“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”中項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

張玉州

（安慶師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽安慶246133）

程序設(shè)計(jì)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的基本素質(zhì)，一直備受老師和學(xué)生的重視，對(duì)核心課程的學(xué)習(xí)以及將來從事軟件開發(fā)有著重要意義。然而，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過基礎(chǔ)語言的學(xué)習(xí)，學(xué)生的實(shí)際編程能力不足，甚至在修完“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等課程后，這種狀況依然沒有得到改善[1]。鑒于此，“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程在各大高校陸續(xù)開設(shè)，并取得了較明顯的效果[2]。1由于“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”興起時(shí)間不久，傳統(tǒng)的教學(xué)模式占據(jù)主導(dǎo)地位，主要方式為“傳遞－接受”，以“三中心”為理論核心，即“教師中心，教材中心，課堂中心”，以系統(tǒng)知識(shí)的傳授和基本技能的培養(yǎng)為目標(biāo)[3]，在很大程度上制約了該課程優(yōu)勢(shì)的展現(xiàn)。同時(shí)，在該模式下的教學(xué)，師生間缺乏交流、互動(dòng)，課堂上90%的時(shí)間是老師對(duì)課程知識(shí)的講解[4]。轉(zhuǎn)變“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)際編程能力，已經(jīng)是程序設(shè)計(jì)教學(xué)工作者面臨的重要問題。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式以操作問題為對(duì)象，引領(lǐng)學(xué)生參與到具體項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施等全過程，以完成教學(xué)任務(wù)[5]。“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，能夠更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，并且在南京郵電大學(xué)等高校已有采用，并取得了良好的效果。本文主要介紹傳統(tǒng)教學(xué)模式主導(dǎo)下的“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程教學(xué)缺陷，并闡述了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在我校的實(shí)施情況。

1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

1.1 現(xiàn)有培養(yǎng)計(jì)劃

我校計(jì)算機(jī)專業(yè)編程基礎(chǔ)教學(xué)語言為C語言，然而，由于學(xué)時(shí)和內(nèi)容的限制，學(xué)生的編程能力十分有限，目前在老師們的共同努力下，“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程得以開設(shè)。該課程雖然提高了學(xué)生的編程能力，但由于現(xiàn)行教學(xué)模式（傳統(tǒng)的教學(xué)方式）的限制，并沒有達(dá)到我們預(yù)期的教學(xué)效果。我校2014版人才培養(yǎng)方案中“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只是“C語言程序設(shè)計(jì)”課程的一個(gè)簡(jiǎn)單延續(xù)，沒有對(duì)程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行實(shí)質(zhì)性地突破，主要內(nèi)容包括C語言的基本語法、基本結(jié)構(gòu)以及一些典型問題，如數(shù)制轉(zhuǎn)換問題、字符串處理、高精度計(jì)算、遞歸等，所以，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生編程能力的改善。

1.2 項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性。因此，這種思想應(yīng)貫穿程序設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程包括：實(shí)際應(yīng)用問題的選擇、問題需求的調(diào)研和分析、任務(wù)的分配、算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)以及后期的系統(tǒng)測(cè)試等等。由于問題動(dòng)機(jī)的強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)，學(xué)生會(huì)對(duì)已學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行整理，并應(yīng)用到具體問題的求解過程中。在2018級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)工科一班“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程中，完成的項(xiàng)目設(shè)計(jì)有：（1）工資管理系統(tǒng)，（2）高速公路收費(fèi)站系統(tǒng)，（3）學(xué)生信息管理系統(tǒng)，（4）銀行管理系統(tǒng)，（5）通訊錄管理系統(tǒng)，（6）火車票務(wù)系統(tǒng)，（7）點(diǎn)餐系統(tǒng)，（8）圖書館管理系統(tǒng)；（9）運(yùn)動(dòng)會(huì)分?jǐn)?shù)管理系統(tǒng)，（10）停車場(chǎng)車位管理系統(tǒng)，（11）酒店管理系統(tǒng)等。這些項(xiàng)目均有明確的功能要求，如點(diǎn)餐系統(tǒng)，其功能要求包括①顯示菜單，②點(diǎn)菜操作，③修改已點(diǎn)菜品，④折扣計(jì)算，⑤菜單信息修改，⑥費(fèi)用結(jié)算，⑦系統(tǒng)退出。通過項(xiàng)目建設(shè)，學(xué)生接受了較為完整的綜合訓(xùn)練，包括由問題的需求分析出發(fā)，經(jīng)歷總體框架設(shè)計(jì)、模塊分割、代碼設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及軟件測(cè)試等過程[6]。如此的自主探索，既鞏固了理論知識(shí)，又提高了學(xué)生自身的實(shí)際操作能力。

