教師5采用以上機(jī)實(shí)驗(yàn)為主、理論教授為輔的教學(xué)方式，設(shè)計(jì)上機(jī)相關(guān)題目超過50題且上機(jī)演示編程過程，編程輔導(dǎo)時(shí)間多，同時(shí)另外找了優(yōu)秀學(xué)生一起對(duì)學(xué)生進(jìn)行上機(jī)輔導(dǎo)，但期末筆試90分以上的占比9.2%，不及格率為27.7%。教師7以理論講授為主，對(duì)于上機(jī)實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)嚴(yán)格按照培養(yǎng)方案的16學(xué)時(shí)，期末筆試考試成績(jī)表明學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)過少，理論掌握并不扎實(shí)，90分以上的占比為0.00%，不及格率仍然達(dá)到23.1%。以上情況說明“單腳大跨步”的教學(xué)方式效果欠佳，但兩者結(jié)合教學(xué)又存在學(xué)時(shí)數(shù)不夠的現(xiàn)實(shí)問題，此外還存在如下問題：學(xué)生認(rèn)為最難的不是理論學(xué)習(xí)，而是將理論應(yīng)用于實(shí)際；不少學(xué)生需要督促，自覺性差，而教師只有一人，怎么辦？

2 改進(jìn)措施

針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程在全年級(jí)推廣后出現(xiàn)的問題，程序設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師積極思考、討論并試圖尋找能夠解決現(xiàn)存問題的教學(xué)方法。戴爾的經(jīng)驗(yàn)之塔說明單純的課堂教學(xué)平均只能夠達(dá)到20%的效果，而具有主動(dòng)學(xué)習(xí)的參與、討論、演講等教學(xué)方法可以達(dá)到50%-90%的教學(xué)效果。既要在有限的時(shí)間內(nèi)傳授基礎(chǔ)理論，深入講解原理和運(yùn)行機(jī)制且可以在實(shí)踐過程中能夠隨時(shí)查閱學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，又要在教師人數(shù)有限的條件下給予足夠的上機(jī)實(shí)驗(yàn)演示和輔導(dǎo)，教師就需要將一些以記憶和理解為主的知識(shí)點(diǎn)放到課前讓學(xué)生預(yù)習(xí)，課堂上以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)編程練習(xí)并給予輔導(dǎo)。此外，對(duì)于一些需要深入分析的問題則可在學(xué)生預(yù)習(xí)的情況下，在課堂上以分組或者集體討論的方式解決，但存在部分學(xué)生不預(yù)習(xí)而等待教師上課講解或者學(xué)生預(yù)習(xí)目的性不強(qiáng)、自學(xué)能力不夠等問題。教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，最近幾年在國內(nèi)外逐步發(fā)展的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)恰好滿足有教學(xué)理論研究支撐和國內(nèi)外優(yōu)秀教學(xué)經(jīng)驗(yàn)借鑒等條件，具體方案如下。

（1）將理論知識(shí)的講解以微課的形式錄制成視頻，達(dá)到學(xué)生在教師引導(dǎo)條件下自學(xué)的效果，同時(shí)在學(xué)生完成預(yù)習(xí)作業(yè)后，檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)效果以便于學(xué)生根據(jù)自身情況決定是否還需要反復(fù)看視頻鞏固學(xué)習(xí)；教師也可以通過學(xué)生完成預(yù)習(xí)作業(yè)的情況制訂課堂活動(dòng)安排，協(xié)助學(xué)生更好地掌握知識(shí)。

（2）教師將分析問題、設(shè)計(jì)思路、流程圖繪制、編程、編譯鏈接、調(diào)試等演示案例的完整過程錄制成視頻，讓學(xué)生可以反復(fù)觀看臨摹，解決初期沒有教師在身邊編程入門難的問題，達(dá)到課堂演示編程的效果，避免課堂上編程占用時(shí)間過多、編程代碼文字過小后排學(xué)生看不清楚等問題。

（3）在課堂上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行編程練習(xí)，解決學(xué)生視頻學(xué)習(xí)過程中的疑問、討論解決實(shí)際項(xiàng)目問題的方法及方案的選擇。

（4）鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生幫助其他同學(xué)，對(duì)于幫助其他同學(xué)的學(xué)生給予平時(shí)成績(jī)加分，解決缺乏編程輔導(dǎo)的問題。

（5）在現(xiàn)有培養(yǎng)方案條件下擬用部分班級(jí)試點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，部分班級(jí)不采用，然后進(jìn)行效果對(duì)比和進(jìn)一步分析與改進(jìn)，使其更適合當(dāng)前的本科教學(xué)。

3 結(jié)語

基于“全面發(fā)展的創(chuàng)新教育”人才培養(yǎng)理念培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才，除了構(gòu)建合理的人才培養(yǎng)體系外，還需改進(jìn)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)更直觀有效的課程教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)以實(shí)踐理論“戴爾的經(jīng)驗(yàn)之塔”和布魯姆認(rèn)知教育目標(biāo)分類模型理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)，學(xué)生是教育的主體，教師的教是為了不教，自主學(xué)習(xí)具有無可替代的價(jià)值。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法以學(xué)生為主體進(jìn)行研究，能夠在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)達(dá)到傳授知識(shí)、教授技能、培養(yǎng)自學(xué)能力的目的，可操作性強(qiáng)，是解決現(xiàn)有程序設(shè)計(jì)課程改革問題的有效方法，但效果和存在的問題還有待多次試點(diǎn)改進(jìn)及全面推廣后具體分析及解決。