王精明陳立鋼李君燕

（1滁州學(xué)院，安徽 滁州 239000）

（2巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

基于PDCA理論的《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)的探索和實踐

王精明1陳立鋼2李君燕1

（1滁州學(xué)院，安徽 滁州 239000）

（2巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》是計算機科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計基本方法和技能的一門課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占有極其重要的地位，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響學(xué)生對專業(yè)的興趣和后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習。為達到地方高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，在分析實踐教學(xué)過程中存在的主要問題的基礎(chǔ)上，將PDCA循環(huán)理論應(yīng)用于本課程的實踐教學(xué)過程中，鍛煉和提高了學(xué)生自主學(xué)習的能力、團隊協(xié)作的能力和創(chuàng)新能力。兩年的教學(xué)改革實踐和教學(xué)結(jié)果表明，該教學(xué)方式在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上取得了良好的教學(xué)效果，也為今后程序設(shè)計等軟件開發(fā)類課程的教學(xué)提供了一種可以借鑒的參考。

PDCA循環(huán)理論；實踐教學(xué)；程序設(shè)計；教學(xué)效果

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》是軟件工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是程序設(shè)計的重要理論和實踐基礎(chǔ)。主要包括程序與程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)類型與基本操作、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組、指針和結(jié)構(gòu)體和文件程序設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生問題求解和語言應(yīng)用的能力、實踐編程能力和閱讀程序能力，為學(xué)習后續(xù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析等課程奠定堅實的基礎(chǔ)。因此，《程序設(shè)計基礎(chǔ)》在專業(yè)課程體系中具有重要的作用，《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果的好壞對專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)學(xué)習影響深遠[1-2]。

1 《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)中存在的問題

通過分析《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)過程，收集同行教師、學(xué)生座談會和相關(guān)課程授課教師的建議和意見，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程的過程中存在以下較為普遍問題，這些問題困擾著學(xué)生，極大地影響了該課程的教學(xué)和學(xué)習效果，造成不能達到該課程預(yù)期教學(xué)目標的結(jié)果。

1.1 編寫程序解決問題信心不夠

通過觀察發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生在在解決實際問題，尤其是編寫程序解決實際問題時缺乏獨立解決問題的能力和勇氣。一種情況是學(xué)生在程序編譯過程中一旦看到幾個甚至幾十個語法錯誤時，立即變得無所適從、不知所措，完全被錯誤的數(shù)量嚇倒，產(chǎn)生畏難情緒。實際情況是這類語法錯誤只要學(xué)生稍微有點耐心和基本英語知識，結(jié)合編程開發(fā)環(huán)境給出的提示是完全可以獨立解決的，但是學(xué)生絕大多數(shù)情況是立即求助于輔導(dǎo)教師，是缺乏信心的直接表現(xiàn)。另一種情況是邏輯錯誤，部分學(xué)生程序編譯沒有錯誤，順利通過，但是運行結(jié)果不對，這就是程序出現(xiàn)邏輯錯誤，但是學(xué)生對這樣的錯誤完全沒有信心去調(diào)試和排除，要么不了了之，要么立即求助于輔導(dǎo)老師，潛意識里認為自己沒有能力解決該邏輯問題。

1.2 課程內(nèi)容靈活度大

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程概念內(nèi)容多，理論性強，靈活度很大。由于學(xué)生大多數(shù)高中階段沒有接觸過程序設(shè)計方面的知識，不能也不易理解從計算機的角度去思考和處理問題。面對《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程中涉及到的眾多概念、枯燥代碼，相當一部分學(xué)生的體會是該課程枯燥沒有趣味，難以跟上授課教師的思維和推理分析過程，導(dǎo)致學(xué)習該課程的主動性、積極性和創(chuàng)造性很差，沒有成就感[3]。

