任靜靜

（信息工程大學(xué)洛陽(yáng)校區(qū)，洛陽(yáng) 471003）

0 引言

2010年，《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》中提出計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要組成部分[1]。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門(mén)通識(shí)必修課程，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維、計(jì)算思維、信息處理能力方面起著重要作用。本文從分析《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)現(xiàn)狀入手，總結(jié)存在的問(wèn)題，提出在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及課程考核方面改革的具體措施，構(gòu)建出以程序設(shè)計(jì)比賽為導(dǎo)向的多模式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)體系。

1 我院目前程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀

（1）教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容方面存在的問(wèn)題：①過(guò)多強(qiáng)調(diào)所學(xué)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，弱化了算法分析和編程實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生誤以為一門(mén)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境就是計(jì)算機(jī)編程，對(duì)該課程有一種“狹義工具論”的認(rèn)識(shí)，不能很好地體會(huì)在算法分析和編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的“計(jì)算思維”和解決問(wèn)題能力的鍛煉；②因?yàn)镃語(yǔ)言入門(mén)簡(jiǎn)單，不需要學(xué)習(xí)除了語(yǔ)言本身之外的框架控件等知識(shí)，使該課程更多的關(guān)注到算法分析和編程實(shí)現(xiàn)，所以各大高校在該課程中選擇C語(yǔ)言的居多。我院在前幾年教學(xué)中也選擇C語(yǔ)言，但學(xué)生學(xué)習(xí)效果不是很好，通過(guò)深入調(diào)研分析，C語(yǔ)言編寫(xiě)的沒(méi)有圖形交互界面的實(shí)驗(yàn)程序不能提高學(xué)生的興趣點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)不能很好地起到加深理解理論知識(shí)的作用。

（2）教學(xué)模式

近幾年教研室一直在進(jìn)行該課程教學(xué)模式研究，雖然已經(jīng)從最傳統(tǒng)的單一滿堂灌填鴨式教學(xué)改進(jìn)到“理論+實(shí)踐”教學(xué)模式，但教師的理論講授還是直接進(jìn)行純粹的知識(shí)傳授，以教材為中心，教師仍然處于主體地位，在實(shí)踐環(huán)節(jié)也是簡(jiǎn)單給出命題，且命題多為純粹的數(shù)學(xué)類(lèi)問(wèn)題，枯燥乏味不能激發(fā)學(xué)生的興趣。

（3）教學(xué)考核

目前課程的教學(xué)考核方法為：總成績(jī)=筆試成績(jī)+上機(jī)成績(jī)+平時(shí)成績(jī)，由于該課程的授課對(duì)象人數(shù)多，平時(shí)成績(jī)主觀成分比較多，期末實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的上機(jī)考核不能很好地考核學(xué)生解決問(wèn)題的能力，而筆試內(nèi)容不能很好地體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)實(shí)際操作的掌握程度，這幾部分成績(jī)多為結(jié)果性成績(jī)，不能很好地體現(xiàn)學(xué)生的過(guò)程性成績(jī)，使得最后的總成績(jī)不能很好地體現(xiàn)出教學(xué)效果。

（4）學(xué)生現(xiàn)狀

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》屬于通識(shí)課程，大班教學(xué)，學(xué)生人數(shù)較多，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)不盡相同，學(xué)習(xí)能力和邏輯思維能力參差不齊。兩極分化較為嚴(yán)重，同一套學(xué)習(xí)模式，部分學(xué)生“吃不飽”，無(wú)所事事；部分學(xué)生卻“吃不完”，班級(jí)大，又無(wú)法得到教師的即時(shí)、詳細(xì)指點(diǎn)。課堂效率大打折扣，因?yàn)閷W(xué)不會(huì)，課下也就不愿學(xué)，連鎖反應(yīng)導(dǎo)致教學(xué)效果變差。

（5）教學(xué)學(xué)時(shí)

