李文敬 廖偉志 閉應(yīng)洲

摘要:本文介紹了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高學(xué)生編程、系統(tǒng)開發(fā)能力中的作用、特點(diǎn)以及現(xiàn)狀。通過對構(gòu)成學(xué)生編程和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的要素進(jìn)行研究,提出了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的量化質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并對質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所包含的指標(biāo)進(jìn)行了必要和可行性分析。初步試驗(yàn)表明,實(shí)施該質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)收到了一定的成效。

關(guān)鍵詞:程序設(shè)計(jì)課程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);編程能力

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引言

目前,在高校的計(jì)算機(jī)本科專業(yè)中,程序設(shè)計(jì)課程都制訂了較為完整的課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱,任課教師以此作為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)。任課教師按照程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱的要求進(jìn)行教學(xué)與考核,基本達(dá)到了考核學(xué)生所掌握的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論和基本編程能力,基本符合理論考核的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。但是,按照實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行教學(xué)和實(shí)驗(yàn),學(xué)生的實(shí)際編程能力和動(dòng)手能力卻沒有得到很大的提高,學(xué)生的軟件系統(tǒng)開發(fā)能力與社會(huì)的要求相差較遠(yuǎn)。為此,我們對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行研究分析,發(fā)現(xiàn)目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大都是學(xué)校層面制訂的,用于對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行宏觀指導(dǎo)和管理的文件,而課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)卻不多見。目前,普遍的做法是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱代替實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施,但實(shí)驗(yàn)大綱僅起到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)以及提出簡單的、模糊的實(shí)驗(yàn)要求的作用,沒有明確的、具體的、量化的指標(biāo)。因此,我們從提高學(xué)生編程能力和動(dòng)手能力出發(fā),對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究,用明確的、量化的、具體的指標(biāo)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)提出具體的目標(biāo)要求,構(gòu)建程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)時(shí)要完成的任務(wù),教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中所承擔(dān)的具體責(zé)任,學(xué)校教學(xué)管理部門的質(zhì)量監(jiān)控更加具體、規(guī)范和科學(xué),對提高學(xué)生編程能力和動(dòng)手能力起到保障和促進(jìn)作用。

1計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:(1)通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),上機(jī)輸入程序代碼、運(yùn)行、調(diào)試和修改等操作,達(dá)到掌握各種語句、語句結(jié)構(gòu)、語法和規(guī)則;逐步掌握各種出錯(cuò)提示的含義和修改程序的辦法;加深對程序語句的理解,熟悉簡單程序的設(shè)計(jì)方法,提高學(xué)生的讀程能力。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)僅能體現(xiàn)出學(xué)生對本課程各種語句的基本掌握和對簡單程序的理解。(2)通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握利用計(jì)算機(jī)來求解一個(gè)具體問題的步驟,它可以體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生編程能力與水平的高低。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的步驟包括:第一步,分析問題;第二步,建立數(shù)學(xué)模型,學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)、物理等知識(shí)來建立數(shù)學(xué)模型;第三步,學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)中的算法策略對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分解,得出求解問題的步驟,即算法;第四步,學(xué)生按照算法,運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言編寫源程序;第五步,上機(jī)調(diào)試,得出結(jié)果。通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握解決問題的步驟和方法,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決某一個(gè)具體問題能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。(3)綜合性實(shí)驗(yàn)一般是指軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā),要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、數(shù)據(jù)庫、本語言工具來解決一個(gè)實(shí)際的綜合性問題,它能夠體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的能力與水平。軟件系統(tǒng)開發(fā)包括系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)(功能設(shè)計(jì))、系統(tǒng)的調(diào)試等幾個(gè)階段。通過需求分析,可以確定系統(tǒng)必須具備的操作功能以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能,從而確定系統(tǒng)的總體框架,系統(tǒng)界面所包含的模塊數(shù)和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫;系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)是對每一個(gè)模塊進(jìn)行子模塊的設(shè)計(jì)和功能模塊的設(shè)計(jì);系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)即對每一個(gè)功能子程序進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn);系統(tǒng)調(diào)試就是對系統(tǒng)的各功能進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證。綜合性實(shí)驗(yàn)是多門計(jì)算機(jī)課程(語言工具、數(shù)據(jù)庫、軟件工程等)的綜合運(yùn)用,也是軟件系統(tǒng)所屬應(yīng)用領(lǐng)域多種知識(shí)的綜合運(yùn)用,更是程序設(shè)計(jì)課程自身基本知識(shí)、各種語句、基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)技巧等編程技術(shù)的綜合運(yùn)用。通過綜合性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的綜合能力、創(chuàng)新精神,是提高學(xué)生動(dòng)手能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的有效方法。(4)通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握算法的實(shí)現(xiàn)過程,程序的運(yùn)行、調(diào)試和修改過程,掌握系統(tǒng)開發(fā)的基本方法、基本操作和基本技能,獲得獨(dú)立編程和開發(fā)系統(tǒng)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),加深學(xué)生對專業(yè)理論的理解。

