ISEC 項(xiàng)目中計(jì)算機(jī)語言類課程教學(xué)改革研究

楊麗萍

（包頭師范學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，包頭014030）

0 引言

ISEC 項(xiàng)目也就是國際本科學(xué)術(shù)互認(rèn)課程項(xiàng)目。它是由國家留學(xué)基金委倡導(dǎo)的，國內(nèi)本科高校與美國一些著名高校聯(lián)合開展的學(xué)分互認(rèn)教育。在ISEC 項(xiàng)目中，教學(xué)理念為：開放、互動(dòng)、批判式教學(xué)。教師在教學(xué)過程中，起引導(dǎo)和輔助的作用，教學(xué)的主體從教師移向?qū)W生，以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主。

計(jì)算機(jī)語言類基礎(chǔ)課程包括《C 語言程序設(shè)計(jì)》、《C++程序設(shè)計(jì)》、《Java 程序設(shè)計(jì)》等，這些課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是學(xué)好《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《操作系統(tǒng)》等后繼課程的必備基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力及分析問題、解決問題能力的關(guān)鍵課程。學(xué)好計(jì)算機(jī)語言類課程，不僅為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程，同時(shí)也為日后的項(xiàng)目開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)語言類基礎(chǔ)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，不能僅僅由教師講授語言的語法規(guī)則和使用方法為主，必須培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生在實(shí)踐中逐步掌握理論知識，要以學(xué)生為主體。這一特點(diǎn)正好與ISEC 項(xiàng)目的教學(xué)理念相一致，因此，深入研究如何把ISEC 項(xiàng)目的教學(xué)理念貫穿于計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)實(shí)踐中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)方面

在ISEC 項(xiàng)目計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)中，已經(jīng)在探索轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，采用“引導(dǎo)-問答-探究-發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)模式，不斷培養(yǎng)學(xué)生的明辨性思維，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，勇于對課本知識及教師的講解提出問題，甚至發(fā)現(xiàn)更優(yōu)的算法。雖然初見成效，但是還存在許多不足，例如，不能最大范圍地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，只有少部分學(xué)習(xí)成績優(yōu)異、思維比較活躍的學(xué)生參與度較高，大部分學(xué)生不會(huì)主動(dòng)思考、主動(dòng)解決問題，對教師的引導(dǎo)和問答不予響應(yīng)。如何讓大部分學(xué)生適應(yīng)新的教學(xué)模式，還需要不斷地深入研究和探索。

在ISEC 項(xiàng)目計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)中，已經(jīng)嘗試使用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、任務(wù)教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法等，但是對各種教學(xué)方法的研究不夠深入，對于整個(gè)課程的哪些知識點(diǎn)應(yīng)該選用哪種教學(xué)方法把握不夠準(zhǔn)確，對各種教學(xué)方法的應(yīng)用不夠熟練，通常是孤立采用某一種教學(xué)方法，不能實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)方法的相融合。

在ISEC 項(xiàng)目計(jì)算機(jī)語言類課程的考核中，已經(jīng)實(shí)施過程性評價(jià)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課堂參與度均有了明顯的提高。但是過程性評價(jià)方式還存在許多問題，需要進(jìn)一步完善，例如過程性評價(jià)中很多時(shí)候會(huì)帶有教師的主觀評價(jià)因素，不能做到評價(jià)的完全公平、公正；過程性評價(jià)貫穿于學(xué)習(xí)和教學(xué)過程的始終，學(xué)生及教師的注意力容易分散，容易影響教學(xué)進(jìn)度。

