如何培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)能力

何昭青

[摘要]程序設(shè)計(jì)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的基本能力，也是最重要的能力，必須花大力氣培養(yǎng)。本文從教學(xué)的角度分析當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中存在的問題，提出了切實(shí)可行的有助于程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的“重實(shí)踐的課程教學(xué)模式、分層次培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力”的針對(duì)性的策略和措施。

[關(guān)鍵詞]程序設(shè)計(jì)能力;案例教學(xué);教學(xué)模式

1、引言

程序設(shè)計(jì)能力是計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的基本能力， 也是檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)類專業(yè)畢業(yè)生是否合格的基本標(biāo)準(zhǔn)。但目前的事實(shí)是，很多計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力低，畢業(yè)后不能勝任計(jì)算機(jī)行業(yè)的工作，不得不就業(yè)于非計(jì)算機(jī)行業(yè)。如何提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，是教學(xué)改革的重點(diǎn)，筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中，積累一些經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)，收到較好的教學(xué)效果。下面從教學(xué)的角度，分析當(dāng)前教學(xué)存在的主要問題，提出了一些有效的方法和建議，與大家共享，希望起到拋磚引玉的作用。

2、現(xiàn)狀及存在的主要問題

目前的現(xiàn)狀是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力整體水平低，原因很復(fù)雜，本文僅從教學(xué)的角度來分析其主要存在的問題，歸納起來主要表現(xiàn)在：

2.1 “重理論，輕實(shí)踐”的教學(xué)模式不能滿足計(jì)算機(jī)類程教學(xué)的要求

在教學(xué)模式上，很多課程基本上仍以課堂講授為主，實(shí)踐課時(shí)少。計(jì)算機(jī)大都數(shù)課程都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果沒有

足夠的實(shí)踐教學(xué)，是很難讓學(xué)生弄清楚理論知識(shí)，更不用說把知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐。這種“教師講，學(xué)生聽，重理論，輕實(shí)踐”教學(xué)模式，教學(xué)直觀性差、效率低，信息量小，教學(xué)進(jìn)程緩慢，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，以至于課程學(xué)習(xí)結(jié)束了，學(xué)生還不明白該課程的作用和意義，明顯影響教師授課的效果。

2.2? 教師、管理者對(duì)程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)過程認(rèn)識(shí)不夠明晰

程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，不是一門課程或一個(gè)教師就可以解決的問題，它需要在整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐步培養(yǎng)，是由多門課程的學(xué)習(xí)和多個(gè)老師的教授共同完成，是一個(gè)“接力棒傳遞”

的過程。但教師、管理者并沒有非常清楚地意識(shí)到這一點(diǎn)，因此，很多教師在課程教學(xué)中，不注意“承前啟后”，對(duì)本課程的教學(xué)任務(wù)重點(diǎn)不是特別清楚，采取“因書施教”，被教材牽著走，弱化了課程在程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中“接力棒傳遞”作用。例如，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教材都是從語(yǔ)法開始編寫的，第一次開設(shè)課程設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程，語(yǔ)法是教學(xué)的重點(diǎn)，但后續(xù)開設(shè)的語(yǔ)言類課程，語(yǔ)法就不是講解的重點(diǎn)，但很多教師還是沿用教材的安排，花大量時(shí)間介紹語(yǔ)法，從而影響教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)管理不嚴(yán)，學(xué)生編寫代碼量太少

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中一個(gè)重要的必不可少的環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格管理。實(shí)際情況是，很多課程的實(shí)踐教學(xué)常常是做樣子，沒有發(fā)揮它的真正作用。表現(xiàn)在：一是學(xué)生不重視，很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)踐課可去可不去，或者去了也是干別的事情;二是實(shí)踐課教師的配備也不充足，一個(gè)班級(jí)的學(xué)生實(shí)踐課，常常是由任課教師一個(gè)人擔(dān)當(dāng)，從而嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)效果。三是學(xué)生程序代碼編寫不積極主動(dòng)，除了完成老師布置的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)，再?zèng)]有編寫其它代碼，代碼編寫量太少。