2計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過程的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),它從實(shí)踐的角度來驗(yàn)證專業(yè)理論的正確性,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),加深學(xué)生對專業(yè)理論的理解;通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理、基本方法、基本操作和基本技能,獲得獨(dú)立測量、觀察、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等能力。通過設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和其他理工科課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一樣,但是,它有其自身的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備比較簡單或可以省略。程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是計(jì)算機(jī),所使用的系統(tǒng)軟件安裝一次后,可以長期保存并重復(fù)使用,準(zhǔn)備階段或可以省略。

(2) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)的大部分工作,可以在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前完成,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室只進(jìn)行編輯與程序的調(diào)試運(yùn)行。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前,學(xué)生預(yù)先可以進(jìn)行程序的分析、設(shè)計(jì)、程序代碼的編程等工作。實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生直接進(jìn)行源程序的輸入、編輯運(yùn)行和調(diào)試,若得不到結(jié)果,請求指導(dǎo)教師進(jìn)行指導(dǎo)。

(3) 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能與快捷方便的網(wǎng)絡(luò),實(shí)驗(yàn)可以分階段完成。如果一個(gè)程序較大,一時(shí)完不成,可以將其保存起來,待有時(shí)間再接著編寫和運(yùn)行調(diào)試。

(4) 實(shí)驗(yàn)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)的普及率相當(dāng)高、網(wǎng)絡(luò)快捷方便,學(xué)生可以隨時(shí)隨地完成實(shí)驗(yàn)室中沒有完成的程序或設(shè)計(jì)與編寫新的程序。

(5) 實(shí)驗(yàn)的對象具有重用性。程序設(shè)計(jì)過程中,具有相同功能或相近功能的算法,其代碼可以重用,大大提高學(xué)生的編程速度和編程技巧。

(6) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可復(fù)制性和不易監(jiān)控性。由于程序的可復(fù)制性和實(shí)驗(yàn)過程的不易監(jiān)控性,使得教師對學(xué)生所編寫的程序的原創(chuàng)性和真實(shí)性難以判斷。基于以上特點(diǎn),程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很大的靈活性和學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)難于判斷性,從客觀上要求我們必須建立程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),用以衡量學(xué)生必須具備的編程能力和基本要求。

3實(shí)驗(yàn)課程形式與實(shí)驗(yàn)類型

目前,高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)有課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程兩種形式。其中,獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程為單獨(dú)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)性課程,其教學(xué)活動(dòng)以獨(dú)立的課程形式組織,單獨(dú)計(jì)算學(xué)分,單獨(dú)考核與登記學(xué)習(xí)成績。課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是一門課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,與理論教學(xué)一起構(gòu)成一門課程,其成績歸入課程成績。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大都屬于課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。課程由理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分組成,教學(xué)課時(shí)的分配大約為3∶1,課程的成績和學(xué)分的也基本由3∶1比例構(gòu)成。

