| 标题 | 讲练展教学模式的程序设计基础课程教学改革探研 |
| 范文 | 曹文平 宁彬 摘要：针对目前程序设计基础课程教学中存在的主要问题，结合湖北文理学院开展的讲练展教学模式改革，将该模式应用到程序设计基础课程教学过程中。通过讲、练、展三个方面的有机结合，借助考核模式的优化、学科竞赛的拓展等途径，取得了较好的教学效果。 关键词：讲练展；程序设计基础；教学改革 中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）01-76-03 0.引言 程序设计基础是计算机类专业的基础课程，学生掌握的程度直接关系到后续其他专业课程的学习。对培养具有实践能力及创新精神的高层次应用型专门人才的地方高校来说，程序设计贯穿于学生的整个学习过程，所以要求该课程让学生在掌握基本理论的基础上，完成从抽象理论到工程思维的转变，通过工程应用来强化基本理论的掌握，达到两者间的协同效应，实现学以致用的效果。此外，培养学生具有较强的工程应用能力，形成学校与企业之间的无缝对接。 传统的程序设计基础课堂教学模式已不能满足这种需要，围绕这门课程的教学改革，许多高校进行了尝试，提出了多种形式的教学改革方案。周世平提出了以学生为中心制定课程目标、考核、课程内容及学习方式教学改革方案；杨梅提出了以计算思維为导向的教学改革方案等等。我院围绕培养应用型高级人才的目标，提出了开展讲练展教学模式。结合计算机类专业的特点，将讲练展教学模式应用到程序设计基础课程的教学改革中，通过教师的讲授、学生的练习、学生成果展示三个阶段，完成学生从基本理论到工程应用、从局部到全局的工程思维训练过程，激发了学生学习的主动性，也使学生更好地适应从理论学习到工程训练的转变。 1.程序设计基础课程的教学现状及存在的问题 程序设计基础作为计算机类专业的核心课程，其作用是让学生了解程序设计语言的结构，掌握程序设计的基本思想和方法，具备一定的分析和解决实际问题的能力。该课程是计算机类专业的入门课程，学生如果没有很好地掌握，对后续课程的学习很不利。目前来看，程序设计基础课程的教学普遍存在很多共性问题，主要有以下几方面。 （1）学生的学习兴趣不够，不能做到主动学习。一方面学生刚刚升入大学，经过紧张的高考，思想会有放松；另一方面程序设计基础课程需要训练的是计算思维能力，而该能力的形成需要较长时间训练，需要挑战旧有的思维习惯，如果没有坚定的毅力和足够的兴趣做动力，就很容易半途而废，一旦学生遇到编程困难，兴趣也就随之下降；最后是学习过程中偏离重点，如学生纠缠在程序语法方面。 （2）学习课时相对偏少。学生初次接触程序设计，既要熟悉基本语法和基本的设计方法，还要训练计算思维，仅仅通过课堂讲解、实验和布置作业，难以完成目标。需要学生花费数倍于课堂的课外时间，通过大量的课下训练来纠正错误的思维方式，形成逻辑思维和计算思维。但暂时还没有一个合理有效的机制来保证学生达到足够的训练时间。很多学校开通了课外学习课时，但是如果学生的学习兴趣没有提升，学习效果也不会很理想，学生上课一听就懂，下课之后不知所云，编程时无从下手，成为普遍现象。 （3）没有深度拓展的算法训练和完整的工程化项目训练。基础的编程训练过后，缺少程序设计的深度拓展训练，无法提出针对实际问题的解决方法；没有工程化项目的训练，使得学生局限于书本的知识，无法拓宽思维，主动发现有价值的实际需求，与社会和企业接轨。 2.讲练展教学模式在程序设计基础教学中的实施方案 2.1教师讲授 这一阶段帮助学生掌握基本概念及理论，完成传统教学模式的目标。结合程序设计基础课程的特点，进行多种形式的教学方式，比如MOOC、翻转课堂、案例式教学等。目的是要求学生全面系统地掌握程序设计基础知识，为后续的训练与拓展打好基础。 在程序设计基础课程的教学中，从学生和教师两方面入手，以学生为主体，教师起辅助引导的作用。学生方面主要是提高学生的学习兴趣，基于这一实际情况，教师通过转变课程内容及讲授方式，结合学生感兴趣的项目来完成教学，同时学生基于兴趣，坚持足量的课外训练。 关于教师讲授方式的转变，目前很多高校提出了许多可行的方案并赋予实施，取得了一定的效果。郝丹分析了MOOC发展的可行性，宋朝霞分析了翻转课堂在教学模式中应用可行性。湖北文理学院进一步推广了基于这些形式的综合性教学改革，将多种教学形式融入到程序设计基础课程的教学中，并根据课程的内容采用不同的教学形式。 课程内容分为基础语法、基础专题和扩展专题等三个部分。基础语法是为完成语言的载体功能的规则集合，包括运算符、表达式、控制结构等语法规则，是相对固定的部分，需要和其他部分结合起来学习。这部分可以弱化课堂讲解，教师提供学习提纲，学生在课外自主以MOOC的方式学习。基础专题是教学中的重点与难点，主要是非语法性的控制结构的学习，是学生掌握程序设计思想和方法的基础，是形成学生计算思维的阶段。