創(chuàng)新結(jié)對編程在高職《C語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)

鐘文峰 劉曉璐

摘 要：針對高職軟件技術(shù)專業(yè)學(xué)生普遍缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神這一問題，提出了在《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)中融入結(jié)對編程技術(shù)。經(jīng)過與獨(dú)自編程的對比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)施了結(jié)對編程的班級學(xué)生的整體編程能力提高的較明顯，也表現(xiàn)出更強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

關(guān)鍵詞：C語言程序設(shè)計(jì);實(shí)踐教學(xué);結(jié)對編程;團(tuán)隊(duì)協(xié)作

中圖分類號：G712 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在高職院校，程序設(shè)計(jì)語言像C語言、Java語言等都是軟件技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的入門語言，一般首選C語言作為入門語言，在第二學(xué)期再學(xué)習(xí)Java語言?！禖語言程序設(shè)計(jì)》課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往只注重學(xué)生個(gè)體能力，忽視了學(xué)生口頭表達(dá)、溝通協(xié)調(diào)等團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)，而團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是從事軟件開發(fā)工作的基本素質(zhì)。如今，社會分工越來越細(xì)化、技術(shù)及管理越來越復(fù)雜，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力往往比個(gè)人能力顯得更為重要，尤其在IT行業(yè)。因此本課題以《C語言程序設(shè)計(jì)》這一門課程為藍(lán)本進(jìn)行結(jié)對編程的實(shí)踐教學(xué)探索研究。

1 結(jié)對編程模式介紹

結(jié)對編程是一種敏捷軟件開發(fā)方法，已經(jīng)在一些IT公司中被采用。其基本含義是兩個(gè)程序員組合成一對共同來完成程序文檔和代碼的編寫。兩個(gè)程序員共同在一臺電腦上工作，完成算法設(shè)計(jì)、代碼編寫和軟件測試等。當(dāng)其中一人進(jìn)行代碼輸入的時(shí)候，另一人則在旁邊隨時(shí)審查他輸入的每一行代碼并提出改進(jìn)意見，他們的關(guān)系好比賽車手和領(lǐng)航員的關(guān)系。只動(dòng)口不動(dòng)手的人主導(dǎo)整個(gè)的設(shè)計(jì)思想，由操作鍵盤的人來實(shí)現(xiàn)。由于人的思維速度比輸入代碼的速度快得多，所以在旁邊審查的人可以有空閑的時(shí)間做額外的思考，觀察代碼編寫和程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)有沒有問題。結(jié)對的兩個(gè)程序員經(jīng)?；Q角色，這樣可以取長補(bǔ)短，以便更準(zhǔn)確更健壯地完成代碼的編寫。結(jié)對編程要求兩個(gè)程序員相互協(xié)調(diào)，相互配合，這對提高程序員的程序設(shè)計(jì)能力和提升溝通協(xié)調(diào)等團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都都具有積極的作用。

2 結(jié)對編程在程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)

2.1 學(xué)生結(jié)對的分配方案

進(jìn)行結(jié)對編程實(shí)踐教學(xué)之前要對學(xué)生進(jìn)行分組，每兩人組成一對?，F(xiàn)在的學(xué)生獨(dú)立意識比較強(qiáng)，經(jīng)常只會跟自己身旁熟悉的同學(xué)交流，如果給他分配一個(gè)不熟悉的同學(xué)很可能就不愿意交流。還有，學(xué)習(xí)能力差的兩個(gè)學(xué)生結(jié)對，往往會出現(xiàn)由于兩人都不會而不知怎樣開展工作的局面。IT企業(yè)界普通建議結(jié)對的雙方不要從頭到尾一直固定，而是要隨著項(xiàng)目的推進(jìn)做些調(diào)整。所以為了能夠更有效地給學(xué)生結(jié)對，采用前期的自由結(jié)對和后期的能力結(jié)對方案。前期由學(xué)生自己尋找結(jié)對伙伴，主要是讓學(xué)生盡快熟悉結(jié)對編程角色的搭配和工作的開展過程。后期學(xué)習(xí)的內(nèi)容難度上升了，改用“優(yōu)帶中、優(yōu)帶弱，中帶弱”的能力結(jié)對，力爭使每一個(gè)學(xué)生都能學(xué)到知識，達(dá)到整體提升的目標(biāo)。把實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容歸結(jié)為一個(gè)一個(gè)的問題模塊，在每個(gè)問題模塊中對學(xué)生進(jìn)行結(jié)對編程，在不同的問題模塊內(nèi)學(xué)生的結(jié)對可以改變，但要遵循上述分配的原則。基于問題模塊的結(jié)對編程如圖1所示。