實(shí)驗(yàn)類型分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在一個(gè)設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)框架重新驗(yàn)證是否達(dá)到原理所描述的結(jié)果,學(xué)生通過觀察和操作鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。程序設(shè)計(jì)課程的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般是指由教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書提供的完整程序,學(xué)生通過編譯系統(tǒng)編輯代碼并運(yùn)行得到正確的結(jié)果。其目的是驗(yàn)證原理的正確性或程序設(shè)計(jì)正確性。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)鞏固和加強(qiáng)對所學(xué)語句、語法、簡單算法設(shè)計(jì)的理解。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件,由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇或制作儀器并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識(shí)、提出問題和解決復(fù)雜問題的能力。程序設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握被解決問題的分析、算法設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)、調(diào)試運(yùn)行等編程的每一個(gè)步驟,提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。綜合性實(shí)驗(yàn)是指在學(xué)生具有一定基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能的基礎(chǔ)上,運(yùn)用某一門課程或多門課程的綜合知識(shí)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)的目的是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行綜合訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理以及查閱資料的能力。程序設(shè)計(jì)課程的綜合性實(shí)驗(yàn)就是要求學(xué)生掌握軟件系統(tǒng)開發(fā)的方法、步驟,提高學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力。

4計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神中起著越來越重要的作用,特別是隨著本科院校第二輪教學(xué)工作水平評估工作的完成,各院校的專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)都取得了明顯的成效,每個(gè)專業(yè)都制訂了完善的人才培養(yǎng)方案,每門課程也制訂了完整的教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱等相關(guān)的材料,制訂了規(guī)范、科學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控措施,這些都很好地促進(jìn)了高校教學(xué)質(zhì)量的提高。在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中,增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù),對提高學(xué)生的編程能力有了很大的促進(jìn)作用。但是,大部分程序設(shè)計(jì)課程都缺少實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對提高學(xué)生的編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力還存在諸多不足,主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面。

(1) 學(xué)校一般都制訂了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)校從宏觀層面對各類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)過程、教學(xué)效果等提出的目標(biāo)管理,比如,教學(xué)文件是否齊備、實(shí)驗(yàn)課表是否齊全、教師備課是否認(rèn)真、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否規(guī)范等等,它不是具體課程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從目前的調(diào)查情況來看,大部分的程序設(shè)計(jì)課程都沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是,對于程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,有明確的、具體的、量化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尤為重要。

(2) 用實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱替代實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果沒有衡量的尺度,沒能真正體現(xiàn)出學(xué)生的編程能力。實(shí)驗(yàn)大綱主要包括課程名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與要求、實(shí)驗(yàn)教材、考核方式、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容等,從其所包含的項(xiàng)目看,不包含明確的、具體的、量化的指標(biāo)。但是,往往卻以實(shí)驗(yàn)大綱作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來看待,實(shí)驗(yàn)教學(xué)只要按照實(shí)驗(yàn)大綱完成實(shí)驗(yàn),學(xué)生寫完實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算完成實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生的編程能力無法衡量。

(3) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中增加了設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)數(shù)量,對于提高學(xué)生的編程能力有了一定的促進(jìn)作用。但是,沒有具體的、量化的指標(biāo)來規(guī)范設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,任課教師執(zhí)行起來隨意性大,學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成的任務(wù)偏少,學(xué)生編程的效果、編程能力的提高都沒有評判的標(biāo)準(zhǔn)。

(4) 教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績的評定,大都以學(xué)生撰寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù),這樣的成績評定比較單一,不能真正體現(xiàn)出學(xué)生的編程能力。應(yīng)該制訂出實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),從多方面考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果與編程能力。

(5) 沒有課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生不明確需要完成實(shí)驗(yàn)數(shù)量、教師也無法知道學(xué)生要做實(shí)驗(yàn)多少才會(huì)達(dá)到要求,學(xué)校教學(xué)管理部門對教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控也無法落到實(shí)處。

