高校提高學(xué)生程序設(shè)計能力的策略探研

周曉琳 張占臣 尤楓 劉勇 彭冰

摘 要：結(jié)合當(dāng)前信息化發(fā)展及國家全民智能教育項目的開展，以北京化工大學(xué)及其附屬中學(xué)程序設(shè)計類課程為參考，依托相關(guān)程序設(shè)計競賽，分析高校程序設(shè)計類課程教學(xué)存在的問題。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實踐經(jīng)驗，從“注重理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生自學(xué)能力與合作能力”“將學(xué)科競賽精神融入課堂，以賽促教”“優(yōu)化課程體系，提高教學(xué)質(zhì)量”“建設(shè)訓(xùn)練題庫，加強習(xí)題練習(xí)”等方面深入探討提高學(xué)生程序設(shè)計能力的方法，希望為程序設(shè)計類課程教學(xué)提供有意義的參考。

關(guān)鍵詞：C語言;程序設(shè)計能力;課程體系;學(xué)科競賽;計算機教學(xué);教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2021）28-0032-03

一、前言

隨著信息化、智能化的快速發(fā)展，人工智能成為國際競爭的新焦點。2017年，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出，要以提升新一代人工智能科技創(chuàng)新能力為主攻方向，構(gòu)建開放協(xié)同的人工智能科技創(chuàng)新體系。因此，要逐步開展全民人工智能教育項目，逐步推廣全民編程教育。當(dāng)前，從中小學(xué)到大學(xué)，均加大了程序設(shè)計類課程的開設(shè)速度，且拓展了課程內(nèi)容深度。對于各專業(yè)學(xué)生而言，擁有一定的程序設(shè)計能力，不僅有利于后續(xù)工作、學(xué)習(xí)、生活中對高科技智能產(chǎn)品的使用與維護，而且有助于提升自身的邏輯思維能力。

北京化工大學(xué)信息學(xué)院計算機系長期以來緊緊圍繞提高計算機專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，堅持“以學(xué)生為本，以能力培養(yǎng)為核心，以科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新教育為目標(biāo)”的教學(xué)理念，不斷推進和加強學(xué)生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)。同時，以學(xué)科競賽為支持，組織周賽、女生賽、校賽、寒暑假集訓(xùn)等豐富的活動，以提升學(xué)生程序設(shè)計能力。僅2020年，學(xué)科競賽累計獲得省部級及以上獎勵133人次，其中國家級二等獎15人次，國家級三等獎22人次。

北京化工大學(xué)在提高自身計算機專業(yè)水平的同時，還不斷推動北京化工大學(xué)附屬中學(xué)C語言程序設(shè)計課程建設(shè)。附屬中學(xué)2018年9月開始準(zhǔn)備開設(shè)C語言程序設(shè)計課程的相關(guān)事宜，包括指導(dǎo)教師的選拔、教材的選定、課件的制作、練習(xí)題的設(shè)計及訓(xùn)練題庫的建設(shè)等。經(jīng)過半年的努力，2019年3月C語言程序設(shè)計課程正式開課。自開課以來，學(xué)生在零基礎(chǔ)的情況下取得了較大的進步。2020年學(xué)校首次組織學(xué)生參賽，學(xué)生榮獲“藍橋杯”青少組北京賽區(qū)一等獎，成功晉級全國總決賽。

為了進一步提高學(xué)生程序設(shè)計能力，提升學(xué)校程序設(shè)計整體水平，作為C語言程序設(shè)計課程及相關(guān)競賽的指導(dǎo)教師，筆者結(jié)合程序設(shè)計類課程教學(xué)存在的問題，從教學(xué)與競賽等方面提出自己的幾點建議。

二、高校程序設(shè)計類課程教學(xué)存在的問題

經(jīng)過多方調(diào)查，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，筆者以C語言程序設(shè)計課程為例，簡述課程教學(xué)存在的一些問題。