1.3 學(xué)習過程檢查和考核不足

該課程傳統(tǒng)的檢查考核學(xué)習效果的方式主要是期末理論考試，平時對學(xué)生學(xué)習過程的檢查和考核很少。雖然課程教學(xué)中有布置作業(yè)和課程實驗，但是大學(xué)新生由于剛剛?cè)雽W(xué)，對相對于高中寬松的大學(xué)環(huán)境心理容易放松，疏于進行自我檢查和考核，期末只能是突擊考試，憑記憶課本知識，不能真正牢固掌握知識點。只要考試題目稍微變化，就無從下手，實際動手能力和學(xué)習效果很差，對學(xué)習的積極性和后續(xù)課程的學(xué)習造成很大影響。

2 基于“PDCA”理論的《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)改革和實踐

2.1 “PDCA”循環(huán)

“PDCA”循環(huán)理論是美國戴明博士提出的一種實施全面質(zhì)量管理所應(yīng)遵循的工作方法，也稱之為戴明環(huán)[4-5]?！癙DCA”是英語單詞Plan、Do、Check和Action的首字母縮寫而成，分別是計劃、實施、檢查和處理?！癙DCA”循環(huán)是按照計劃（P）→實施（D）→檢查（C）→處理（A）順序來對質(zhì)量進行管理，并且循環(huán)不斷地往下進行，上一個循環(huán)過程中未解決或新產(chǎn)生的問題會進入下一個循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)，使得每次循環(huán)達到一個新的臺階和水平，直到最終達到目標，如圖1所示。

圖1PDCA循環(huán)理論示意圖

2.2 《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)的計劃（P）階段

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)的計劃（P）階段主要任務(wù)是制定實驗教學(xué)大綱。實驗教學(xué)大綱需要明確各實驗項目的實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗環(huán)境、實驗步驟和課后實驗等。一個好的《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)大綱不僅是教師的實踐教學(xué)的指導(dǎo)性文件，而且應(yīng)有利于學(xué)生建立起程序設(shè)計的信心，并真正感受到逐漸解決問題與不斷進步的成就感，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計的能力。

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)使用的是自編的實驗講義和資料，將實驗分為驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗，其難度系數(shù)和對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用程度逐漸遞增。其中，驗證性實驗主要目的是訓(xùn)練學(xué)生對主教材理論內(nèi)容的理解，程序開發(fā)和設(shè)計能力和工具的運用；設(shè)計性和綜合性實驗主要訓(xùn)練學(xué)生項目開發(fā)能力、團隊合作能力和協(xié)作精神以及基本的軟件工程思想。

2.3 《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)的實施（D）階段

對于驗證性實驗，在《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)的組織上要求每生一組獨立編程完成。過程主要分為三階段：①在理論課講解緒論部時，其僅涉及基本概念和術(shù)語，沒有對程序設(shè)計內(nèi)容本身進行實質(zhì)講解，因此該階段的實驗內(nèi)容以熟悉VC++編程環(huán)境為主；②每周兩學(xué)時的實驗課主要用于學(xué)生將主教材中的重要例題、課后習題和自編實驗講義預(yù)留作業(yè)進行編程實現(xiàn)，并引導(dǎo)學(xué)生對編寫的代碼進行單元測試，主要考察學(xué)生基本知識的掌握程度和基本編程能力；③在完成經(jīng)過單元測試的程序后，撰寫實驗報告。驗證性實驗內(nèi)容主要包括順序程序設(shè)計、分支程序設(shè)計、循環(huán)程序設(shè)計、數(shù)組程序設(shè)計、指針程序設(shè)計和文件的基本操作。

對于設(shè)計性和綜合性實驗，在《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)的組織上主要由教師事先精心設(shè)計好實驗選題，由學(xué)生自由組建團隊，3-4人為一組，團隊合作完成設(shè)計性和綜合性實驗程序設(shè)計、實現(xiàn)、文檔撰寫和匯報等工作。設(shè)計性和綜合性實驗選題一般具有一定的實用性，如學(xué)生信息管理系統(tǒng)、圖書管理信息系統(tǒng)等。