2.4? 教師缺乏項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

從師資力量來看，教師隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)不全面，主要表現(xiàn)為程序開發(fā)實(shí)踐經(jīng)歷不豐富。從事計(jì)算機(jī)教學(xué)的老師，很多沒有親自參與軟件項(xiàng)目開發(fā)，缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此在講解實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，不能生動(dòng)活潑，游刃有余。教師隊(duì)伍的實(shí)踐開發(fā)經(jīng)歷有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

3、提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的主要策略和措施

針對(duì)上述分析存在的問題，在現(xiàn)有的條件下，提出如下切實(shí)可行的策略和措施。

3.1采用“理論+實(shí)驗(yàn)+設(shè)計(jì)”的課程教學(xué)模式

計(jì)算機(jī)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，針對(duì)這一特點(diǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)課程增加“課程設(shè)計(jì)”綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用“理論+實(shí)驗(yàn)+設(shè)計(jì)”的教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)“重理論，輕實(shí)踐”的狀況，使課程實(shí)踐環(huán)節(jié)比以前得到大大的加強(qiáng)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，尤其是“課程設(shè)計(jì)”這個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓寬學(xué)生的思路，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力?！罢n程設(shè)計(jì)”安排在課程結(jié)束后立即進(jìn)行，由任課教師完成。這種課程教學(xué)模式，不但要求教師注重理論知識(shí)的傳授，更應(yīng)重視理論的實(shí)踐應(yīng)用，使學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)不再是一句空話，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練得到有效的保證。

3.2 分層次培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力

程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)是由多門課程即“課程群”和很多教師共同完成。培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，可分四個(gè)層次^[1]：基本程序設(shè)計(jì)能力、模塊化程序設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力以及多層分布式系統(tǒng)開發(fā)能力。這個(gè)四個(gè)層次有一定的邏輯先后關(guān)系、相互聯(lián)系和相互促進(jìn)。在教學(xué)過程中，狠抓學(xué)生這四個(gè)層次程序設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練培養(yǎng)。

3.2.1? 基本程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)^[2]

基本程序設(shè)計(jì)能力是程序設(shè)計(jì)能力進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)，也是后續(xù)許多計(jì)算機(jī)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，由大學(xué)一年級(jí)第一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程來完成，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來說，這是一個(gè)新的領(lǐng)域，因此必須高度重視。學(xué)生的基本程序設(shè)計(jì)能力表現(xiàn)為能比較熟練地運(yùn)用一門高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提供的數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、語(yǔ)句和函數(shù)和過程獨(dú)立地編寫解決簡(jiǎn)單問題的程序，在一定的程序設(shè)計(jì)集成環(huán)境下獨(dú)立地上機(jī)調(diào)試程序，掌握最基本的程序測(cè)試和調(diào)試的方法。為了有效培養(yǎng)學(xué)生基本程序設(shè)計(jì)基本能力，在教學(xué)過程中 從程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選擇，教材的選用，到任課教師的安排，都必須進(jìn)行周密的考慮。

根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，譚浩強(qiáng)編寫的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》作為程序設(shè)計(jì)課程的啟蒙教育，是比較好的選擇;教學(xué)人員安排，要求至少具有三年教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)、工作責(zé)任感強(qiáng)的老師擔(dān)任此課程的教學(xué)。

3.2.2 模塊化程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

學(xué)生在學(xué)完第一門程序設(shè)計(jì)課程后，只掌握基本程序設(shè)計(jì)能力，能編寫處理一些簡(jiǎn)單的問題程序（代碼通常不超過20行）。對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的問題，還不能運(yùn)行模塊化技術(shù)分解一個(gè)程序的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)程序。模塊化程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)主要由《C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》完成，由《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教師擔(dān)任，更利于學(xué)生能力培養(yǎng)。在《C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》中，教師重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力，對(duì)程序要解決的復(fù)雜問題按功能進(jìn)行分解成一個(gè)個(gè)具有獨(dú)立意義的子功能，用C語(yǔ)言函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)各個(gè)子功能，并使每個(gè)函數(shù)包含程序代碼長(zhǎng)度符合學(xué)生容易理解的代碼長(zhǎng)度。