我院每門(mén)計(jì)算機(jī)類(lèi)通識(shí)必修課程為32學(xué)時(shí)，鑒于程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程涉及到的內(nèi)容比較多，32學(xué)時(shí)不能很好地滿足該課程的學(xué)時(shí)需求。

2 以程序設(shè)計(jì)比賽為導(dǎo)向的多模式《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)體系的構(gòu)建

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生信息處理、計(jì)算思維能力的原則出發(fā)，制定一套滿足不同學(xué)生需求的課程教學(xué)體系。選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，采用多樣化的教學(xué)模式，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的效果，依程序設(shè)計(jì)比賽為導(dǎo)向，構(gòu)建出一種多模式《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)體系。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

選擇合適的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)教學(xué)效果起到至關(guān)重要的作用，但是也不能讓學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是計(jì)算機(jī)編程。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，可以以一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言為主，拓展到多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，讓學(xué)生體會(huì)不同語(yǔ)言之間的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)本院開(kāi)展C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)的效果來(lái)看，學(xué)生對(duì)具有圖形交換界面的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言更感興趣。通過(guò)調(diào)研分析，我院選擇Visual Basic作為該課程教學(xué)中主要的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，該語(yǔ)言容易上手，結(jié)合控件的使用能更好地幫助學(xué)生理解程序的執(zhí)行過(guò)程。在教學(xué)實(shí)施中，分析設(shè)計(jì)算法，以Visual Basic為例進(jìn)行編程，最后拓展到其他一兩種主流編程語(yǔ)言，讓學(xué)生體會(huì)不同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和工具實(shí)現(xiàn)同一算法的異同，從而體現(xiàn)出程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的核心是培養(yǎng)編程來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題和計(jì)算思維能力，而不是僅僅拘泥于某種語(yǔ)言，這樣也更好地滿足學(xué)生不同編程基礎(chǔ)的需求。

不管哪一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都有比較枯澀難懂嚴(yán)格的概念和語(yǔ)法要求，在入門(mén)教學(xué)中都不要急于讓學(xué)生掌握這些概念和語(yǔ)法，讓學(xué)生會(huì)誤以為學(xué)習(xí)該課程就是掌握語(yǔ)法規(guī)則，而是從認(rèn)知學(xué)理論的規(guī)律出發(fā)，給學(xué)生展示一些編好的有趣的實(shí)例，如交通紅綠燈、計(jì)算器、翻牌游戲等，讓學(xué)生體會(huì)編程在實(shí)際應(yīng)用中的作用，激發(fā)學(xué)生的興趣點(diǎn)。

2.2 教學(xué)模式

（1）案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)突出實(shí)踐能力，案例教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)改革環(huán)境下的一種新型的教學(xué)模式，將零散的知識(shí)點(diǎn)綜合到案例中，使學(xué)生通過(guò)解決案例中的問(wèn)題從而掌握所學(xué)知識(shí)。案例選取應(yīng)貼近實(shí)際需求，實(shí)施步驟為“分析案例-設(shè)計(jì)算法-編程實(shí)現(xiàn)”，在編程實(shí)現(xiàn)步驟中引出所學(xué)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，最終達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維和編程的能力的目的。

案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生興趣，還可以培養(yǎng)自學(xué)能力。對(duì)于Visual Basic語(yǔ)言中的比較抽象枯燥的數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、常量知識(shí)點(diǎn)，不要按部就班以教材為中心照本宣科進(jìn)行講解，可以貫穿在多個(gè)案例中，且不一定在一次課中學(xué)習(xí)，應(yīng)進(jìn)行分散化學(xué)習(xí)，且多種數(shù)據(jù)類(lèi)型不一定每個(gè)都系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可以以常用的數(shù)據(jù)類(lèi)型（例如數(shù)據(jù)型和字符型數(shù)據(jù)）為例，其他的數(shù)據(jù)類(lèi)型讓學(xué)生自學(xué)。

案例教學(xué)對(duì)教師提出更高的要求，不是將知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單堆疊講授，而是應(yīng)該對(duì)該門(mén)課程有很好的整體把握，能對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入的關(guān)聯(lián)、分析和設(shè)計(jì)，將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)融合到相應(yīng)的案例中。

