講練展教學(xué)模式的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探研

曹文平　寧彬

摘要：針對目前程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的主要問題，結(jié)合湖北文理學(xué)院開展的講練展教學(xué)模式改革，將該模式應(yīng)用到程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中。通過講、練、展三個方面的有機(jī)結(jié)合，借助考核模式的優(yōu)化、學(xué)科競賽的拓展等途徑，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：講練展；程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-8228（2017）01-76-03

0.引言

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)生掌握的程度直接關(guān)系到后續(xù)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。對培養(yǎng)具有實(shí)踐能力及創(chuàng)新精神的高層次應(yīng)用型專門人才的地方高校來說，程序設(shè)計(jì)貫穿于學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程，所以要求該課程讓學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，完成從抽象理論到工程思維的轉(zhuǎn)變，通過工程應(yīng)用來強(qiáng)化基本理論的掌握，達(dá)到兩者間的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的效果。此外，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用能力，形成學(xué)校與企業(yè)之間的無縫對接。

傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課堂教學(xué)模式已不能滿足這種需要，圍繞這門課程的教學(xué)改革，許多高校進(jìn)行了嘗試，提出了多種形式的教學(xué)改革方案。周世平提出了以學(xué)生為中心制定課程目標(biāo)、考核、課程內(nèi)容及學(xué)習(xí)方式教學(xué)改革方案；楊梅提出了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的教學(xué)改革方案等等。我院圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型高級人才的目標(biāo)，提出了開展講練展教學(xué)模式。結(jié)合計(jì)算機(jī)類專業(yè)的特點(diǎn)，將講練展教學(xué)模式應(yīng)用到程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革中，通過教師的講授、學(xué)生的練習(xí)、學(xué)生成果展示三個階段，完成學(xué)生從基本理論到工程應(yīng)用、從局部到全局的工程思維訓(xùn)練過程，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，也使學(xué)生更好地適應(yīng)從理論學(xué)習(xí)到工程訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變。

1.程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程，其作用是讓學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)語言的結(jié)構(gòu)，掌握程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，具備一定的分析和解決實(shí)際問題的能力。該課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的入門課程，學(xué)生如果沒有很好地掌握，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)很不利。目前來看，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)普遍存在很多共性問題，主要有以下幾方面。

（1）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不夠，不能做到主動學(xué)習(xí)。一方面學(xué)生剛剛升入大學(xué)，經(jīng)過緊張的高考，思想會有放松；另一方面程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程需要訓(xùn)練的是計(jì)算思維能力，而該能力的形成需要較長時間訓(xùn)練，需要挑戰(zhàn)舊有的思維習(xí)慣，如果沒有堅(jiān)定的毅力和足夠的興趣做動力，就很容易半途而廢，一旦學(xué)生遇到編程困難，興趣也就隨之下降；最后是學(xué)習(xí)過程中偏離重點(diǎn)，如學(xué)生糾纏在程序語法方面。

（2）學(xué)習(xí)課時相對偏少。學(xué)生初次接觸程序設(shè)計(jì)，既要熟悉基本語法和基本的設(shè)計(jì)方法，還要訓(xùn)練計(jì)算思維，僅僅通過課堂講解、實(shí)驗(yàn)和布置作業(yè)，難以完成目標(biāo)。需要學(xué)生花費(fèi)數(shù)倍于課堂的課外時間，通過大量的課下訓(xùn)練來糾正錯誤的思維方式，形成邏輯思維和計(jì)算思維。但暫時還沒有一個合理有效的機(jī)制來保證學(xué)生達(dá)到足夠的訓(xùn)練時間。很多學(xué)校開通了課外學(xué)習(xí)課時，但是如果學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒有提升，學(xué)習(xí)效果也不會很理想，學(xué)生上課一聽就懂，下課之后不知所云，編程時無從下手，成為普遍現(xiàn)象。

（3）沒有深度拓展的算法訓(xùn)練和完整的工程化項(xiàng)目訓(xùn)練。基礎(chǔ)的編程訓(xùn)練過后，缺少程序設(shè)計(jì)的深度拓展訓(xùn)練，無法提出針對實(shí)際問題的解決方法；沒有工程化項(xiàng)目的訓(xùn)練，使得學(xué)生局限于書本的知識，無法拓寬思維，主動發(fā)現(xiàn)有價值的實(shí)際需求，與社會和企業(yè)接軌。