(6) 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程之中,做的大都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),對于設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)完成達(dá)不到目標(biāo)要求,這里雖有教師要求不嚴(yán)的原因,也有學(xué)生畏難的成份。但主要還是任務(wù)、目標(biāo)不明確所致。

(7) 學(xué)生預(yù)習(xí)與準(zhǔn)備不足,實(shí)驗(yàn)前不做算法設(shè)計(jì)和編程,而是到實(shí)驗(yàn)時(shí)才忽忙對題目進(jìn)行分析、算法設(shè)計(jì)、輸入與編輯源代碼,運(yùn)行調(diào)試,往往一次實(shí)驗(yàn)課只能完成1～2個(gè)簡單的程序設(shè)計(jì)或調(diào)試,浪費(fèi)寶貴的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,實(shí)驗(yàn)效率低。

5實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程是應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,這些課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果主要體現(xiàn)在學(xué)生的實(shí)際編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力上。而學(xué)生編程能力的培養(yǎng)除了要求學(xué)生掌握扎實(shí)的基本語句、語法、規(guī)則外,還要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力。所以,程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要,而要使實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得良好的效果,必須制訂科學(xué)、規(guī)范的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),用以檢驗(yàn)和考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果,確保學(xué)生編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的提高。為此,我們主要從構(gòu)成學(xué)生的編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的各要素出發(fā),對程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程所必須達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究,作為制訂計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)和指導(dǎo)。

5.1構(gòu)成學(xué)生編程能力的要素

構(gòu)成學(xué)生編程能力的要素有很多,概括起來主要有:

讀程能力程序由語句、語法、規(guī)則構(gòu)成,就像一篇文章由文字、詞組按照一定的語法組成語句,若干語句按照描述的內(nèi)容組成文章。要讀懂一篇文章,首先要認(rèn)識(shí)字,懂得每個(gè)語句的意思,才能讀懂文章的內(nèi)容。讀程序也有同樣的道理,要讀懂一個(gè)程序,必須弄懂程序設(shè)計(jì)語言的每一個(gè)關(guān)鍵詞、語句的結(jié)構(gòu)、語句的語法規(guī)則、語句的作用。但是,讀程序與讀文章還有本質(zhì)的區(qū)別,程序是一個(gè)算法的標(biāo)準(zhǔn)語言描述,算法復(fù)雜,則相應(yīng)的程序代碼就復(fù)雜,閱讀起來就較困難。但在很多實(shí)際問題中,要實(shí)現(xiàn)的功能卻相同或相近,它們的程序代碼也相同或相近。所以,要培養(yǎng)學(xué)生的讀程能力,必須要求學(xué)生多讀程序,從讀懂簡單的程序開始,到讀懂較為復(fù)雜的程序,達(dá)到閱讀較為復(fù)雜的程序時(shí),能很快知道程序所實(shí)現(xiàn)的功能以及還原出程序所實(shí)現(xiàn)的算法。

算法設(shè)計(jì)能力算法設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)求解某一特定問題的一系列步驟,這些步驟可以通過計(jì)算機(jī)的基本操作來實(shí)現(xiàn)。算法設(shè)計(jì)能力是學(xué)生編程能力高低的主要標(biāo)志,是提高學(xué)生編程能力的關(guān)鍵,是構(gòu)成學(xué)生編程能力的關(guān)鍵因素。所以,要培養(yǎng)學(xué)生良好的算法設(shè)計(jì)思想,對算法設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格訓(xùn)練,使學(xué)生對算法設(shè)計(jì)的步驟:(1)問題分析;(2)數(shù)學(xué)建模;(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(4)算法設(shè)計(jì);(5)算法表示等能夠形成良好的算法設(shè)計(jì)的習(xí)慣,并按照這些步驟和思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外,還要培養(yǎng)學(xué)生掌握算法設(shè)計(jì)的方法和一些基本的策略。

