朱旻如 郭劍 朱立華

（南京郵電大學(xué)計算機學(xué)院，江蘇南京210003）

1.引言

鑒于程序設(shè)計能力在計算機人才培養(yǎng)中的重要性，各個高校愈來愈重視程序?qū)嵺`課程。在課程設(shè)置上，程序設(shè)計能力的培養(yǎng)主要從三個方面進(jìn)行：一是通過計算機語言如C、C++、JAVA的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生基本掌握程序設(shè)計的原理和方法以及相關(guān)的程序開發(fā)工具，初步理解程序設(shè)計思想；二是通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計實踐培養(yǎng)學(xué)生實際解決問題能力和動手能力，進(jìn)一步加深對程序設(shè)計思想的理解，領(lǐng)悟程序設(shè)計方法；三是通過W indows程序設(shè)計、ASP.net程序設(shè)計等選修課，幫助學(xué)生完成程序設(shè)計能力的自我實現(xiàn)[1]。

而我校C/C++程序設(shè)計課程除了在理論教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)目標(biāo)安排學(xué)生完成相應(yīng)的實驗，更在本科二年級安排了為期兩周的程序設(shè)計實踐集訓(xùn)，用于完成綜合性、較大規(guī)模的程序。但是這兩周的程序設(shè)計常常是有悖于初衷，學(xué)生以為只是一次綜合實驗，參考的也僅僅是以前學(xué)習(xí)的教材，學(xué)習(xí)積極性不高，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

為此，我校在程序設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中引入項目教學(xué)法?；诮?gòu)主義的項目法和傳統(tǒng)教學(xué)法有很大差別，強調(diào)以學(xué)生為中心，以“項目”為導(dǎo)向，以“基于問題的解決”去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的學(xué)習(xí)[2-4]。在程序設(shè)計實踐中，學(xué)生已具備相應(yīng)的語法知識，他們?nèi)鄙俚氖侵R的融會貫通，缺乏獨立探索、進(jìn)一步自主學(xué)習(xí)的能力，缺乏對完整項目各個環(huán)節(jié)的把握能力和切身體驗，項目教學(xué)法正好可以彌補這些缺陷。

2.項目教學(xué)法的組織

這兩年我校逐步在各個專業(yè)的程序設(shè)計實踐課程中引入項目教學(xué)法，使學(xué)生能以項目為核心完成軟件設(shè)計的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)了程序設(shè)計整體思想，鍛煉從問題的分析、總體框架設(shè)計、代碼實現(xiàn)、測試到項目展示等一整套的實踐能力。具體的實施過程如表1所示，程序設(shè)計的每個階段都有明確的任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)。

3.項目教學(xué)法實施細(xì)節(jié)

項目法的實施強調(diào)學(xué)生的主導(dǎo)地位，但是在項目實施前應(yīng)充分考慮實施細(xì)節(jié)，以保證達(dá)到預(yù)期目的。

表1 項目教學(xué)的組織實施

3.1 分組

考慮到學(xué)生個體之間的差異，項目按分組形式進(jìn)行，團(tuán)隊的形式有利于學(xué)生互相學(xué)習(xí)，避免了個別學(xué)生的畏難情緒。但是如果項目組成員過多，又會“意見不統(tǒng)一”，難以協(xié)作，甚至個別組員坐享其成。結(jié)合項目的工作量、難度和我校兩周的實踐周期，一般控制在3人左右，在項目組成立的同時選定組長負(fù)責(zé)組員的分工協(xié)作，保證項目的順利執(zhí)行。

3.2 課題的選擇和設(shè)計

課題的選擇應(yīng)該是項目法教學(xué)過程中一個核心問題，除了要考慮到工作量、學(xué)生的興趣、課題難度等等多方面因素，更應(yīng)該結(jié)合對程序設(shè)計實踐課程的目標(biāo)，有針對性地設(shè)計課題。