2.4 《程序設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)的檢查（C）階段

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》考核傳統(tǒng)方式主偏理論測試，對實驗教學(xué)的監(jiān)管和考核重視程度不夠，導(dǎo)致動手能力沒有得到有效鍛煉和提高，因此一套好的切實可行的實踐檢查和考核方法和標準值得探索和研究。

我校對于驗證性實驗的考核主要考核環(huán)節(jié)為程序演示、程序改進和實驗報告三個環(huán)節(jié)。程序演示環(huán)節(jié)由學(xué)生演示自己的程序，教師檢查學(xué)生程序是否達到預(yù)期要求；程序改進環(huán)節(jié)教師根據(jù)學(xué)生的程序運行狀況向?qū)W生提出改進措施，學(xué)生按照要求完成對程序的改進；實驗報告主要觀測學(xué)生實驗報告是否認真，對本次實驗的心得、體會以及實驗過程中出現(xiàn)的問題等。《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程一般以班級為單位組織教學(xué)，由于學(xué)生人數(shù)一般超過50人，一般安排兩名實驗指導(dǎo)教師同時指導(dǎo)實驗，從而保證實驗教學(xué)質(zhì)量。

對于設(shè)計性和綜合性實驗，主要考核的措施為學(xué)生首先進行自評；教師組織小組之間進行互評、打分；教師根據(jù)學(xué)生的程序?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量，文檔的撰寫質(zhì)量，單元測試完成質(zhì)量和團隊合作水平綜合考核評分。最后設(shè)計性和綜合性實驗按照三個考核分數(shù)進行加權(quán)計算總評實驗成績。

2.5 《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)的處理（A）階段

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學(xué)處理（A）階段的主要任務(wù)是對實驗教學(xué)進行總結(jié)和反饋。首先，學(xué)生總結(jié)在驗證性實驗過程中教師給出的考核結(jié)果和評價，改進自己程序設(shè)計過程中的不足，將成功的經(jīng)驗和錯誤的教訓(xùn)納入到設(shè)計性、綜合性實驗或者下一次“PDCA”循環(huán)中；其次，學(xué)生通過總結(jié)設(shè)計性實驗和綜合性實驗中的經(jīng)驗和教訓(xùn)（主要是小組評議結(jié)論和指導(dǎo)教師的評價），提高自己的團隊協(xié)作意識、文檔撰寫質(zhì)量、算法分析和設(shè)計能力和解決實際問題的能力。圖2為《程序設(shè)計基礎(chǔ)》實踐教學(xué)PDCA循環(huán)圖。

隨著“PDCA”循環(huán)的結(jié)束，每個學(xué)生自身能力和水平都得到了提高，為后續(xù)課程教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)，也為后續(xù)內(nèi)容實驗的“PDCA”循環(huán)教學(xué)更完善、更全面提供了基礎(chǔ)和保障[6-7]。

3 對比分析

PDCA循環(huán)理論連續(xù)三屆應(yīng)用于專業(yè)學(xué)生進行《程序設(shè)計基礎(chǔ)》的實踐教學(xué)改革和實踐。通過開展學(xué)生座談會和調(diào)查問卷，學(xué)生對實施教學(xué)改革后的教學(xué)效果評價明顯比使用傳統(tǒng)教學(xué)方法要好，對比分析如下。

3.1 畏難情緒有效降低

由于PDCA循環(huán)理論采取循序漸進的實踐教學(xué)設(shè)計，適量和難度系數(shù)較小的驗證性實驗選題極大地刺激了學(xué)生的學(xué)習興趣，絕大部分題目每個學(xué)生基本能夠通過個人努力獨立完成，有效地降低了學(xué)生的畏難情緒，提高了學(xué)生學(xué)習主動性和積極性。

3.2 團隊協(xié)作能力增強

學(xué)生通過循序漸進的驗證性實驗的經(jīng)驗積累和知識儲備，克服了畏難情緒，對于實踐教學(xué)設(shè)計的設(shè)計性和綜合性實驗，均能夠積極組建或融入團隊，相互間協(xié)同合作，主動完成任務(wù)，學(xué)習效果良好。