1.3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則

項(xiàng)目是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)中的重要組成部分，其設(shè)置和選取應(yīng)遵循趣味性和可行性的原則，也就是項(xiàng)目既能夠開展、完成，又能激發(fā)學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣，并能提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。可行性要求問題的規(guī)模需要控制，不能過大或過于復(fù)雜；趣味性則可結(jié)合實(shí)際生活或游戲開發(fā)設(shè)置相關(guān)的問題。

目前，我們給學(xué)生提供了一些項(xiàng)目，供學(xué)生選擇完成，如醫(yī)院的掛號(hào)系統(tǒng)、學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)、商品管理系統(tǒng)、航班訂票系統(tǒng)等等，這些問題難度均高于課本知識(shí)范圍，但規(guī)模較適度且有一定的趣味性。同時(shí)，為了豐富項(xiàng)目庫，使得課題的難度能夠適應(yīng)學(xué)生的動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)興趣和程序設(shè)計(jì)能力，自擬課程設(shè)計(jì)問題。對(duì)于學(xué)生提供的項(xiàng)目課題，嚴(yán)格把關(guān)，主要從規(guī)模和難度等方面，避免問題過于簡(jiǎn)單化，或者過于復(fù)雜而導(dǎo)致學(xué)生無法駕馭、完成。

1.4 項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程

項(xiàng)目實(shí)施的大致過程包括項(xiàng)目問題選擇、學(xué)生分組、問題模塊分解和任務(wù)分配、需求分析調(diào)研和問題總體設(shè)計(jì)、代碼編寫和測(cè)試以及最后的成果驗(yàn)收（展示、答辯和材料收集）[6]。以下就我校項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程中的實(shí)施過程展開敘述。

（1）項(xiàng)目庫的建立。項(xiàng)目庫是供學(xué)生進(jìn)行問題選取的資源，項(xiàng)目庫的建設(shè)是項(xiàng)目教學(xué)法的開端，亦是重要的一步?？砂凑?.3節(jié)中設(shè)置的原則，進(jìn)行項(xiàng)目庫的建設(shè)。

（2）選題和分組。為了提高項(xiàng)目完成的效果，我們一般在“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程期中的時(shí)候，將問題在班級(jí)進(jìn)行公布。此時(shí)，學(xué)生有了C語言學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)以及“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”前期的學(xué)習(xí)，已具備一定的程序設(shè)計(jì)能力，為項(xiàng)目開發(fā)作了準(zhǔn)備。學(xué)生可結(jié)合自身的能力和興趣，進(jìn)行問題選擇。在此過程中，涉及一個(gè)重要的問題，即分組問題。每組人數(shù)的多少可取決于問題的規(guī)模和難度，通常為3～5人,每組產(chǎn)生一名小組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)小組的事務(wù)管理[5]。如我校2016級(jí)和2017級(jí)計(jì)算機(jī)工科班的項(xiàng)目分組中，通常是5人左右為一組，其中2016級(jí)，共分成了12組，而2017級(jí)，分成了10組。2018級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的分組有所改變，每組人數(shù)不得多于4人。另外，由于轉(zhuǎn)專業(yè)的同學(xué)，沒有C語言基礎(chǔ)，所以他們會(huì)分散到各小組中，通過項(xiàng)目開發(fā)的參與，提高他們的編程能力。

（3）開發(fā)過程。選題和分組結(jié)束后，就正式進(jìn)入項(xiàng)目開發(fā)階段，通常分配的時(shí)間為4周。過程包括問題需求分析、問題分解成模塊、算法設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)、代碼調(diào)試、組織數(shù)據(jù)測(cè)試等環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中，對(duì)于學(xué)生出現(xiàn)和提出的問題，給予及時(shí)的指導(dǎo)，并督促他們按時(shí)完成任務(wù)。