2.2 結(jié)對編程的實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

從作者所帶的軟件技術(shù)專業(yè)中選取了一個(gè)班進(jìn)行了結(jié)對編程的實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)，另外一個(gè)班采用常規(guī)的獨(dú)自編程。這兩個(gè)班的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是相同的，均以問題模塊的方式布置實(shí)踐內(nèi)容，只是編程模式不同。結(jié)對學(xué)生內(nèi)部協(xié)調(diào)好角色的分配，起初自定誰來操作鍵盤輸入代碼誰來審查對方輸入的代碼。

第一次結(jié)對編程時(shí)教師找了一個(gè)學(xué)生進(jìn)行結(jié)對，給學(xué)生們演示結(jié)對編程的過程，讓學(xué)生對結(jié)對編程有個(gè)初步的認(rèn)識。在每次實(shí)踐課中，特別要求同學(xué)們做到以下幾點(diǎn)：結(jié)對伙伴之間要有禮貌，相互尊重;要和搭檔不斷地交流溝通，交流頻率不要低于兩分鐘一次;要不斷地變換結(jié)對伙伴間的角色，比如每10分鐘或完成了一個(gè)小功能變換一次，讓結(jié)對雙方共同進(jìn)步;鼓勵(lì)各對之間課后互相交流，吸取其他對好的經(jīng)驗(yàn);每次實(shí)踐課結(jié)對結(jié)束的時(shí)候，要及時(shí)給搭檔一些建議或意見，虛心接受反饋;不要做一個(gè)專橫的領(lǐng)航員;不要搶奪賽車手的鼠標(biāo)或鍵盤。學(xué)生結(jié)對編程的時(shí)候教師要不斷地巡視學(xué)生，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并解決。比如，對于能力相差大的結(jié)對，老師要注意及時(shí)參與進(jìn)去，多鼓勵(lì)較弱的學(xué)生;結(jié)對雙方意見不一致發(fā)生爭執(zhí)時(shí)老師要及時(shí)調(diào)和;與結(jié)對成員共同討論優(yōu)化程序的算法等。

2.3 結(jié)對編程實(shí)踐教學(xué)效果分析

本文選擇了軟件技術(shù)2班在《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行結(jié)對編程的教學(xué)探索實(shí)驗(yàn)，作為對照班級的軟件技術(shù)1班進(jìn)行傳統(tǒng)的獨(dú)自編程。兩個(gè)班的人數(shù)一樣多，教學(xué)總課時(shí)都是90，理論與實(shí)踐比例均為1∶1。通過對實(shí)驗(yàn)班和對照班的對比，發(fā)現(xiàn)相同的實(shí)踐題目，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生完成的情況整體上要比對照班好，無論是學(xué)生學(xué)習(xí)編程的積極性方面、還是編寫的程序健壯性方面都是呈現(xiàn)較好的勢頭。對照分析兩個(gè)班的教學(xué)效果，總結(jié)如下：

一是在學(xué)生的溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)方面。獨(dú)自編程講究的是單打獨(dú)斗，一個(gè)人在那埋頭苦干，算法設(shè)計(jì)、代碼編寫、程序調(diào)試等都是自己一人做決定，毫無溝通和合作理念。結(jié)對編程講究的是并肩作戰(zhàn)，程序算法的設(shè)計(jì)、代碼的編寫、程序的調(diào)試和評審都是在兩個(gè)人經(jīng)過不斷的溝通交流下進(jìn)行的，兩人達(dá)成一致意見才能付諸實(shí)施，是一個(gè)高頻交流和協(xié)作的團(tuán)隊(duì)活，學(xué)生頻繁的溝通地得到了鍛煉，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也得到了很大的提高。