作為計算機語言課程的延伸，安排在C/C++課程之后的程序設(shè)計，其教學(xué)目標(biāo)不應(yīng)僅僅停留在計算機語言知識的掌握，能力培養(yǎng)是這個階段的重點。因此我們的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下：

(1)鞏固加強課堂中學(xué)習(xí)到的計算機語言知識；

(2)理解面向?qū)ο蠡蛎嫦蜻^程的程序設(shè)計思想；

(3)進(jìn)一步培養(yǎng)計算思維能力，按照計算機求解問題的基本方式去考慮問題的求解，構(gòu)建相應(yīng)的算法和基本程序，并掌握常用算法的實現(xiàn)，如排序、查找等；

(4)引導(dǎo)學(xué)生獨立探索，掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的方法，初步體驗自主學(xué)習(xí)的成功；

(5)初步培養(yǎng)計算機程序設(shè)計技能，理解算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計中的作用，掌握用計算機軟件實現(xiàn)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本程序設(shè)計技能。

表2是我校的程序設(shè)計任務(wù)書示例，其中基本功能是必須完成的，而學(xué)有余力的學(xué)生可以在任務(wù)書的提示下進(jìn)行深入的開發(fā)，滿足不同層次學(xué)生的需求。該課題與實際應(yīng)用關(guān)系密切，學(xué)生易于理解項目的背景知識，同時又涉及到C/C++課程中學(xué)習(xí)的主要要素：文件操作、菜單實現(xiàn)、數(shù)組或鏈表的存儲結(jié)構(gòu)、排序和查找算法等。

和常見的課題不同的是，每一課題都有要求學(xué)生自行設(shè)計的部分，如表2中試題的存儲形式和成績指標(biāo)的設(shè)計。這部分的引入使得學(xué)生主動將日常生活經(jīng)驗與項目進(jìn)行聯(lián)系，同時利于學(xué)生展示個性化的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。如成績指標(biāo)設(shè)計上，學(xué)生剛開始非常直觀地設(shè)計成答對一題得一個基礎(chǔ)分，如10分，結(jié)果可想而知，當(dāng)題目數(shù)量不一致時，成績根本不能反映任何問題，于是會有進(jìn)一步的設(shè)計，如引入答題時間、在題庫設(shè)計時引入難度系數(shù)等……學(xué)生在設(shè)計的同時理解了實際應(yīng)用和計算機程序之間的映射關(guān)系，并自主地學(xué)習(xí)了課堂上沒有學(xué)到的知識，如時間的應(yīng)用方法等。

3.3 考核方式

考核環(huán)節(jié)在程序設(shè)計課程中一直是教師比較頭疼的問題，工作量的界定、程序的正確性、學(xué)生抄襲程度等難以給出客觀的評價[5]?？紤]到程序設(shè)計實踐課程的教學(xué)目的重在學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，因此沒有必要準(zhǔn)確地給出每一個學(xué)生的成績。在項目法教學(xué)中，成績是項目組的，項目組每一個成員都對項目的成敗負(fù)有直接的責(zé)任。

在考核中引入答辯環(huán)節(jié)，不僅給學(xué)生提供自我展示的平臺，激發(fā)學(xué)生的競爭意識，還有效地避免了抄襲的現(xiàn)象。比如表2的課題，在答辯過程中，要求項目組設(shè)計的成績指標(biāo)、試題存儲等問題往往成為展示和提問的焦點問題，同學(xué)們的提問又引起如何保證隨機抽取的題目在一組試卷中是唯一的，答題過程能否暫時中斷等問題的思考。這些問題將在后期完成的程序設(shè)計報告中得到進(jìn)一步探討，學(xué)生的自主探索意識得到了有效的培養(yǎng)。