这部分前期以教师案例式讲授为主，后期以学生自学为主，可采用翻转课堂的方式进行教学，同时将一部分学科竞赛的内容融入到课堂教学中，不但能够拓展学生的学习深度，对后续的数据结构课程做到自然衔接，从而激发学生求知的欲望，极大地调动学生自主学习的积极性。扩展专题包括数组、函数、指针等其他部分。通过基础专题的学习，学生有了一定的程序设计思想，扩展专题相对容易，可通过MOOC和翻转课堂的形式进行讨论式教学，同时将一部分工程项目引入课堂，让学生学以致用，模拟解决实际问题，同样可提高学生的学习兴趣。 2.2学生训练 这一阶段帮助学生加深对基础知识的理解，初步应用所学知识解决局部问题，获得在工程中应用知识的能力。主要通过构建多种形式立体化的网络学习平台，给学生提供多层次的训练内容，使得学生对所学的知识能融会贯通，进行纵向和横向的拓展。 这一部分具体来说，首先构建合理的课程体系结构，从横向完成学生知识体系结构的建立，为工程化的应用奠定基础，同时使得学生在逐步的训练过程中能轻松地完成多个知识点的融合；其次，构建合理的实验训练项目，从基础实驗、设计性实验、综合性实验到创新性实验，完成学生循序渐进的训练过程；最后，构建多层次的实验平台，从基础实验室、学科实验室到大学生实践创新基地等，同时做好和企业的对接工作，定期组织学生深入企业，了解本学科的应用现状及发展方向，提高学生的学习兴趣和明确学习的目标。 程序设计基础的训练分为两部分进行，第一部分是平时的常规训练，主要用于加深基础语法与基本算法的理解，为学生计算思维能力的形成奠定必要的基础。通过开放实验机房，布置课下试验项目；构建网络辅助教学平台，建立训练题库，通过在线评判形式让学生完成足量的训练。这样，一方面学生可以实时看到自己的运行结果，另一方面教师可以通过查看学生的代码了解学生所存在的问题和不足之处，有针对性地解决问题。第二部分是项目综合训练，完成知识的初步综合应用。通过给定需求明确的项目，让学生以团队的形式完成整个项目的开发，有助于学生从工程角度理解程序设计，强化工程应用能力的培养，为后续的成果展示阶段打下基础。 2.3学生成果展示 这一阶段是展示学生应用所学知识得到的成果，这里所说的成果有别于课程实验、创新性实验等实验性项目，是更深层次或更全面意义上的成果，是学生在纵向上对知识的深化、横向上对知识综合拓展的工程化思维的具体体现。比如大学生科研项目、大学生创新创业训练项目、挑战杯、互联网+、蓝桥杯等学科竞赛等。通过提供多种形式的平台，学生依托这些项目的实践过程，提高其工程应用的能力。 结合湖北文理学院计算类专业关于程序设计基础课程的教学实践情况，主要通过二个途径实现学生成果的展示。 一是优化考核模式，根据程序设计基础课程的特点，建立合理的教学评价指标，不断调动了学生的积极性，对学生的学习也起到了更好的导向作用。教学过程中，改变了过去考核形式单一、重理论轻实践的考核模式，建立了多样化的评价模式，在实践教学过程中，采用了对设计过程进行答辩的方式进行评价，不但能展示学生的设计成果，也能培养学生的团队合作能力和交流能力。对于具有创造性和创新性的个人或团队的优秀成果，可以作为教学案例将其纳入到正常的教学内容中来，并在教学平台上进行展示，这样既能提高学生的成就感，提高学生的学习兴趣，也能带动其他同学共同学习，形成良好的学习氛围。 二是广泛开展学科竞赛活动、大学生科研和创新创业训练项目，有效充实程序设计基础的实践教学内容，拓展学习深度和广度。目前数学与计算机科学学院设立了计算机创新基地，以此为依托组织学生参与中国软件杯、蓝桥杯等程序设计大赛，极大地调动了学生的学习兴趣；同时引导学生参与大学生科研、创新创业训练项目和教师横向科研项目，大大提高了学生的工程应用能力。 近几年，学科竞赛累计取得国家一等奖3项、二等奖16项、三等奖28项；省级一等奖32项、二等奖42项、三等奖55项；获批31项大学生创新创业项目，其中国家级3项，省级8项；学生为第一作者发表学术论文19篇，申请并授权软件著作权24项。 3.结束语 讲练展教学模式的三个阶段并不是孤立的，而是相互穿插、相互融合的。整个教学过程以学生为主体，教师参与到各个阶段中，给予指导和辅助。前两个阶段，训练学生从最底层的基础知识到最终的项目设计过程。而成果展示则是从最终的实际需求出发，完成自顶向下的训练过程，使得学生具有分析问题、解决问题的能力，塑造一定的工程应用能力。同时，借助展示，引领好的作品和学生，使学生具有一定的成就感，从而激发学生的学习积极性。该模式从实际实施情况看，效果明显，具有一定的示范性和推广价值。存在的问题是学生融入到教师的科研项目活动中的力度不够，在后续的完善过程中，需要提出多样化的形式加深教师和学生之间的融入度，借助教师的科研项目真正使学生完成从理论到实践的创新性思维能力培养和应用性的动手能力的培养。 |
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