胡珂立　黃龍軍　范立新

（紹興文理學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院，浙江　紹興312000）

“四輪驅(qū)動”高級語言課程教學(xué)方法探索

胡珂立黃龍軍范立新

（紹興文理學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院，浙江紹興312000）

摘要：高級語言課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干課程之一，學(xué)生對高級語言的掌握程度與后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的順利開展密切相關(guān)。如何建立有效的講授和學(xué)習(xí)機(jī)制是高級語言課程探索與改革的重點。將 “四輪驅(qū)動”理念引入高級語言課程教學(xué)中，通過綜合利用基礎(chǔ)知識講授，E-learning平臺在線專項知識訓(xùn)練，Online Judge（OJ）平臺在線實例判題系統(tǒng)訓(xùn)練和測試訓(xùn)練結(jié)果反饋四項 “驅(qū)動力”，協(xié)同促進(jìn)學(xué)生編程能力的發(fā)展和程序設(shè)計思想的建立與完善，在高級語言程序設(shè)計課程中取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高級語言；四輪驅(qū)動；E-learning；Online Judge

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，尤其是智能手機(jī)等移動智能平臺的興起，社會各行各業(yè)對計算機(jī)軟件開發(fā)人員的需求越來越迫切。高級語言既是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，又是該專業(yè)學(xué)生所學(xué)習(xí)的第一門編程課程。本課程學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心，而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步建立的編程思想也將對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生重要影響。

高級語言的傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師講授為主，學(xué)生被動接受語法知識、編程思路等。傳統(tǒng)教學(xué)方法重語法，輕設(shè)計，在很大的程度上限制了學(xué)生綜合能力的提升。近年來，許多高校教師都在積極推進(jìn)高級語言課程的教學(xué)改革。案例教學(xué)模式［1-2］通過案例設(shè)計，組織分析與討論的方式提高了學(xué)生程序分析與設(shè)計的能力；探究式教學(xué)［3-4］倡導(dǎo)以在線判題系統(tǒng)為平臺，促使學(xué)生自主獲取知識，提升能力；合作式教學(xué)［5］則強(qiáng)調(diào)學(xué)生在合作互助過程中提升程序設(shè)計能力。

高級語言是實踐性極強(qiáng)的課程，須設(shè)定相應(yīng)的程序設(shè)計案例，而建立在線平臺供學(xué)生訓(xùn)練可以促進(jìn)學(xué)生實踐能力的提高。然而，學(xué)生直接進(jìn)行程序設(shè)計時，若頻頻遇阻，容易造成其信心受挫，產(chǎn)生厭學(xué)情緒；此外，由于程序設(shè)計具有多樣性，同一問題可用多種方法實現(xiàn)，這就容易造成學(xué)生在訓(xùn)練過程中投機(jī)取巧，而在線系統(tǒng)通常只檢測程序輸出結(jié)果，無法進(jìn)行方法驗證，容易造成學(xué)生知識掌握不全面等問題。

“四輪驅(qū)動”教學(xué)是以現(xiàn)代汽車四驅(qū)技術(shù)為理論支撐的一種教學(xué)模式。四輪驅(qū)動通過賦予前后輪動力，按行駛路面狀況設(shè)定發(fā)動機(jī)輸出扭矩，以提升汽車行駛穩(wěn)定性。“四輪驅(qū)動”教學(xué)已經(jīng)在思想政治理論課［6］和旅游電子商務(wù)教學(xué)［7］中得到了成功運用。基于此，針對高級語言課程特性，設(shè)計了一套 “四輪驅(qū)動型”高級語言課程教學(xué)模式，并在教學(xué)實踐中取得了良好效果。

一、“四輪驅(qū)動”型高級語言課程構(gòu)建

圖1　高級語言課程 “四輪驅(qū)動”模型圖

基于高級語言課程特征，以掌握程序設(shè)計語法、構(gòu)建程序設(shè)計思想和提升程序設(shè)計能力為目標(biāo)，我們構(gòu)建如圖1所示的 “四輪驅(qū)動”模型。該模型以基礎(chǔ)知識講授、E-learning平臺在線專項知識訓(xùn)練、OJ平臺在線實例判題系統(tǒng)訓(xùn)練和測

試訓(xùn)練結(jié)果反饋為四項 “驅(qū)動力”，聯(lián)合提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

