计算机科学论文程序设计课程实践教学改革

　　程序设计课程是计算机专业学生的重要课程，亦是非计算机专业普遍开设的一门基础课程。由于该课程知识点繁杂，对能力的要求较高，因此对于初学者来说学习难度较大。为激发学生学习积极性，许多学者进行了多种多样的教学改革，如团队教学法[1]、项目驱动式教学法[2]、行为导向教学法[3]、“引导式自学”教学模式[4]、利用作图内容来激发学生学习动机[5]以及通过改进课程考核方式客观评估学生能力[6]等。这些教学方法的研究与探讨在一定程度上从不同角度提高了学生学习主动性。但是近几年全国计算机等级考试的数据分析表明，许多高校的计算机等级考试，尤其是上机考试的通过率非常低。究其原因，是由于上机考试考查的是学生的编程能力，但目前程序设计课程的教学过程却没重视对学生的编程能力的培养。

　　摘要：在非计算机专业学生的程序设计课程教学中，实验课的作用一直未受到重视，这不利于培养学生的程序设计能力。为此提出一种新的实践教学模式，实验课教学以激发学生竞争意识为手段，以激励学生主动学习为目标。该实践教学方法经过了一个学期的教学成果对比，教改实验班的成绩在期末理论考试和机试做题数量两方面均取得较好成绩，这表明该模式在提高理论水平与程序设计实践能力两方面都具有很好的教学效果。

　　关键词：实践教学,主动学习,网络公共教学平台,竞争

　　0引言

　　为提高上机实践环节的教学效果，许多学者提出了许多方法。例如，一些学者提出将上机时间分为三个环节，初期为“照猫画虎”、中期为“举一反三”、后期为“独立编程”；一些学者提出构建异质学习小组，实施协同学习与合作，让学生在学习过程中互相学习、互相启发；亦有一些学者提出以全国计算机等级考试为目标改革上机课的教学内容；还有一些学者提出要改变学生在上机时不愿也不能动手编写程序的现状，就必须改变当前的教学评价体系，客观评价学生的程序设计能力，以评促学。基于这些经验，我们以改革上机教学模式为目标，开发了一个网络公共平台，并以此为基础提出了一种新的实践教学模式。本文首先总结了传统教学模式中存在的问题，并针对这些问题，详细阐述了新教学模式的设计，最后对一个学期的“C语言程序设计”课程对比教学实践结果进行了分析。

　　1问题分析

　　⑴上机实践课效果差。程序设计语言知识点多而繁杂，但总课时有限，导致理论课时占据大部分课时资源。由于程序设计课程的特殊性，教师在解答学生上机问题时往往难以顾及其他学生。因此，相对于学生的需求，上机课所配置的教师资源严重不足，这使得上机难以达到预期效果。

　　⑵成绩评估方式落后。传统纸质考试无法考核学生程序设计能力。这直接导致了学生只注重知识点记忆，不重视对程序设计能力的培养。最直接的后果体现在全国计算机等级考试中，上机考试通过率远低于笔试通过率。因此，只有改革课程评估方式才能使学生重视上机课。

　　⑶资源浪费。资源包括教师资源与课程资源。一方面，由于学生不重视上机课，在教学中经常出现“学生应付、教师无事”的情况，这导致了教师资源不足与浪费矛盾的问题；另一方面，课程资源未被合理利用；教师的课件、案例等教学资源均由教师精心制作、挑选，对于学生学习具有较好指导作用，尤其针对每次上机任务的知识点理解具有引导作用，但大多数学生很少在上机时参考，使得课程资源未能发挥其应有作用。

　　2实践教学模式设计

　　以上分析表明，程序设计课程上机环节的改革需从多方面进行。为解决资源不足与浪费的矛盾，我们开发了包括上机测试、教学资源共享及自动评测三个模块的网络公共平台，目的是辅助上机实践教学。以该平台为核心，将实践教学与理论教学紧密联系在一起，相辅相成，如图1所示。