（4）材料提交。為了規(guī)范項(xiàng)目開發(fā)過程，提高項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的效果，對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目開發(fā)，均需有文檔說明，包括項(xiàng)目功能、需求說明、流程圖、算法設(shè)計(jì)等等，嚴(yán)格按照項(xiàng)目開發(fā)流程進(jìn)行。文檔說明以及代碼作為材料，需要提交、回收。

2 項(xiàng)目管理與考核

為了檢驗(yàn)項(xiàng)目的完成情況，對(duì)各小組進(jìn)行較細(xì)致地考核。該過程可放置在材料提交之前，每組選派一名組員對(duì)項(xiàng)目完成情況進(jìn)行匯報(bào),包括項(xiàng)目的功能、實(shí)用價(jià)值、開發(fā)過程以及存在的問題。隨后，依據(jù)小組中的任務(wù)分配，對(duì)于每個(gè)成員均提出相應(yīng)的問題，這樣可以避免少數(shù)同學(xué)沒有實(shí)質(zhì)性的工作。根據(jù)答辯情況，每位學(xué)生成員都給定一個(gè)成績(jī)，整個(gè)小組的項(xiàng)目開發(fā)也會(huì)進(jìn)行評(píng)分；結(jié)合個(gè)人和小組成績(jī)，小組成員會(huì)得到自己的綜合成績(jī)。每組匯報(bào)和答辯時(shí)間一般控制在15～20分鐘。另外，為了提高考核效果，增強(qiáng)討論的氣氛，在答辯過程中，其他組的同學(xué)也可以參與問題提問。在課程設(shè)計(jì)答辯過程中，進(jìn)行了一系列的導(dǎo)向設(shè)置，如2018—2019學(xué)年第二學(xué)期，在2018級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（工科）班的答辯過程中，對(duì)學(xué)生所完成的設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)功能延伸，主要向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、實(shí)用化方向牽引。如在訂餐系統(tǒng)的問題中，建議設(shè)計(jì)成類似于APP形式的小軟件，這樣使得用戶可以通過手機(jī)即可了解餐飲情況、訂餐并完成點(diǎn)菜。如商品銷售管理系統(tǒng)中，建議增加商品銷售數(shù)量和趨勢(shì)分析模塊，因?yàn)樯唐返男枨罅亢捅姸嘁蛩赜嘘P(guān)，如季節(jié)、消費(fèi)者的購買習(xí)慣等，這樣增加商品銷售系統(tǒng)的商品銷售量的分析，并給出趨勢(shì)圖，提升系統(tǒng)的智能化，就可以幫助管理人員進(jìn)行有效決策，在不同階段，進(jìn)行適當(dāng)商品的儲(chǔ)備。

為了方便課程項(xiàng)目的管理，建立了安慶師范大學(xué)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)網(wǎng)站，該網(wǎng)站是結(jié)合網(wǎng)站管理系統(tǒng)和課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)為一體的綜合類網(wǎng)站，其可將課堂課件、教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等資料上傳，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的資料。針對(duì)課程設(shè)計(jì)線下繁瑣的師生交互，開發(fā)了課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)，師生均可在線對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行管理，更加方便快捷。網(wǎng)站管理系統(tǒng)可管理與程序設(shè)計(jì)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)、通知公告、課堂資料、參考書目等教學(xué)資料，其中，課堂資料類別清晰明了，方便老師資料的整理，也方便學(xué)生分類查找。為了讓學(xué)生熟悉并更好地使用網(wǎng)站中的相關(guān)功能模塊，對(duì)2018級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（工科）專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了該網(wǎng)站使用的介紹和培訓(xùn)。從而，關(guān)于課程設(shè)計(jì)的組員信息、相關(guān)文檔以及代碼即可通過網(wǎng)絡(luò)上傳至系統(tǒng)，亦可通過系統(tǒng)了解課程設(shè)計(jì)的情況，并回收材料。

3 結(jié)束語

本文介紹“程序設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程開設(shè)的意義，以及目前該課程教學(xué)模式的弊端。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式對(duì)于我們只是初步嘗試，真正的實(shí)施還有很長(zhǎng)的路要走，大量工作有待進(jìn)一步探索和研究，我們的目的就是爭(zhēng)取優(yōu)良的教學(xué)效果，以學(xué)生為本，努力提升他們的編程實(shí)踐能力。