案例教學(xué)法是快速培養(yǎng)模塊化程序設(shè)計(jì)能力的有效教學(xué)方法。任課教師精心準(zhǔn)備幾個(gè)典型的案例^[3]，并對(duì)這些案例進(jìn)行詳細(xì)分析、講解，讓學(xué)生運(yùn)行程序和閱讀程序代碼，分析程序中各函數(shù)的功能和算法，分析各函數(shù)間的調(diào)用關(guān)系，使學(xué)生對(duì)程序的一般組成和結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，然后讓學(xué)生模仿一個(gè)類似的實(shí)例，編制一個(gè)程序?qū)嵺`，使學(xué)生逐步適應(yīng)和學(xué)會(huì)運(yùn)用抽象思維方式，學(xué)會(huì)模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，編寫出有一定規(guī)模、具有一定實(shí)用性的程序的能力，從而掌握模塊化程序設(shè)計(jì)的基本思想。在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中，如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《操作系統(tǒng)》，教師要對(duì)模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)做進(jìn)一步加強(qiáng)、提高。

3.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力的培養(yǎng)

信息管理系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，信息管理系統(tǒng)實(shí)際上就是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)是計(jì)算機(jī)專業(yè)類學(xué)生必須掌握的技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力（單機(jī)環(huán)境）的培養(yǎng)主要是通過《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》、可視化面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（如VB）等課程設(shè)計(jì)完成。

在實(shí)踐教學(xué)中，主要采取兩項(xiàng)措施保證這種能力的訓(xùn)練。一是教師講解數(shù)據(jù)庫(kù)原理、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（如VB、Delphi）課程時(shí)，一定要仔細(xì)分析一個(gè)信息系統(tǒng)開發(fā)案例，如“圖書管理系統(tǒng)”，“人才信息管理系統(tǒng)”，“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”等等。這種生動(dòng)實(shí)用的案例學(xué)習(xí)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，也很容易使學(xué)生理解掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般規(guī)律。二是通過隨后開設(shè)的《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》、《VB課程設(shè)計(jì)》、《Delphi課程設(shè)計(jì)》，要求學(xué)生自己用學(xué)到的知識(shí)，嚴(yán)格按照軟件工程的思想，開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例。這種反復(fù)的訓(xùn)練，使學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力得到進(jìn)一步鞏固、完善。

3.2.4 多層分布式系統(tǒng)開發(fā)能力的培養(yǎng)

隨著Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，業(yè)務(wù)量的變化，用戶需求的進(jìn)一步提高，多層分布式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)模式成為系統(tǒng)開發(fā)的主流，掌握多層分布式系統(tǒng)開發(fā)的基本過程、思想，也成為學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力必不可少的教學(xué)內(nèi)容。這種體系結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì)，要考慮兩個(gè)個(gè)方面的問題，一個(gè)是業(yè)務(wù)邏輯層（也叫應(yīng)用服務(wù)器）設(shè)計(jì)，是程序設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)。另一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，軟件系統(tǒng)部署和運(yùn)行在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，需要相互協(xié)調(diào)地工作，必須考慮網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的使用，客戶端與服務(wù)器之間怎樣建立連接，以及怎樣實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交流等因素。

這個(gè)層次通常在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力培養(yǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程開設(shè)后進(jìn)行。多層分布式系統(tǒng)開發(fā)編程技術(shù)訓(xùn)練，可以在第三個(gè)層次培養(yǎng)案例基礎(chǔ)上進(jìn)行，只需將系統(tǒng)的單機(jī)環(huán)境改為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，教師學(xué)生都只要把精力重點(diǎn)放“多層、分布式”技術(shù)上，既節(jié)約了時(shí)間，而且效果好。