2.講練展教學(xué)模式在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的實(shí)施方案

2.1教師講授

這一階段幫助學(xué)生掌握基本概念及理論，完成傳統(tǒng)教學(xué)模式的目標(biāo)。結(jié)合程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，進(jìn)行多種形式的教學(xué)方式，比如MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、案例式教學(xué)等。目的是要求學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，為后續(xù)的訓(xùn)練與拓展打好基礎(chǔ)。

在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，從學(xué)生和教師兩方面入手，以學(xué)生為主體，教師起輔助引導(dǎo)的作用。學(xué)生方面主要是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，基于這一實(shí)際情況，教師通過轉(zhuǎn)變課程內(nèi)容及講授方式，結(jié)合學(xué)生感興趣的項(xiàng)目來完成教學(xué)，同時學(xué)生基于興趣，堅(jiān)持足量的課外訓(xùn)練。

關(guān)于教師講授方式的轉(zhuǎn)變，目前很多高校提出了許多可行的方案并賦予實(shí)施，取得了一定的效果。郝丹分析了MOOC發(fā)展的可行性，宋朝霞分析了翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)模式中應(yīng)用可行性。湖北文理學(xué)院進(jìn)一步推廣了基于這些形式的綜合性教學(xué)改革，將多種教學(xué)形式融入到程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，并根據(jù)課程的內(nèi)容采用不同的教學(xué)形式。

課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)語法、基礎(chǔ)專題和擴(kuò)展專題等三個部分?；A(chǔ)語法是為完成語言的載體功能的規(guī)則集合，包括運(yùn)算符、表達(dá)式、控制結(jié)構(gòu)等語法規(guī)則，是相對固定的部分，需要和其他部分結(jié)合起來學(xué)習(xí)。這部分可以弱化課堂講解，教師提供學(xué)習(xí)提綱，學(xué)生在課外自主以MOOC的方式學(xué)習(xí)?；A(chǔ)專題是教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，主要是非語法性的控制結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，是學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)思想和方法的基礎(chǔ)，是形成學(xué)生計(jì)算思維的階段。這部分前期以教師案例式講授為主，后期以學(xué)生自學(xué)為主，可采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式進(jìn)行教學(xué)，同時將一部分學(xué)科競賽的內(nèi)容融入到課堂教學(xué)中，不但能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)深度，對后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程做到自然銜接，從而激發(fā)學(xué)生求知的欲望，極大地調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。擴(kuò)展專題包括數(shù)組、函數(shù)、指針等其他部分。通過基礎(chǔ)專題的學(xué)習(xí)，學(xué)生有了一定的程序設(shè)計(jì)思想，擴(kuò)展專題相對容易，可通過MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行討論式教學(xué)，同時將一部分工程項(xiàng)目引入課堂，讓學(xué)生學(xué)以致用，模擬解決實(shí)際問題，同樣可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2學(xué)生訓(xùn)練

這一階段幫助學(xué)生加深對基礎(chǔ)知識的理解，初步應(yīng)用所學(xué)知識解決局部問題，獲得在工程中應(yīng)用知識的能力。主要通過構(gòu)建多種形式立體化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，給學(xué)生提供多層次的訓(xùn)練內(nèi)容，使得學(xué)生對所學(xué)的知識能融會貫通，進(jìn)行縱向和橫向的拓展。

這一部分具體來說，首先構(gòu)建合理的課程體系結(jié)構(gòu)，從橫向完成學(xué)生知識體系結(jié)構(gòu)的建立，為工程化的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，同時使得學(xué)生在逐步的訓(xùn)練過程中能輕松地完成多個知識點(diǎn)的融合；其次，構(gòu)建合理的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練項(xiàng)目，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，完成學(xué)生循序漸進(jìn)的訓(xùn)練過程；最后，構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)平臺，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科實(shí)驗(yàn)室到大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新基地等，同時做好和企業(yè)的對接工作，定期組織學(xué)生深入企業(yè)，了解本學(xué)科的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的訓(xùn)練分為兩部分進(jìn)行，第一部分是平時的常規(guī)訓(xùn)練，主要用于加深基礎(chǔ)語法與基本算法的理解，為學(xué)生計(jì)算思維能力的形成奠定必要的基礎(chǔ)。通過開放實(shí)驗(yàn)機(jī)房，布置課下試驗(yàn)項(xiàng)目；構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺，建立訓(xùn)練題庫，通過在線評判形式讓學(xué)生完成足量的訓(xùn)練。這樣，一方面學(xué)生可以實(shí)時看到自己的運(yùn)行結(jié)果，另一方面教師可以通過查看學(xué)生的代碼了解學(xué)生所存在的問題和不足之處，有針對性地解決問題。第二部分是項(xiàng)目綜合訓(xùn)練，完成知識的初步綜合應(yīng)用。通過給定需求明確的項(xiàng)目，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式完成整個項(xiàng)目的開發(fā)，有助于學(xué)生從工程角度理解程序設(shè)計(jì)，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，為后續(xù)的成果展示階段打下基礎(chǔ)。

