程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐*

丁長松　馬華（、湖南中醫(yī)藥大學(xué)　管理與信息工程學(xué)院，湖南　長沙　4008　、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院　信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南　長沙　4005）

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐*

丁長松1馬華2
（1、湖南中醫(yī)藥大學(xué)管理與信息工程學(xué)院，湖南長沙4102082、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410205）

摘要：針對(duì)當(dāng)前程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的主要問題，近年來，我們從四個(gè)方面對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了一系列改革，包括：基于“雙主教學(xué)設(shè)計(jì)”改革傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；結(jié)合校企合作，應(yīng)用“項(xiàng)目教學(xué)法”改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法；基于新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開展“協(xié)作學(xué)習(xí)”；積極推進(jìn)“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”等。這些改革的探索和實(shí)踐，有效提高了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，有利于人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革與實(shí)踐

目前國內(nèi)大多數(shù)高校都為本科生開設(shè)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，如《C語言程序設(shè)計(jì)》、《JAVA程序設(shè)計(jì)》等課程。當(dāng)前我國正在開展高等教育結(jié)構(gòu)調(diào)整綜合改革試點(diǎn)工作，其主要目標(biāo)是培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用技術(shù)型高級(jí)專業(yè)人才。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力、實(shí)踐應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力具有重要意義[1，2]。近年來我們針對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式、內(nèi)容以及方法結(jié)合應(yīng)用型本科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了一系列改革，為提高教學(xué)質(zhì)量和效果進(jìn)行了積極探索。

一、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，應(yīng)用型本科教育仍處于發(fā)展初期，其相關(guān)的理論體系仍有待實(shí)踐的探索和驗(yàn)證。國內(nèi)的應(yīng)用型本科院校所進(jìn)行的教學(xué)改革主要圍繞以下五個(gè)方面展開：

1.結(jié)合各專業(yè)的行業(yè)、職業(yè)的特點(diǎn)和需求，確立應(yīng)用型本科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才規(guī)格。

2.以面向應(yīng)用、依托學(xué)科的應(yīng)用型本科專業(yè)建設(shè)理念為指導(dǎo)，構(gòu)建“以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心”的課程體系，制訂培養(yǎng)方案。

3.強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。

4.開展適合應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)方法與考核方法的改革。

5.依托行業(yè)、企業(yè)背景，建設(shè)產(chǎn)學(xué)合作的教學(xué)環(huán)境。

以上五點(diǎn)對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革具有重要的指導(dǎo)意義。然而，作為實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，由于受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的引導(dǎo)，大都仍將理論講授作為授課重點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多停留在驗(yàn)證層面，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍還存在著教學(xué)體系上的缺陷，并受到實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊等因素影響。這些不足嚴(yán)重影響了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果，阻礙了人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

二、開展教學(xué)改革的理論基礎(chǔ)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是“以學(xué)生為中心”的自主學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)理想學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)包括情境、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)四個(gè)部分。現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展為建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的理想學(xué)習(xí)環(huán)境提供了實(shí)現(xiàn)可能?！半p主”（即“主體——主導(dǎo)”）教學(xué)設(shè)計(jì)是教師的“主導(dǎo)性”和學(xué)生的“主體性”的“雙主型”的教學(xué)過程，主要體現(xiàn)在：以學(xué)生的“學(xué)”為主，突現(xiàn)學(xué)生的主體地位、重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。項(xiàng)目教學(xué)法以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，學(xué)生以探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)。

三、教改實(shí)踐及成果

近幾年來，我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面進(jìn)行了如下探索：

（一）基于“雙主教學(xué)設(shè)計(jì)”改革傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

針對(duì)傳統(tǒng)的封閉型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不足，我們基于“雙主”教學(xué)設(shè)計(jì)構(gòu)建了適用于程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該體系以實(shí)施網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主要方式，現(xiàn)已形成了可用于個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)基于Web 2.0開發(fā)，整合了開源課程管理系統(tǒng)Moodle（modular object-oriented dynamic learning environment，模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境）以及我們開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，學(xué)生通過Internet可遠(yuǎn)程訪問該平臺(tái)?；谠撈脚_(tái)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中可靈活應(yīng)用“及時(shí)教學(xué)”（just-in-time teaching）模式，該模型貫穿學(xué)生的實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)中協(xié)作和交流、實(shí)驗(yàn)后總結(jié)的全過程，充分調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中學(xué)生的積極性，并讓教師在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中扮演組織者和參與者（但并非領(lǐng)導(dǎo)者）的角色。因而，該體系有利于培養(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力與實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（二）結(jié)合校企合作，應(yīng)用“項(xiàng)目教學(xué)法”進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和方法的改革