編寫代碼能力編寫代碼就是算法實(shí)現(xiàn)。如果算法設(shè)計(jì)過程完成得比較好,具有良好的算法表示方式,則將其用程序設(shè)計(jì)語言來描述會(huì)變得相對容易。編寫代碼的能力主體現(xiàn)在對算法表示方式的理解以及程序設(shè)計(jì)語言各語句的實(shí)際應(yīng)用。編寫代碼的能力可以通過對基本結(jié)構(gòu)的算法描述和各種不同的算法描述進(jìn)行編碼來培養(yǎng)。

程序調(diào)試與改錯(cuò)能力程序的調(diào)試能力包括掌握常用的調(diào)試方法,能讀懂程序出錯(cuò)提示以及修改出錯(cuò)的程序,能較快地發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)的原因和作出正確的修改。

5.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包含的指標(biāo)

從構(gòu)成學(xué)生編程能力的各要素來看,它們有些可以通過理論教學(xué)來培養(yǎng),但有些必須在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)。因此,我們認(rèn)為,在制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)該包括以下指標(biāo):

(1) 掌握程序設(shè)計(jì)語言編譯系統(tǒng)的安裝。達(dá)標(biāo)要求,獨(dú)立成功安裝一次以上。

(2) 掌握編譯系統(tǒng)各菜單的命令及常用命令按鈕,并熟練使用它們進(jìn)行相關(guān)的操作。達(dá)標(biāo)要求,用具體的程序來檢驗(yàn)每一個(gè)命令的實(shí)際操作,弄清每一個(gè)操作所產(chǎn)生的結(jié)果,在實(shí)驗(yàn)3～5次后進(jìn)行考核。

(3) 掌握編譯系統(tǒng)出錯(cuò)提示的具體內(nèi)容、出錯(cuò)標(biāo)志及位置、修改的方法。達(dá)標(biāo)要求,教師通過舉例,將編譯程序時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的出錯(cuò)提示進(jìn)行示范;學(xué)生編譯程序時(shí)隨機(jī)出現(xiàn)的一條或多條出錯(cuò)提示,能夠指出它的內(nèi)容、程序出錯(cuò)的位置以及改錯(cuò)的辦法。

(4) 掌握源程序的編輯、編譯、運(yùn)行、調(diào)試及改錯(cuò)、源文件及相關(guān)文件的存盤和調(diào)用。達(dá)標(biāo)要求,源文件及其相關(guān)文件的創(chuàng)建、編輯,正確存盤和正確調(diào)用;編譯、運(yùn)行、調(diào)試過程、生成可執(zhí)行文件正確。

(5) 實(shí)驗(yàn)大綱中規(guī)定的每一個(gè)編程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生要完成的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)不少于5個(gè),要求學(xué)生在編輯完成后,先閱讀程序,試運(yùn)行后得到一個(gè)結(jié)果,然后再通過運(yùn)行程序、調(diào)試程序得到正確的結(jié)果,最后比較這兩個(gè)結(jié)果的一致性。達(dá)標(biāo)要求,教師現(xiàn)場出2～3個(gè)程序,讓學(xué)生編輯后,先由學(xué)生讀程序,給出一個(gè)結(jié)果,然后再通過運(yùn)行程序,比較讀程得到的結(jié)果與計(jì)算機(jī)運(yùn)行結(jié)果,通過這樣的實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的讀程能力。

(6) 實(shí)驗(yàn)大綱中規(guī)定的每一個(gè)編程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生要完成的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)不少于10個(gè)。達(dá)標(biāo)要求,每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后,任課教師現(xiàn)場考核學(xué)生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2～3個(gè),學(xué)生現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、運(yùn)行調(diào)試,得出正確的結(jié)果。