1.2 學(xué)生方面

ISEC 項(xiàng)目學(xué)生的就業(yè)方向一般包括3 個(gè)方面：出國繼續(xù)獲取更高學(xué)歷、直接在國內(nèi)就業(yè)、考取國內(nèi)研究生，通過對13 級已畢業(yè)學(xué)生的跟蹤分析和14 級即將畢業(yè)學(xué)生的調(diào)查結(jié)果，大部分ISEC 項(xiàng)目學(xué)生就業(yè)方式都是在國內(nèi)直接就業(yè)，出國和考研所占的比例很小，13級只有1 名學(xué)生出國發(fā)展，2 名學(xué)生考取碩士研究生，14 級有出國意向的學(xué)生只有2 名，參加考研的學(xué)生有4 名。根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)的特色，如果選擇在國內(nèi)直接就業(yè)，就需要學(xué)生的編程能力、邏輯思維能力及實(shí)踐操作能力較強(qiáng)，而學(xué)生的這些能力必須在計(jì)算機(jī)語言類課程中得到培養(yǎng)和提高，因此，研究ISEC 項(xiàng)目中計(jì)算機(jī)語言類課程教學(xué)改革具有十分重要的意義。

1.3 ISEC項(xiàng)目中計(jì)算機(jī)語言類課程分析

根據(jù)ISEC 項(xiàng)目專業(yè)培養(yǎng)方案，通識課程所占比例偏多，專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)方向課所占課時(shí)較少，計(jì)算機(jī)語言類課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，由于課時(shí)少，內(nèi)容多，實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，必須對課程進(jìn)行改革，增加課程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 具體改革措施

2.1 進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

在計(jì)算機(jī)語言類課程的傳統(tǒng)教學(xué)中，采用的是“教-學(xué)-練”的教學(xué)模式，而ISEC 項(xiàng)目中，教學(xué)模式為“引導(dǎo)-問答-探究-發(fā)現(xiàn)”，教師不再是教學(xué)活動(dòng)中的主體和靈魂，而是要形成以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的教育理念，要培養(yǎng)學(xué)生的明辨性思維，這一教學(xué)理念在計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)中尤為重要，例如要解決同一個(gè)問題，編程的算法可以有多種，學(xué)生不能只是記住教師講解的程序，而是要去主動(dòng)思考和探索新的算法，要在主動(dòng)思考和提出問題的過程中，探究更深層的知識，既提高學(xué)習(xí)的興趣和效率，又能培養(yǎng)將理論知識應(yīng)用到實(shí)際中的能力。

在17 國際班上學(xué)期的《C 語言程序設(shè)計(jì)》和本學(xué)期的《Java 程序設(shè)計(jì)》課程中由傳統(tǒng)的教師主講轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑?dǎo)-問答-探究-發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)模式，不斷培養(yǎng)學(xué)生的明辨性思維，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，不斷培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生在實(shí)踐中逐步掌握理論知識。

2.2 實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)方法相融合

計(jì)算機(jī)語言類課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法比較單一，主要以教師講授語言的語法規(guī)則和使用方法為主，講授內(nèi)容理論性較強(qiáng)，內(nèi)容比較抽象，學(xué)生感覺枯燥，容易失去學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)改革中，擬采用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、任務(wù)教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生積極主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)中；并且要深入研究各種教學(xué)法的特點(diǎn)，充分發(fā)揮每一種教學(xué)方法的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)方法相融合，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。

深入研究案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法等多種教學(xué)方法，掌握每一種教學(xué)方法的特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握整個(gè)課程的哪些知識點(diǎn)應(yīng)該選用哪種教學(xué)方法，通過反復(fù)嘗試，總結(jié)規(guī)律，找到最適合課程內(nèi)容的教學(xué)方法。

在《C 語言程序設(shè)計(jì)》中通過實(shí)例引出語法概念，利用趣味練習(xí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，例如：通過讓學(xué)生解決“百錢買百雞”的問題，“牛群遞增”的問題，來深入理解程序設(shè)計(jì)中循環(huán)結(jié)構(gòu)的重要性及循環(huán)語句的用法；同時(shí)研究學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，精心設(shè)計(jì)課程導(dǎo)入的情境，課堂中巧設(shè)疑問，不斷引導(dǎo)學(xué)生積極思考，鼓勵(lì)學(xué)生提出創(chuàng)新的算法，把ISEC 中的明辨性思維方式貫穿于課程的整個(gè)過程。