2.3學(xué)生成果展示

這一階段是展示學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識得到的成果，這里所說的成果有別于課程實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目，是更深層次或更全面意義上的成果，是學(xué)生在縱向上對知識的深化、橫向上對知識綜合拓展的工程化思維的具體體現(xiàn)。比如大學(xué)生科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯、互聯(lián)網(wǎng)+、藍(lán)橋杯等學(xué)科競賽等。通過提供多種形式的平臺，學(xué)生依托這些項(xiàng)目的實(shí)踐過程，提高其工程應(yīng)用的能力。

結(jié)合湖北文理學(xué)院計(jì)算類專業(yè)關(guān)于程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實(shí)踐情況，主要通過二個途徑實(shí)現(xiàn)學(xué)生成果的展示。

一是優(yōu)化考核模式，根據(jù)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，建立合理的教學(xué)評價指標(biāo)，不斷調(diào)動了學(xué)生的積極性，對學(xué)生的學(xué)習(xí)也起到了更好的導(dǎo)向作用。教學(xué)過程中，改變了過去考核形式單一、重理論輕實(shí)踐的考核模式，建立了多樣化的評價模式，在實(shí)踐教學(xué)過程中，采用了對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行答辯的方式進(jìn)行評價，不但能展示學(xué)生的設(shè)計(jì)成果，也能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和交流能力。對于具有創(chuàng)造性和創(chuàng)新性的個人或團(tuán)隊(duì)的優(yōu)秀成果，可以作為教學(xué)案例將其納入到正常的教學(xué)內(nèi)容中來，并在教學(xué)平臺上進(jìn)行展示，這樣既能提高學(xué)生的成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能帶動其他同學(xué)共同學(xué)習(xí)，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

二是廣泛開展學(xué)科競賽活動、大學(xué)生科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，有效充實(shí)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)習(xí)深度和廣度。目前數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院設(shè)立了計(jì)算機(jī)創(chuàng)新基地，以此為依托組織學(xué)生參與中國軟件杯、藍(lán)橋杯等程序設(shè)計(jì)大賽，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時引導(dǎo)學(xué)生參與大學(xué)生科研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和教師橫向科研項(xiàng)目，大大提高了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

近幾年，學(xué)科競賽累計(jì)取得國家一等獎3項(xiàng)、二等獎16項(xiàng)、三等獎28項(xiàng)；省級一等獎32項(xiàng)、二等獎42項(xiàng)、三等獎55項(xiàng)；獲批31項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，其中國家級3項(xiàng)，省級8項(xiàng)；學(xué)生為第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文19篇，申請并授權(quán)軟件著作權(quán)24項(xiàng)。

3.結(jié)束語

講練展教學(xué)模式的三個階段并不是孤立的，而是相互穿插、相互融合的。整個教學(xué)過程以學(xué)生為主體，教師參與到各個階段中，給予指導(dǎo)和輔助。前兩個階段，訓(xùn)練學(xué)生從最底層的基礎(chǔ)知識到最終的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程。而成果展示則是從最終的實(shí)際需求出發(fā)，完成自頂向下的訓(xùn)練過程，使得學(xué)生具有分析問題、解決問題的能力，塑造一定的工程應(yīng)用能力。同時，借助展示，引領(lǐng)好的作品和學(xué)生，使學(xué)生具有一定的成就感，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該模式從實(shí)際實(shí)施情況看，效果明顯，具有一定的示范性和推廣價值。存在的問題是學(xué)生融入到教師的科研項(xiàng)目活動中的力度不夠，在后續(xù)的完善過程中，需要提出多樣化的形式加深教師和學(xué)生之間的融入度，借助教師的科研項(xiàng)目真正使學(xué)生完成從理論到實(shí)踐的創(chuàng)新性思維能力培養(yǎng)和應(yīng)用性的動手能力的培養(yǎng)。