1.學(xué)生方面

首先，部分學(xué)生對課程中有一定難度的定義概念理解不充分，如數(shù)組、指針的概念。若不能透徹理解定義的概念，則使用時定會漏洞百出。其次，部分學(xué)生對知識點的掌握比較零碎，沒有形成完整的知識結(jié)構(gòu)體系和科學(xué)的程序設(shè)計思維模式。最后，部分學(xué)生的編程拓展能力較差。一些學(xué)生對課本或者教案中的例題能夠熟練掌握，但是涉及其他綜合題，尤其是解決實際問題的綜合題，則捉襟見肘，無從下手。

2.教師方面

首先，部分教師偏重理論知識的講解，忽視實踐教學(xué)。C語言程序設(shè)計是一門綜合性、實踐性很強的課程，要求教師注重理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實踐加深對所學(xué)理論知識的理解。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分教師往往習(xí)慣于機械地講解理論知識，不重視培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力，所培養(yǎng)的人才不符合社會要求。其次，教學(xué)方法單一，不注重創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分教師的教學(xué)方法比較單一，忽視學(xué)生的個性特點，導(dǎo)致課堂氣氛比較沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

三、高校教師提高學(xué)生程序設(shè)計能力的建議

1.注重理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生自學(xué)能力與合作能力

剛開始接觸程序設(shè)計類課程的時候，大部分學(xué)生習(xí)慣于按照數(shù)學(xué)、語文等課程的學(xué)習(xí)模式去學(xué)習(xí)編程，認為要先把理論搞扎實，再去編代碼。結(jié)果拿著書仔仔細細看一遍，包括書上的每一行代碼都去認真推敲，但是合上書寫程序的時候卻什么都記不清楚。如果按照這種模式去學(xué)習(xí)，效果就會非常差。因為程序設(shè)計課程屬于實踐類課程，一定的理論知識作為基礎(chǔ)是必要的，但是想要提高編程能力，就必須注重動手操作能力的培養(yǎng)。換言之，就是要培養(yǎng)運用計算機語言解決實際問題的能力。因此，筆者建議學(xué)生邊看書邊寫代碼去實踐，從示例程序入手去敲代碼，從最簡單的程序開始，循序漸進，積少成多。這樣在編寫代碼的時候就可以有更清晰的認識，也可以舉一反三地看到程序?qū)嶋H執(zhí)行結(jié)果，對編程有更直觀的認識。

從更高的視野來看，實踐最重要的作用就是讓學(xué)生學(xué)會如何自學(xué)與如何加強團隊合作。對于自學(xué)而言，學(xué)習(xí)編程旨在解決實際問題，這也就意味著題目千變?nèi)f化。課堂上能涉及的內(nèi)容是有限的，這時候教師必須摒棄“老師講多少、學(xué)生學(xué)多少”的觀念，努力鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。在課堂教學(xué)過程中，教師可以講解一些基本的數(shù)據(jù)類型、算法思想、解題思路等，至于細節(jié)部分則鼓勵學(xué)生自己鉆研。在自學(xué)鉆研的過程中，學(xué)生能夠鞏固知識，加深理解，為更高層次的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。對于團隊合作而言，學(xué)習(xí)是一個循序漸進的過程，自學(xué)更是不可能一帆風(fēng)順，通常會遇到一些無論如何也看不懂的問題，單純自己鉆研已無法解決，這就需要同學(xué)之間的分享與互動。目前，北京化工大學(xué)及附屬中學(xué)都會根據(jù)學(xué)生對知識的掌握程度與習(xí)題的完成情況，選拔一位到兩位課堂小助理，協(xié)助指導(dǎo)教師一起做好課堂教學(xué)輔導(dǎo)工作。小助理可以通過相互之間的交流解決同學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，同時豐富自己的經(jīng)驗，實現(xiàn)知識互補。課下可建立專門的編程討論微信群，便于課余時間學(xué)生遇到問題在群里尋求幫助，或者分享自己的解題心得。如果問題太難無人能解答，指導(dǎo)教師可以適當(dāng)?shù)亟o出思路或提示，引導(dǎo)學(xué)生深入探索。這種分享交流的學(xué)習(xí)方式，能夠增強學(xué)生的團隊合作精神，使學(xué)生對知識的理解更深、更全面，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有效。指導(dǎo)教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)這樣的交流環(huán)境，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主分享。