表2 程序設(shè)計任務(wù)書示例

3.4 教師的引導(dǎo)作用

在項目法教學(xué)過程中，教師的作用不可忽略。教師首先要選擇合適的課題，創(chuàng)建協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，并完成學(xué)習(xí)資源的建設(shè)工作。在項目實施的過程中，要適時給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，比如分組時成員的搭配、設(shè)計過程中關(guān)鍵問題解決途徑、答辯中項目完成情況和存在問題的點評等?？梢哉f，項目法教學(xué)成敗的關(guān)鍵在于老師自身的專業(yè)素養(yǎng)。為保證教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)過程的順利，要求教師在課程開始之前完成課題實施預(yù)案，對課題實施的目的和可能存在的問題有一定的預(yù)見性，如表3所示。

表3 課題實施方案

4.實施效果

通過這兩年的實踐，項目教學(xué)法在程序設(shè)計實踐課程中的優(yōu)勢是明顯的，表4是我校08級兩個班中采用傳統(tǒng)方法和項目教學(xué)法的成績對比，表明項目法實施后，學(xué)生成績得到提高，特別是成績?yōu)椤凹案瘛钡娜藬?shù)大幅減少。在教學(xué)過程中能明顯感覺到：

(1)學(xué)生積極性提高。程序設(shè)計期間，小組成員之間的討論非常熱烈，不同層次的學(xué)生能主動參與，哪怕只解決一個小問題也非常具有成就感。

(2)完成的程序功能明顯加強。為了展示自己的特色，每個小組都盡量完成可能實現(xiàn)的功能，例如表2中的“考試管理系統(tǒng)”在采用項目法后，學(xué)生除完成基本的試題庫管理、學(xué)生管理、考試過程管理外，還注意到題庫修改時必須經(jīng)過密碼驗證、系統(tǒng)進(jìn)入后可根據(jù)用戶是教師或?qū)W生給予不同的使用功能等。這些充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主思考過程，同時也大大豐富了題庫的建設(shè)，為后續(xù)課程的開展提供了很好的素材。

(3)解決問題的能力加強。和以往依賴于教材不同，現(xiàn)在多數(shù)學(xué)生會去圖書館、教師提供的教學(xué)資源中尋求幫助，思維得到拓展。不少學(xué)生在程序設(shè)計中敢于嘗試學(xué)習(xí)過程中讓他們害怕的鏈表、教材中沒有教過的算法、函數(shù)等，充分體現(xiàn)了學(xué)生的自信，也很好的培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

(4)有效避免了抄襲現(xiàn)象。由于答辯環(huán)節(jié)的引入以及題目中要求的設(shè)計成分，抄襲幾乎是不可能的，并且學(xué)生也不屑于抄襲，他們更熱衷于展現(xiàn)自己程序的優(yōu)點。

表4 對比數(shù)據(jù)

5.結(jié)束語

程序設(shè)計實踐課程的關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生的興趣，使他們自覺主動地參與，項目教學(xué)法能提供一個較為合適的學(xué)習(xí)氛圍，受到大多數(shù)學(xué)生的好評。但是，項目法的成功實施和教師自身的素質(zhì)有直接的關(guān)系，在教學(xué)過程中教師需要不斷地充實、學(xué)習(xí)，拓展自身的專業(yè)技能。

[1] 司友華，趙蕓，羅顯貴.本科院校計算機專業(yè)程序設(shè)計課程設(shè)置分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2008(12)：146～148.

[2] 鄭濤，陳清華，周亞.程序設(shè)計課程教學(xué)模式的研究與實踐[J].理工高教研究，2010(2)：122～125.

[3] 儲衛(wèi)中.項目教學(xué)法在程序設(shè)計課程中的應(yīng)用[J].計算機教育，2008(16)：111～112.

[4] 孫庚.項目教學(xué)法在“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)中的實踐[J].計算機教育，2008(2)：51～54.

[5] 郭偉，李文新.程序設(shè)計實習(xí)類課程如何準(zhǔn)確考察學(xué)生學(xué)習(xí)情況[J].吉林大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2005(8)：99～103.