　　这种教学模式主要特点归纳为以下几点。

　　⑴激发竞争意识以提高学生学习主动性。学习是一个不断试验和探索的过程，网络公共平台为学生提供了程序自动裁判服务。该模块以ACM大学生程序设计竞赛系统为原型。学生根据教师布置的任务，将调试好的程序提交系统进行自动裁判，继而可以查询所提交代码的正确性、自己和其他同学的所有正确做题数、提交次数以及根据这些数据统计出来的班级排名情况。排名公开，营造出了一种竞赛氛围，这种无形的压力使得上机具有一定紧张感。为了争取更好的排名，学生逐渐从过去上机时那种懒散、不重视的状态转变为积极思考、提前准备、主动做题的状态。

　　⑵将理论学习融入上机实践。摒弃传统灌输式教学，教师围绕知识点设计相应案例，引导学生积极思考，并要求学生在上机前完成上机任务的分析与流程图设计。针对每次上机情况，在理论课上进行总结分析，进一步引导学生创造性思维，循序渐进，逐渐培养学生的程序设计思维，巩固所学知识点。

　　⑶改进了学生能力考核方式，通过客观评测激发学习积极性。网络公共平台记录学生在每次上机中做题数、排名以及教学资源使用等情况。对这些数据进行分析，能够客观评估学生学习水平。由于上机表现直接影响成绩，这使得学生重视每一次上机实践课，积极做题，有效提高了学习主动性。

　　⑷“激活”教学资源。首先，整合各类优秀数字化教学资源，构建教学资源库，供学生使用；其次，收集学生能力等级信息，为学生“量身定做”学习方案并提供配套资源，从而让各层次的学生都能共享网络平台资源，使各类优质资源能够得到充分利用。

　　⑸促进个性化学习。按照个性化服务的研究方法，研究学生学习兴趣和模式，对学生个体进行相关能力评估，动态跟踪学生能力的改变及偏移，预测学习需求，“量身定做”一套完整的教学计划，包括教学课件、相关素材以及与配套练习等。这些适应性教学计划能避免内容较难而使学生产生畏难、放弃等负面效应，代之以激发学生学习兴趣，引导学生逐步提高。3教学实践结果分析

　　在2011-2012学年第二学期对新教学模式进行了一个学期“大学程序设计课程（C语言）”的对比教学实践。考虑到参与学生应具有相同初始水平，我们选择工科类学生，共四个班级，分为两组分别进行对比。第一组为2011级辐射防护专业1班与核安全工程专业1班，第二组为高分子材料专业1班与核安全工程专业2班。每组的前者均采用竞争驱动式教学，后者则采用传统方式教学。以下分别从C语言程序设计能力和理论知识水平两方面来评估实践教学改革的效果。在最后一次上机要求学生使用全国计算机等级考试模拟系统做同一套试题，以此考察学生程序设计能力，结果如图2所示。

　　图2所示数据表明，平时上机在竞争环境下进行的学生，其任务完成情况比本组另一班级学生平均多完成近1题。这意味着采用这种新的实验教学模式能够有效提高学生程序设计能力，改善培养效果。同时，所有班级参加学校统一命题的期末考试（笔试），各班考试卷面成绩结果分析如图3所示。

　　图3数据表明，实验班级考试平均成绩高出本组另一个班级近10分。

　　以上两组数据的分析均显示出上机课在程序设计课程教学中的重要性，有效提高上机课教学效率，不但有利于提高学生的动手能力，更对理论学习有较大帮助。

　　4结束语

　　新的实践教学模式的实践结果表明，该模式既能够帮助学生提高程序设计能力，也有助于巩固其对理论知识的掌握。该模式仍然存在一些问题，如公开排名引起的心理压力、网络平台中自动裁判算法的并发问题以及学生成绩自动评测等。在未来的教学改革过程中，我们将继续在实践中完善该实践教学模式，更充分地利用公共网络教学平台，并将之推广至全校所有程序设计类课程的实践教学中。

　　参考文献：

　　[1]闫仕宇，阳小华，刘志明.软件实训教师团队构建策略探析[J].计算机工程与科学，2011.S1：108-112

　　[2]宋蕊，姚鹏.办公自动化[J].项目驱动式教学法在计算机基础课程中的应用，2012.8：48-60

　　[3]袁静，杨颖.行为导向教学法在面向对象程序设计课程教学中的应用[J].时代教育（教育教学），2010.11：49

　　[4]钱柱中，吴小兵，程龚等.“引导式自学”教学模式探索[J].计算机教育，2012.23：12-21