二、“四輪驅(qū)動”型高級語言課程實施方案

（一）基礎(chǔ)知識講授

基礎(chǔ)知識講授是高級語言課程的基本環(huán)節(jié)，此輪驅(qū)動主要完成基本語法，基本程序結(jié)構(gòu)，算法流程設(shè)計，以及典型算法的介紹，為后續(xù)驅(qū)動奠定基礎(chǔ)。

（二）E-learning平臺在線專項知識訓(xùn)練

掌握語法結(jié)構(gòu)是進(jìn)行高級語言程序設(shè)計的基礎(chǔ)，在程序設(shè)計之前進(jìn)行程序分析等專項訓(xùn)練能夠有效引導(dǎo)學(xué)生逐步形成程序設(shè)計思想，幫助學(xué)生認(rèn)清難點、誤區(qū)。

1.E-learning平臺介紹

本文中的E-learning平臺是紹興文理學(xué)院為方便教師教學(xué)開展而開發(fā)的一套課程管理系統(tǒng)。系統(tǒng)分教師和學(xué)生角色，教師可以根據(jù)需要建立并設(shè)定相應(yīng)課程站點。教師可在對應(yīng)站點布置作業(yè)，設(shè)定作業(yè)形式，限制作業(yè)完成時間等。該課程學(xué)生須在規(guī)定時間內(nèi)提交作業(yè)并供教師驗收。此外，教師還可利用該系統(tǒng)建立問題庫，設(shè)計選擇、判斷、填空等客觀題測試卷，學(xué)生須登錄賬號并在規(guī)定時間內(nèi)完成測試題，測試完成后，系統(tǒng)根據(jù)教師預(yù)設(shè)的正確答案自動給出分?jǐn)?shù)。

2.專項知識訓(xùn)練實施模式

教師可依據(jù)程序設(shè)計易錯點和重難點知識在E-learning平臺上設(shè)計相應(yīng)題庫，依據(jù)知識類別對題庫進(jìn)行分類，如變量、判斷結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、一維數(shù)組、二維數(shù)組、函數(shù)、指針等。在完成某類專項知識講解后，在相應(yīng)題庫中選取15題左右作為學(xué)生課后強(qiáng)化訓(xùn)練題，題型主要以選擇題和填空題為主，以代碼輸出結(jié)果分析，關(guān)鍵代碼填空為核心，要求學(xué)生通過E-learning平臺在截止日期前完成答題。學(xué)生答完訓(xùn)練題之后可立即查看分?jǐn)?shù)以及錯誤題號，即時獲取反饋。此外，E-learning平臺可以對學(xué)生答題情況，例如，各個題目的回答正確率，各個分?jǐn)?shù)區(qū)間的學(xué)生數(shù)量分布等進(jìn)行統(tǒng)計。就選擇題題型而言，E-learning平臺會分別統(tǒng)計學(xué)生選擇各選項的比率，有助于教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題，在反饋階段有針對性的解決學(xué)生當(dāng)前知識結(jié)構(gòu)下面臨的難點、易錯點。

專項知識訓(xùn)練不僅可以緊跟在相關(guān)知識講授之后設(shè)置，也可用于后續(xù)整體知識點回顧和強(qiáng)化。通過題目的巧妙設(shè)計使學(xué)生有針對性的掌握知識難點、易錯點，并在做題過程中熟悉同一個問題的不同解法，拓展程序設(shè)計思路。此 “驅(qū)動力”有助于解決學(xué)生直接進(jìn)行程序設(shè)計時因思路單一，基礎(chǔ)知識掌握不足導(dǎo)致頻繁受挫的問題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)實施，我們在87人的教學(xué)班中進(jìn)行了問卷調(diào)查，80％的學(xué)生認(rèn)為在線專項訓(xùn)練極大優(yōu)于傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè)形式，有助于發(fā)現(xiàn)自身知識漏洞，拓展程序設(shè)計思路。

（三）OJ平臺在線實例判題系統(tǒng)訓(xùn)練

使學(xué)生具備獨立程序設(shè)計能力是高級語言課程的最終目標(biāo)。在進(jìn)行專項知識訓(xùn)練的同時，須為學(xué)生提供相應(yīng)專項知識結(jié)構(gòu)下的程序分析、程序設(shè)計機(jī)會，鍛煉其獨立完成程序設(shè)計的能力，達(dá)到學(xué)以致用，用中強(qiáng)化的目的。通過OJ平臺問題驅(qū)動，可以鍛煉學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新性，提升學(xué)生競爭力。