(7) 與數(shù)據(jù)庫連接實(shí)驗(yàn)操作。要求學(xué)生掌握該語言源程序1～2種連接數(shù)據(jù)庫的方法。達(dá)標(biāo)要求,學(xué)生現(xiàn)場用該語言編寫代碼連接數(shù)據(jù)庫或手動(dòng)連接數(shù)據(jù)庫,運(yùn)行程序調(diào)用數(shù)據(jù)庫,并對其進(jìn)行相關(guān)操作。

(8) 程序設(shè)計(jì)課程,要設(shè)置1～2個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中,1個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由任課教師預(yù)設(shè)題目,要求包含整個(gè)課程的相關(guān)編程內(nèi)容,如菜單、工具欄、狀態(tài)欄、功能命令等模塊及功能程序,使學(xué)生得到綜合的訓(xùn)練和應(yīng)用;另一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以由學(xué)生自己選題,實(shí)現(xiàn)學(xué)生自己感興趣的領(lǐng)域。

5.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分析與試驗(yàn)

我們提出的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中,第(1)～(4)項(xiàng)指標(biāo)主要是考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)環(huán)境、程序調(diào)試運(yùn)行的能力。在多年的教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)也是構(gòu)成學(xué)生編程能力的不可缺少的要素。一般編程能力強(qiáng)的學(xué)生,他們都能熟練使用編譯系統(tǒng)的各種命令、命令按鈕、各種出錯(cuò)提示以及調(diào)試程序的各種方法,反之,編程能力低的學(xué)生,這些方面的操作不夠熟練,有些菜單中的命令甚至沒有使用過,對出錯(cuò)提示不知何意,程序出錯(cuò)了,不能獨(dú)立修改或排除。所以,設(shè)立實(shí)驗(yàn)環(huán)境和程序調(diào)試的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是必須和可行的。第(5)～(8)項(xiàng)指標(biāo)主要考核學(xué)生的讀程能力、編程能力、數(shù)據(jù)庫操作能力、綜合編程能力。目前,實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中,雖然包含了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)內(nèi)容,但是,大部分都寫得簡單,要求和目的不夠明確,沒有量化的標(biāo)準(zhǔn)。我們設(shè)立的指標(biāo)就是根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方法,對它們進(jìn)行量化和強(qiáng)度的拓展,給學(xué)生和任課教師有一個(gè)明確的要求。使學(xué)生明確自己要完成的任務(wù),教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須承擔(dān)的具體責(zé)任,學(xué)校教學(xué)管理部門可以根據(jù)這些具體的指標(biāo)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。這些指標(biāo)的設(shè)立,可以避免目前由于缺乏具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),任課教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要求學(xué)生完成的任務(wù)隨意性大,學(xué)生讀程、編程普遍偏少,編程能力普通不高的情況。

目前,我們正在“高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施這一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)的效果較為明顯。在經(jīng)過試驗(yàn)總結(jié)和不斷完善后,將在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中逐步地實(shí)施這一具有量化指標(biāo)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

6結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要一環(huán),根據(jù)社會(huì)對人才的需求以及編程能力的要素,確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),用量化的形式來強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立,將給程序設(shè)計(jì)課程構(gòu)建起理論質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),改變目前理論強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力弱的局面,變成兩手都要硬,切實(shí)提高學(xué)生的編程能力和軟件系統(tǒng)開發(fā)能力。

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Research on the Quality Standards of Computer Programming Course Experimental Teaching

LI Wen-jing,LIAO Wei-zhi,BI Ying-zhou

(College of Computer Science and Information Engineering, Guangxi Teachers Education University, Guangxi, Nanning 530001, China)

Abstract: The paper introduces the features of computer programming course experimental teaching and its status, roles on enhance student programming and system development capacity.The constituent elements of students programming and software systems development capabilities was studied. Put forward the quality standards of computer programming course experimental teaching. Necessary and the feasibility of its indicators were analyzed. Preliminary experiments show that the implementation of the quality standards has received a certain degree of effectiveness.

Key words: programming course; experimental teaching; quality standards; programming capacity