近年來，針對(duì)應(yīng)用型本科教育的自身特點(diǎn)和所在學(xué)校的實(shí)際情況，以及IT企業(yè)對(duì)人才能力的實(shí)際要求情況，重點(diǎn)在《Web程序設(shè)計(jì)》等專業(yè)性較強(qiáng)的課程中進(jìn)行探索改革，加強(qiáng)了校企合作，將企業(yè)中一引起真實(shí)項(xiàng)目引入課堂中，并結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)際對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革。如：根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)及項(xiàng)目的實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的設(shè)計(jì)要素從情境、任務(wù)、組織、過程、資源、評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行研究；通過學(xué)生參與項(xiàng)目的過程給出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情境設(shè)置、操作示范、確定項(xiàng)目、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面的一般教學(xué)步驟的指導(dǎo)性意見；建設(shè)了“行動(dòng)導(dǎo)向”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生可以學(xué)以致用、活學(xué)活用，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從目前的改革實(shí)施情況來看，取得了較好的效果。

（三）基于新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開展“協(xié)作學(xué)習(xí)”

當(dāng)前《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)需求和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽能力”等主要困難?？紤]到Wiki具有易用性、共享性、開放性和社會(huì)性等特點(diǎn)，我們開發(fā)了《C語言程序設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)協(xié)作平臺(tái)，該平臺(tái)利用了基于Web 2.0的Wiki技術(shù)，能夠有效支持專業(yè)老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中引入網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作學(xué)習(xí)模式。

此外，為激勵(lì)各小組開展競(jìng)爭(zhēng)性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)協(xié)作平臺(tái)中還借鑒了“ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”模式，提供C程序的在線編譯和評(píng)判功能，在實(shí)驗(yàn)過程中引入“競(jìng)爭(zhēng)”機(jī)制，以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和熱情，提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決問題的動(dòng)手能力，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（四）進(jìn)行“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理”的探索和實(shí)踐

為提高學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的利用率和共享開放性、最大限度的利用和調(diào)配實(shí)驗(yàn)資源，我們探索建立一個(gè)基于Internet的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)開放式實(shí)驗(yàn)管理。近年來，我們以開源項(xiàng)目FrameWork為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)集成了實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理、實(shí)驗(yàn)課程管理、實(shí)驗(yàn)室管理等上層應(yīng)用的平臺(tái)軟件，并且它支持完善的預(yù)約時(shí)間約束檢測(cè)和可視化預(yù)約工位的動(dòng)態(tài)生成，從而可以滿足開放式實(shí)驗(yàn)管理的復(fù)雜需求，也為我們進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了重要支撐。

四、結(jié)束語

培養(yǎng)具有較強(qiáng)系統(tǒng)應(yīng)用分析能力和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，是高等教育的人才培養(yǎng)任務(wù)，也是我們開展教學(xué)改革研究的核心目標(biāo)。通過這幾年來的不斷努力，我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的一系列改革取得了顯著效果。主要表現(xiàn)在：學(xué)生對(duì)于程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣較濃；協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)意識(shí)不斷提升；解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力有一定增強(qiáng)；學(xué)生整體的學(xué)習(xí)成績(jī)得到逐年提高，尤其是不及格率有了明顯下降的趨勢(shì)；近三年畢業(yè)生就業(yè)率一直處于全校的前列，而且就業(yè)質(zhì)量高。

參考文獻(xiàn)

[1]姚天昉.在程序設(shè)計(jì)課程中引入“計(jì)算思維”的實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（2）：61-63.

[2]何欽銘，顏暉，蘇小紅“.程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)施方案[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（5）：62-65.

Abstract:In view of the main problems faced in the course of experimental teaching for the basic course of program design, we have made a series of reforms in experimental teaching mode, content of courses and teaching methods of fundamentals of programming courses in recent years from four aspects including: reform experimental teaching system of traditional fundamental programming courses based on the "double-principle" teaching design; re原form the traditional experiment teaching content and methods by combining university-enterprise cooperation and ap原plication of "project teaching method" in teaching; carry out the "collaborative learning" based on the new experi原mental teaching platform to; promote actively "open experiment teaching" and so on. The exploration and practice of the reforms improve teaching quality and effect of the fundamentals programming curriculum, being beneficial to achieve the goals of talents cultivation.

Keywords:fundamentals of programming; experimental teaching; reform and practice

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）05-0237-02

*基金項(xiàng)目:2013年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目:(No.495，湘教通[2013]223號(hào)）《面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐》和湖南中醫(yī)藥大學(xué)校級(jí)教改課題(No.2014-JG021）.中醫(yī)藥院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系的研究與實(shí)踐。

作者簡(jiǎn)介：丁長松（1975-），男，湖南漢壽人，副教授，博士，研究方向：云計(jì)算、中醫(yī)藥信息化。馬華（1979-），男，湖南株洲人，副教授，碩士，軟件工程系主任，研究方向：云計(jì)算。