3.3 實踐動手能力增強

實驗強調(diào)真正意義上的動手能力的培養(yǎng)，容易將所學(xué)的理論和實際項目開發(fā)相結(jié)合。也有學(xué)生提出這種學(xué)習方式占用時間較多了，但是能切實提高自己的實踐動手能力，最大的收獲就是編程的積極性得到極大提高，不再畏懼編程。

4 結(jié)論

實踐證明，采用應(yīng)用PDCA循環(huán)理論的教學(xué)方法，學(xué)生編程能力和綜合成績得到很大提升，表1是近三屆學(xué)生《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程的成績對比表和跟蹤學(xué)生參加大學(xué)期間省級以上程序設(shè)計大賽人數(shù)統(tǒng)計表。通過對比，學(xué)生程序設(shè)計的能力均有較大幅度提升，不及格學(xué)生的比例逐步下降，敢于參加程序設(shè)計大賽的人數(shù)比例在增加，說明新的教學(xué)方式在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上取得了良好的教學(xué)效果，也為今后《程序設(shè)計基礎(chǔ)》等軟件開發(fā)類課程的教學(xué)提供了一種可以借鑒的參考。

表1 近三屆《程序設(shè)計基礎(chǔ)》成績對比表

[1]吳蕾，欽明皖，楊勇.基于計算思維能力培養(yǎng)的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)新模式[J].計算機教育，2015，（7）:1-3.

[2]郭艷燕，童向榮，孫雪姣，等.程序設(shè)計基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩門課程的教學(xué)銜接[J].計算機教育，2014，（10）:47-50.

[3]丁長松，馬華.程序設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)的改革與實踐[J].高教學(xué)刊，2016，（5）:237-239.

[4]鄧德學(xué)，徐新瑞.PDCA視角下工程造價專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究[J].科技管理研究，2010，（21）:146-147.

[5]廖春華，馬驍，李永強.本科人才培養(yǎng)質(zhì)量標準研制路徑探析——基于PDCA循環(huán)理論的視角[J].教育發(fā)展研究，2014，（21）:23-29.

[6]劉雪蘭，徐冬寅.PDCA循環(huán)理論在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才能力培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村發(fā)展，2015，（12）:16-19.

[7]吳海瑛.“PDCA”工程造價專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系研究[J].價值工程，2014，（1）:266-267.

AN EXPLORATION AND PRACTICE ON THE PRACTICAL TEACHING OF FUNDAMENTALS OF PROGRAMMING BASED ON PDCA THEORY

WANG Jing-ming1CHEN Li-gang2LI Jun-yan1
（1 Chuzhou University，Chuzhou Anhui 239000）
（2 Chaohu College，Chaohu Anhui 238000）

As one of the important professional courses in computer science and technology major,network engineering major, and internet of things major,Fundamentals of Programming is a course cultivating students’ basic methods and skills of programming and playing a very important role in talents cultivation plan.Its teaching quality directly affects the students' interest and the study of the following courses.In order to achieve the teaching goal of applied talents in college,the PDCA cycle principle is applied in practical teaching of the curriculum to improve the students' autonomous learning ability,team cooperation ability and innovation ability on the basis of the analysis of the problems existing in the practical teaching of Fundamentals of Programming.Through two years’practice of teaching reform,the teaching results shows that the teaching method has a good effect on the cultivation of applied talents and provides a reference for future teaching like programming and other software development courses.

PDCA Cycle Principle；Experimental Teaching；Programming；Teaching effect

G642.0

A

1672－2868（2016）06－0115－04

責任編輯、校對：李 曉

2016－10-05

安徽省高校教學(xué)研究重點項目（項目編號：2015jyxm358）；滁州學(xué)院教學(xué)研究重點項目（項目編號：2015jyz001）；巢湖學(xué)院校級教學(xué)研究項目（項目編號：ch13kcjgxm06）

王精明（1979-），男，安徽岳西人。滁州學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院，副教授，博士。研究領(lǐng)域：計算機應(yīng)用技術(shù)。