1.OJ平臺介紹

OJ一般指在ACM/ICPC（國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽）等形式的編程比賽中用于評測程序正確性和時空效率的程序以及評測程序所依托的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。本文中，OJ平臺［3］專指課題組自行設(shè)計開發(fā)的在線判題系統(tǒng)。OJ平臺上匯集了大量練習(xí)題，其中也包括某些年份程序設(shè)計競賽的題目。OJ平臺全天候開放，學(xué)生可隨時登陸平臺，任意挑選題目。登陸平臺后，學(xué)生可按照題目要求完成編程并提交代碼，服務(wù)器端則可通過事先設(shè)定的測試集對學(xué)生代碼進(jìn)行在線評測，并迅速將測試結(jié)果反饋給學(xué)生。系統(tǒng)反饋結(jié)果包括Accepted、WrongAnswer、PresentationError和TimeLimitExceed等多種形式。學(xué)生可依據(jù)反饋結(jié)果有針對性地修改代碼并提交，直至得到Accepted的反饋結(jié)果。

2.OJ在線程序設(shè)計訓(xùn)練實施模式

為減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時使選題更具針對性，避免學(xué)生不合理選題導(dǎo)致知識點掌握不全面，甚至是信心和興趣下降，教師可依據(jù)自身經(jīng)驗按照專項知識模塊選取典型題目 （如表1所示，表中列舉了我們精心設(shè)定的數(shù)組和函數(shù)模塊）。進(jìn)行模塊設(shè)計時充分考慮學(xué)生個性發(fā)展，為優(yōu)秀學(xué)生留下余地，可設(shè)定最少完成題目數(shù) （最少完成題目數(shù)通常設(shè)定為總題目數(shù)的60％，也可自行調(diào)整）。

（四）測試訓(xùn)練結(jié)果反饋

測試訓(xùn)練結(jié)果反饋在本文提出的 “四輪驅(qū)動”高級語言課程教學(xué)中也起著至關(guān)重要的作用。我們分別針對E-learning和OJ平臺給予及時反饋。

在學(xué)生完成E-learning平臺測試題之后，應(yīng)在課前向?qū)W生展示測試統(tǒng)計結(jié)果，可展示各個分?jǐn)?shù)段內(nèi)的學(xué)生數(shù)目，使學(xué)生對各自對相應(yīng)專項知識的掌握程度有直觀了解；在講授易錯、重難點題目時也可將統(tǒng)計結(jié)果展示給學(xué)生，如選擇題中選擇各選項的學(xué)生數(shù)目，使學(xué)生更直接關(guān)注易錯和易混淆知識點。

對于OJ平臺，我們采取分階段反饋和重點問題多種解決方案反饋的形式。如每隔一周向?qū)W生反饋做題排行榜，使學(xué)生對自己當(dāng)前的學(xué)習(xí)進(jìn)度有直觀認(rèn)識。該種反饋形式便于督促落后學(xué)生，同時也是對優(yōu)秀學(xué)生的鼓勵。此外，為使學(xué)生更好掌握相關(guān)知識，活躍學(xué)生編程思維，應(yīng)在所設(shè)計題庫中選出幾個典型問題加以剖析，展示不同學(xué)生對該問題的不同解法，同時針對學(xué)生的解法進(jìn)行解析，引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化代碼，并給出典型錯誤示例，多方位強(qiáng)化程序設(shè)計能力。

表1　模塊安排示例表

三、考核與評價方式

為激勵學(xué)生重視學(xué)習(xí)過程并在平時主動學(xué)習(xí)，避免考試突擊情況，我們采取加大平時成績占比的策略。期末試卷題目的設(shè)計則圍繞高級語言課程的教學(xué)目的，以程序分析為主，如程序輸出結(jié)果分析、關(guān)鍵代碼填空和程序設(shè)計 （OJ題目形式），注重綜合能力考核。總評成績具體計算方法如下:

總評成績=（平時考勤?10％）+（E-learning專項?10％）+（OJ平臺專項?30％）+（期末考試?50％）。

平時考勤方式可自由設(shè)計。由于E-learning平臺能夠設(shè)定最遲完成時間，學(xué)生逾期后無法答題，因此可以學(xué)生按時完成次數(shù)占總訓(xùn)練次數(shù)的比值確定分?jǐn)?shù)。為鼓勵學(xué)生不間斷進(jìn)行程序設(shè)計訓(xùn)練，OJ平臺專項分?jǐn)?shù)按以下方式計算:

其中Qacnum為該學(xué)生成功完成的問題數(shù)量，Qnum為要求完成的總問題數(shù)量，Qtnum為設(shè)定的總的問題數(shù)量，t為該OJ專項成績的滿分，p為未完成基本要求的懲罰分。為在分?jǐn)?shù)中反映學(xué)生是否持續(xù)進(jìn)行程序設(shè)計訓(xùn)練，須以周為單位統(tǒng)計學(xué)生的進(jìn)步題目數(shù)。假定V為該學(xué)期某學(xué)生每周題目進(jìn)步數(shù)的方差，若該方差過大，說明該生平時訓(xùn)練不及時，給予一定懲罰分。

四、結(jié)束語

本文針對高級語言課程教學(xué)的特點，結(jié)合兩個在線平臺設(shè)計了一套 “四輪驅(qū)動”教學(xué)方法。該教學(xué)方法既有利于學(xué)生全方位掌握知識，又有利于學(xué)生建立程序分析和設(shè)計思想。整個教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識鋪墊、專項知識訓(xùn)練、專項問題程序設(shè)計和測試訓(xùn)練綜合反饋 “四輪”協(xié)調(diào)驅(qū)動教學(xué)，激發(fā)了大部分學(xué)生對程序設(shè)計的極大興趣，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，為后續(xù)專業(yè)培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］曹西征，孫志勇.VC++教學(xué)中實例驅(qū)動法和模糊評價研究 ［J］.計算機(jī)教育，2015（21）：82-84.

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［3］黃龍軍，范立新，唐開山.高級語言探究式教學(xué)［J］.紹興文理學(xué)院學(xué)報，2015，35（8）：94-97.

［4］范立新，黃龍軍.利用OJ平臺進(jìn)行探究式教學(xué)模式的探索 ［J］.教育教學(xué)論壇，2014（15）：216-217.

［5］黃龍軍，范立新.合作式教學(xué)在高級語言教學(xué)中的運用［J］.紹興文理學(xué)院學(xué)報，2013，33（11）：17 -19.

［6］孫宏斌.“四輪驅(qū)動”型教學(xué)模式在旅游電子商務(wù)教學(xué)中的應(yīng)用 ［J］.中國電力教育，2013（19）：103 -104.

［7］曾驪.思想政治理論課 “‘四輪驅(qū)動’教學(xué)做合一”的改革實踐 ［J］.教育與職業(yè)，2012（9）：150 -152.

（責(zé)任編輯王海雷）

中圖分類號：G642.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1008-293X（2016）10-0044-04

doi：10.16169/j.issn.1008-293x.j.2016.10.010

收稿日期：2015-12-25

基金項目：浙江省高等教育課堂教學(xué)改革研究項目 （編號:kg2015403）；紹興文理學(xué)院教師教學(xué)發(fā)展研究項目 （編號:06.07.02.17）。

作者簡介：胡珂立 （1989-），男，浙江永嘉人，講師，博士，主要研究方向為計算機(jī)視覺，目標(biāo)識別、跟蹤及中智集理論。

Exploring Teaching Method for Advanced Language Course Based on Scheme of Four-wheel Drive

Hu KeliHuang LongjunFan Lixin
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Shaoxing University，Shaoxing，Zhejiang 312000）

Abstract：The advanced language course is one of the main courses of the computer engineering.The learning situation of the students is directly related to the follow-up professional courses.How to build an efficient teaching and learning scheme is the key issue of the exploration and reform of the advanced language.In this work，the scheme of the four-wheel drive is introduced into the teaching process of the advanced language course.By combing the teaching of the basic knowledge，the module knowledge training on both platforms of E-learning and Online Judge，as well as the feedback to the training results，both the programming capability and the program design idea can be effectively promoted.Such a four-wheel drive based scheme performs well in the teaching process of the advanced language course.

Key words：advanced language；E-learning；Online Judge；four-wheel drive