（2）基于建構(gòu)主義的問(wèn)題解決教學(xué)模式

建構(gòu)主義教學(xué)改革的基本思路是：基于問(wèn)題解決來(lái)建構(gòu)知識(shí)，通過(guò)問(wèn)題解決來(lái)學(xué)習(xí)[2]。該教學(xué)模式應(yīng)用到該課程中的實(shí)施步驟為“提出問(wèn)題或任務(wù)-引導(dǎo)學(xué)生思考探索（小組討論、師生討論）-實(shí)踐體驗(yàn)-解決問(wèn)題”。

教師提出的問(wèn)題應(yīng)是一系列的、進(jìn)階式的，具有讓學(xué)生討論的價(jià)值，在利用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)算法時(shí)，如果學(xué)生出現(xiàn)運(yùn)行方面的錯(cuò)誤，讓學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)并解決錯(cuò)誤，或者指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)調(diào)試查找錯(cuò)誤，而不是簡(jiǎn)單地給學(xué)生指出錯(cuò)誤，提高學(xué)生的成就感，加深對(duì)出錯(cuò)語(yǔ)法的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與度，通過(guò)程序調(diào)試鞏固知識(shí)重建過(guò)程。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

由于學(xué)時(shí)有限，引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，部分教學(xué)內(nèi)容可以在課外完成，更大程度地利用課堂時(shí)間展開(kāi)討論、互動(dòng)、探究式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用，更好的完成知識(shí)構(gòu)建。例如教師可以把下次課的內(nèi)容放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上讓學(xué)生自學(xué)，內(nèi)容的形式多樣化，課件、Flash動(dòng)畫(huà)、微視、知識(shí)思維導(dǎo)圖等，并設(shè)置相關(guān)的任務(wù)和問(wèn)題，學(xué)生可以在課下提前查閱資料思考，將難點(diǎn)內(nèi)容及時(shí)的反饋給教師，以便更好地在課堂上有側(cè)重點(diǎn)的答疑和討論，學(xué)生課下還可以反復(fù)學(xué)習(xí)，如果在課下學(xué)習(xí)過(guò)程中仍有問(wèn)題，可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上再展開(kāi)討論，教師還可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上放置課下任務(wù)，以鞏固學(xué)習(xí)效果。

在實(shí)施過(guò)程中需要一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)支撐平臺(tái)，可以選擇開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)Moodle[3]。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)課堂“教師講-學(xué)生聽(tīng)-學(xué)生練”模式，使學(xué)生真正參與到課堂中來(lái)，成為課堂教學(xué)活動(dòng)推動(dòng)的主導(dǎo)者，使課堂充滿討論、碰撞和探究，很大程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

多種教學(xué)模式之間不是孤立的，相互促進(jìn)、相互融合，在一次教學(xué)活動(dòng)中涉及到理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，要精心進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，選取多樣化的教學(xué)模式。

2.3 實(shí)踐教學(xué)

《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程實(shí)踐性非常強(qiáng)，學(xué)生算法分析和編程實(shí)現(xiàn)能力的知識(shí)構(gòu)建在實(shí)踐中完成，所以要求有一套完備的實(shí)驗(yàn)庫(kù)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)。針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)的不同，可將實(shí)驗(yàn)庫(kù)分為必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和選作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，滿足不同學(xué)生的需求[4]。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)按照章節(jié)進(jìn)行設(shè)置，且內(nèi)容和課堂教學(xué)案例內(nèi)容相一致，覆蓋教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的問(wèn)題引導(dǎo)，幫助學(xué)生分析問(wèn)題。