3.3 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)要求和管理^[4]

計(jì)算機(jī)課程光是“聽老師講”和“自己看書”是絕對(duì)不夠的。在努力提高課堂教學(xué)的同時(shí)，必須大力加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求和管理?！袄碚?實(shí)驗(yàn)+設(shè)計(jì)”教學(xué)模式，表明實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，但還得管理好實(shí)踐環(huán)節(jié)。對(duì)于課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)落實(shí)管理。

一是抓好常規(guī)實(shí)驗(yàn)。教師必須認(rèn)真對(duì)待上機(jī)實(shí)驗(yàn)課，要像理論課教學(xué)那樣，每次都要明確指明實(shí)驗(yàn)的目的、要求，對(duì)上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要精心安排，對(duì)學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格監(jiān)督。

二是抓好課程設(shè)計(jì)，即綜合實(shí)訓(xùn)。為了快速、有效培養(yǎng)這方面的能力，通常由課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師，分析幾個(gè)代表行的案例，然后由教師布置一些事先想好的課程設(shè)計(jì)作業(yè)，以小組為單位進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。每一個(gè)小組要挑選一到兩個(gè)專業(yè)素質(zhì)較好的學(xué)生擔(dān)任正副組長(zhǎng)，讓他們對(duì)本組項(xiàng)目全權(quán)負(fù)責(zé)，充分發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的積極作用，既可以減輕指導(dǎo)教師的壓力，又有利于課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力。課程設(shè)計(jì)落實(shí)得好，將使學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和程序設(shè)計(jì)能力得到迅速成長(zhǎng)，教學(xué)效果也顯著。

為了保證學(xué)生認(rèn)真對(duì)待實(shí)踐環(huán)節(jié)，防止學(xué)生復(fù)制或不做，比較好的辦法是要求每個(gè)學(xué)生提交實(shí)踐作業(yè)，并進(jìn)行批閱，批閱的成績(jī)，參與課程結(jié)束的期末成績(jī)?cè)u(píng)定，實(shí)踐表明，這種辦法效果非常好。

三是組織各種程序設(shè)計(jì)比賽，鼓勵(lì)學(xué)生自己積極編寫程序代碼，對(duì)于程序代碼編寫多又好多學(xué)生，給予表?yè)P(yáng)和適當(dāng)?shù)奈镔Y獎(jiǎng)勵(lì)，提倡在大學(xué)畢業(yè)前，編寫10萬(wàn)行代碼。試想一個(gè)在校大學(xué)生，如果編寫了近10萬(wàn)行的代碼，程序設(shè)計(jì)能力一定達(dá)到較高水平。

3.4 將科研項(xiàng)目與學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)結(jié)合起來

教師要積極參加科研活動(dòng)，通過科研項(xiàng)目活動(dòng)不斷提高科研水平、教學(xué)水平和實(shí)踐水平。在進(jìn)行科研過程中，可以將優(yōu)秀好學(xué)的學(xué)生吸收進(jìn)來，共同完成科研項(xiàng)目的開發(fā)。將科研與學(xué)生程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)兩者結(jié)合起來，不但提高了教師的實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、解決實(shí)際問題能力和程序設(shè)計(jì)能力。

4、結(jié)束語(yǔ)

程序設(shè)計(jì)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的基本能力，同時(shí)又是最重要的能力，需要花大力氣培養(yǎng)。試想一個(gè)軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)，如果沒有幾個(gè)程序設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)人員作堅(jiān)強(qiáng)后盾，無(wú)論需求分析和設(shè)計(jì)方案做得多么好，最終可能只是空中樓閣。因此，培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力值得去研究和探索。不斷改革教學(xué)手段，采取有效的措施，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)力度，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和程序設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)出更多滿足時(shí)代需求的合格計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。

[參考文獻(xiàn)]

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