在《Java 程序設(shè)計(jì)》課程中，通過采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，不斷提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和協(xié)作開發(fā)的意識。首先把學(xué)生分成幾個(gè)小組，然后把一個(gè)較為復(fù)雜的程序分解成功能相對獨(dú)立的幾個(gè)模塊，把實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的任務(wù)分配給各個(gè)小組，每個(gè)小組的成員集體討論并分析需要解決的問題、需要用到的基本知識點(diǎn)，對知識點(diǎn)自主學(xué)習(xí)，遇到難以理解的知識點(diǎn)隨時(shí)向教師提出求助信息，教師及時(shí)提供講解，最終由小組成員共同完成代碼設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)演示文檔，由小組代表上臺(tái)展示各組的設(shè)計(jì)成果，其他小組給出評價(jià)意見及評分。整個(gè)課程中，以學(xué)生為中心，教師引導(dǎo)而不是主導(dǎo)課堂，教師通過把教學(xué)內(nèi)容融入一個(gè)綜合的程序任務(wù)中，把任務(wù)分配給學(xué)生小組，讓學(xué)生通過自主地學(xué)習(xí)，獨(dú)立地思考來解決問題，學(xué)生的分析能力、綜合能力和評估、創(chuàng)造能力得到充分鍛煉，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

2.3 進(jìn)一步完善過程性評價(jià)方式

過程性評價(jià)方式可以對學(xué)生進(jìn)行全面、客觀的考核，學(xué)生的最終成績由平時(shí)成績和期末成績組成，平時(shí)成績包括出勤、課堂參與、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)完成情況等，大約占總成績的60%，期末考試的成績不超過總成績的40%，采用多元化、過程性的考核方式，既可以避免學(xué)生只在考試前一周突擊學(xué)習(xí)和抄襲的不良風(fēng)氣，又能夠促進(jìn)教學(xué)互動(dòng)，同時(shí)還可以鍛煉學(xué)生應(yīng)對多種挑戰(zhàn)的能力，對新世紀(jì)能力型人才的培養(yǎng)具有重要意義。

深入研究各種過程性評價(jià)的方式，對每門課程的各部分教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該選用哪種評價(jià)手段及在教學(xué)的各個(gè)階段應(yīng)該選用哪些評價(jià)方式做出合理的分析和判斷，最終能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行全面、客觀的考核。例如，《C語言程序課程》中對于基礎(chǔ)語法部分（數(shù)據(jù)類型、變量與表達(dá)式、流程控制語句），由于知識點(diǎn)比較零散，不適宜采用程序設(shè)計(jì)的方式考核，應(yīng)該選用閉卷考試的形式，而對于高級應(yīng)用部分（數(shù)組、函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體），由于涵蓋各個(gè)基礎(chǔ)語法的綜合使用，應(yīng)該采用程序設(shè)計(jì)或項(xiàng)目答辯的方式進(jìn)行考核。在過程性評價(jià)的過程中，要注意評價(jià)的強(qiáng)度與頻度，否則學(xué)生會(huì)過于關(guān)注評價(jià)結(jié)果而忽視課程學(xué)習(xí)的其他環(huán)節(jié)，教師會(huì)占用過多的精力用來記錄、統(tǒng)計(jì)、分析評價(jià)結(jié)果，影響教學(xué)進(jìn)度及質(zhì)量。

通過在18 級學(xué)生的語言類課程中實(shí)施過程性評價(jià)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課堂參與度均有了明顯的提高。但是過程性評價(jià)方式還存在許多問題，需要進(jìn)一步完善，例如過程性評價(jià)中較多地帶有參與者（包括評價(jià)的主體和客體）的主觀性和個(gè)別特征，很難證明評價(jià)的公平與公正；過程性評價(jià)貫穿于學(xué)習(xí)和教學(xué)過程的始終，評價(jià)的強(qiáng)度應(yīng)該是多大才恰當(dāng)，比較難以把握。如果過于強(qiáng)調(diào)評價(jià)，或評價(jià)的分量過重，很容易導(dǎo)致評價(jià)的過于頻密繁瑣，直至學(xué)生和教師不堪其煩，同時(shí)也影響教學(xué)任務(wù)的按時(shí)完成。因此，需要進(jìn)一步研究和完善過程性的評價(jià)方式。