二是在學(xué)生抗挫折和學(xué)習(xí)積極性方面。獨(dú)自編程的學(xué)生由于是獨(dú)干，編程過程中遇到了問題如果經(jīng)過自己的努力還是解決不了，要么就放棄在那偷偷地玩手機(jī)，要么坐在那等待老師來指導(dǎo)。由于班上學(xué)生人數(shù)較多，平均等待老師的指導(dǎo)要十分鐘左右，等待過程很容易讓學(xué)生產(chǎn)生失敗感，這樣的次數(shù)多了逐漸地就會對編程失去興趣。結(jié)對編程的學(xué)生由于是合作，當(dāng)其中一人遇到問題時(shí)他可以與結(jié)對伙伴交流，取長補(bǔ)短，積極地去解決問題，待到程序調(diào)試結(jié)果正確的那一刻他們的成就感倍增，從而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)習(xí)積極性自然會提高。

三是在學(xué)生學(xué)習(xí)效率和老師負(fù)擔(dān)方面。根據(jù)多年的教學(xué)觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們在編程過程中遇到的bug多數(shù)是一些語法錯(cuò)誤。獨(dú)自編程的學(xué)生面對這些常見的bug，他們在很大程度上等待老師來幫助解決，等待的時(shí)間少則一到兩分鐘，多則十幾分鐘都有可能。一個(gè)教師很難及時(shí)一一指導(dǎo)一個(gè)大班級中的每一位學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低，老師的負(fù)擔(dān)也重。編程過程中學(xué)生遇到一些常見的bug，結(jié)對伙伴間可以通過相互交流就可以解決的，學(xué)生既鍛煉了溝通表達(dá)能力又沒有浪費(fèi)時(shí)時(shí)，學(xué)習(xí)效率自然會高。老師的精力就不是幫助學(xué)生排除一些常見的bug，而是主要用于指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)算法、如何將所學(xué)知識做更深入的應(yīng)用等問題上，減輕了老師的負(fù)擔(dān)。

四是在學(xué)生編寫的代碼錯(cuò)誤率方面。獨(dú)自編程從算法設(shè)計(jì)、代碼編寫到調(diào)試整個(gè)過程都是一人在做決定，由于編程人員知識不牢、考慮問題不周全等因素，往往編寫出來的程序bug會比較多。結(jié)對編程的兩個(gè)人在一起寫代碼的時(shí)候考慮問題會更加全面，能夠融合兩人的程序設(shè)計(jì)思路，更容易設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更優(yōu)的算法和編寫出執(zhí)行效率更高的程序代碼。同時(shí)也會更早地發(fā)現(xiàn)程序中的bug，減少錯(cuò)誤出現(xiàn)的次數(shù)，提高程序的質(zhì)量。結(jié)對編程可以把程序代碼的錯(cuò)誤率降低15%～50%之多。

為了能夠更清楚地分析結(jié)對編程的實(shí)踐教學(xué)效果，在此收集了兩個(gè)班對應(yīng)的6個(gè)問題的編程正確率，并繪制成圖表如圖2所示。從圖2可以看出，采用結(jié)對編程的實(shí)驗(yàn)班的編程正確率明顯高于獨(dú)自編程的對照班，而且實(shí)驗(yàn)班的編程正確率保持相對較穩(wěn)定。

3 結(jié)語

在《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)中引入了結(jié)對編程。通過對照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生編寫程序的能力更高、編寫的程序更健壯、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性更強(qiáng)、學(xué)生的溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神表現(xiàn)的更突出。在此，結(jié)對編程時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：溝通是結(jié)對編程成功的關(guān)鍵，你和你的伙伴應(yīng)該保持溝通;不要侮辱你的搭檔，要尊重對方;不要做一個(gè)專橫的領(lǐng)航員;一定要經(jīng)常切換角色;結(jié)對編程也是團(tuán)隊(duì)合作。

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基金項(xiàng)目：院級課題“創(chuàng)新結(jié)對編程在高職《C語言程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐教學(xué)實(shí)現(xiàn)”（編號：JXXD-2019-14）的研究成果

作者簡介：鐘文峰（1978—），男，漢族，江西分宜人，碩士，副教授，主要研究方向：高職教育、嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);劉曉璐（1983—），女，漢族，江西安福人，碩士，講師，主要研究方向：高職教育、軟件技術(shù)。