根據(jù)本課程使用的案例驅(qū)動(dòng)及問(wèn)題解決教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間應(yīng)具有連續(xù)性，問(wèn)題是一系列、進(jìn)階式的。例如在表達(dá)式、一維數(shù)組、動(dòng)態(tài)一維數(shù)組、二維數(shù)組知識(shí)點(diǎn)中，將“求三個(gè)學(xué)生的一門(mén)課程的平均成績(jī)”延伸為“求100個(gè)學(xué)生的一門(mén)課程的平均成績(jī)”，再進(jìn)階為“求N個(gè)學(xué)生的一門(mén)課程的平均成績(jī)”，最后拓展到“求N個(gè)學(xué)生M門(mén)課程的平均成績(jī)”。其中后面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以設(shè)為選作實(shí)驗(yàn)，還可以在前面四個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上加上窗體和控件知識(shí)點(diǎn)上升為“班級(jí)成績(jī)管理系統(tǒng)”。

2.4 程序設(shè)計(jì)比賽

依托第二課堂的程序設(shè)計(jì)比賽，比賽題目由各小組成員搜索材料討論自擬，題目所需知識(shí)涵蓋但又不僅局限于課堂知識(shí)點(diǎn)，且能解決實(shí)際問(wèn)題。

以Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言為教學(xué)內(nèi)容后，學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的題目越來(lái)越多樣化，題目難度有所提高，設(shè)計(jì)的軟件實(shí)用性比較強(qiáng)，例如Q我音樂(lè)盒、翻牌游戲、中日文化差異交流、俄語(yǔ)聽(tīng)力練習(xí)、算術(shù)練習(xí)本、計(jì)算器等。軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)涵蓋了算法分析和編程實(shí)現(xiàn)。在編程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中不僅深入的掌握了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中最基本內(nèi)容——數(shù)據(jù)類(lèi)型、程序控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、文件等，還自學(xué)了很多Visual Basic中很多控件的應(yīng)用。

因此，程序設(shè)計(jì)比賽不僅培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題的能力，還培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、思維創(chuàng)新和爭(zhēng)先創(chuàng)優(yōu)的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

2.5 多元化教學(xué)考核

針對(duì)目前考核評(píng)價(jià)中的缺點(diǎn)，結(jié)合課程考核與教學(xué)模式的關(guān)系，改進(jìn)該課程的考核方式。結(jié)合教學(xué)模式，總成績(jī)=筆試成績(jī)+課堂實(shí)踐成績(jī)+程序設(shè)計(jì)比賽成績(jī)，考核內(nèi)容的命題遵循考核改革思路。

筆試內(nèi)容考核由于各方面的限制，紙筆測(cè)驗(yàn)還一時(shí)難為其他的評(píng)價(jià)手段完全代替。雖然形式一時(shí)難以改變，但是考查的目標(biāo)應(yīng)該與前面提到的教學(xué)模式的評(píng)價(jià)目標(biāo)是一致的，這就需要筆試考題的命題需要從考核學(xué)生的能力的角度出發(fā)，而不僅僅是獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)。

課堂實(shí)踐內(nèi)容考核主要體現(xiàn)學(xué)生問(wèn)題解決的能力，同時(shí)包括學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、表達(dá)能力等綜合素質(zhì)。

程序設(shè)計(jì)比賽考核根據(jù)課程設(shè)計(jì)的難易程度確定等級(jí)分?jǐn)?shù)，通過(guò)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用和能力考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用和解決問(wèn)題的能力，通過(guò)課程設(shè)計(jì)的報(bào)告或論文來(lái)考核學(xué)生歸納和總結(jié)能力。

考核方式的多樣化促使學(xué)習(xí)方式廣泛化，并能建立更完整可靠的評(píng)價(jià)體系，改革前后的考核方式及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)如表1所示。

表1 改革前后考核方式對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

筆者所在的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革實(shí)踐，形成一套完備的教學(xué)體系，在科研和教學(xué)方面取得一定的成果。出版配套教材《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》（VB版）——21世紀(jì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。本文的研究成果應(yīng)用到教學(xué)中，學(xué)生對(duì)該課程的積極性及編程能力有很大提高，普遍認(rèn)同案例驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題解決、翻轉(zhuǎn)課堂及程序設(shè)計(jì)比賽的教學(xué)模式和過(guò)程，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。