2.4 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)語言類課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是能夠使用各種編程語言去解決實(shí)際問題，不能只是簡單記住語法規(guī)則，因此，在整個(gè)課程的教學(xué)過程中，需要不斷培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和動(dòng)手操作能力。教師要精心設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)兩部分，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是加深學(xué)生對所學(xué)理論知識的理解，綜合性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在項(xiàng)目分析的基礎(chǔ)上，獨(dú)立設(shè)計(jì)出算法，再把算法編寫成程序，提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力。同時(shí)，在課程理論教學(xué)中要融入課程實(shí)訓(xùn)，針對課程內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并引導(dǎo)學(xué)生利用一門課的知識，解決實(shí)際問題。通常課程實(shí)訓(xùn)安排在期中和期末的某一周內(nèi)，占據(jù)學(xué)生沒課的時(shí)間或者休息日完成。

鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類程序設(shè)計(jì)大賽，例如：“ACM 大賽”，“挑戰(zhàn)杯”，大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比賽等。通過參加各種類型的程序設(shè)計(jì)大賽，可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，同時(shí)積累編程經(jīng)驗(yàn)，使得編程能力不斷提高。當(dāng)學(xué)生在各類比賽中頻出佳績時(shí)，會(huì)大大激發(fā)學(xué)生們學(xué)好計(jì)算機(jī)語言類課程的興趣，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的決心。目前，17 國際班和18 物聯(lián)網(wǎng)班在開設(shè)《C 語言程序設(shè)計(jì)》的基礎(chǔ)上，有大部分學(xué)生報(bào)名參加了ACM 程序設(shè)計(jì)大賽，并取得了好的成績。

2.5 利用程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)PTA輔助教學(xué)

通過PTA（Programming Teaching Assistant）平臺(tái)，教師可以隨時(shí)對課程內(nèi)容進(jìn)行單元測試、階段性綜合測試，利用自動(dòng)評分功能及成績統(tǒng)計(jì)分析功能，教師可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生對各個(gè)知識點(diǎn)的掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度及教學(xué)方法。PTA 的成績統(tǒng)計(jì)及分析功能可以給出清晰的圖表，例如：圖1 是《Java 程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中一次階段性測試產(chǎn)生的柱狀圖表。

圖1 學(xué)生階段性測試柱狀圖

PTA 平臺(tái)提供了大量的習(xí)題集，教師可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容抽取習(xí)題集中的試題實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組卷，也可以增加自己設(shè)計(jì)的題目。習(xí)題集中的試題類型豐富，包括選擇題、判斷題、程序填空題、程序設(shè)計(jì)題及主觀題，方便學(xué)生課后練習(xí)，及時(shí)鞏固知識點(diǎn)。PTA 平臺(tái)可以實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的答題情況及得分排名情況，有利于教師選拔和推薦程序設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的學(xué)生參加各類比賽，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在困難的學(xué)生，給予有針對性的個(gè)別指導(dǎo)。例如，在《Java 程序設(shè)計(jì)》課程中某個(gè)習(xí)題集的學(xué)生答題情況及得分排名情況如圖2 所示。

3 結(jié)語

通過教學(xué)改革把ISEC 項(xiàng)目的教學(xué)理念貫穿于計(jì)算機(jī)語言類課程的教學(xué)實(shí)踐中，可以在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的明辨性思維，鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的算法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力；實(shí)現(xiàn)了多種教學(xué)方法相融合，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)；探索了多種適用于計(jì)算機(jī)語言類課程的考核方式，對學(xué)生進(jìn)行全面、客觀的考核。

圖2 學(xué)生答題情況及得分排名情況