關(guān)于程序設(shè)計(jì)在工科院校中教學(xué)改革的探討

關(guān)于程序設(shè)計(jì)在工科院校中教學(xué)改革的探討

關(guān)于程序設(shè)計(jì)在工科院校中教學(xué)改革的探討

趙永華，張玉春，侯彥利

（吉林大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心，吉林長(zhǎng)春130012）

摘要：針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，根據(jù)工科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合本校工科學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)以及各專業(yè)對(duì)程序設(shè)計(jì)的不同要求，本文在教學(xué)內(nèi)容的整合、改進(jìn)教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用和考核等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；專業(yè)特點(diǎn)

作者簡(jiǎn)介：趙永華（1979-），女，博士，就職于吉林大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心，職稱為講師，研究方向：圖像處理、視頻檢測(cè)、主動(dòng)安全；張玉春（1964-），女，碩士，就職于吉林大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心，教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用；侯彥利（1966-），女，學(xué)士，就職于吉林大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心，教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國(guó)各個(gè)高等院校都根據(jù)自己學(xué)校的特點(diǎn)研究制定了自己學(xué)校的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和計(jì)劃。工科院校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)重點(diǎn)是利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，屬于培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才將主要為社會(huì)承擔(dān)把專業(yè)理論和技術(shù)轉(zhuǎn)化為分析和解決生產(chǎn)問(wèn)題的任務(wù)，其特點(diǎn)是：學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合、學(xué)創(chuàng)結(jié)合。人才培養(yǎng)是各個(gè)高等院校的主要任務(wù)，但是如何培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型技能人才還處于探討研究階段，因此以應(yīng)用型技能培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)的普通高等學(xué)校，都必須積極進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)研究與改革。

本人所在院校的學(xué)生專業(yè)主要是汽車、機(jī)械、材料、交通等。隨著信息智能化的發(fā)展，所有工科專業(yè)的學(xué)生就應(yīng)該能夠了解和掌握一些主要智能部件的控制，即如何對(duì)智能部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程控制等，這就要求學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)具有一定的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，而不是僅僅了解程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和一些簡(jiǎn)單的程序編寫。同時(shí)，程序設(shè)計(jì)課程的開設(shè)是為了培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的一種思維方式。因此，我們應(yīng)該改變“輕基礎(chǔ)、重專業(yè)、輕實(shí)驗(yàn)、重課堂”的思想，重視培養(yǎng)學(xué)生上機(jī)動(dòng)手的編程能力，用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)去解決實(shí)際生活的問(wèn)題。在交通專業(yè)方面，以交通工程控制方向?yàn)槔鋵W(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)主要為了對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行配時(shí)，除了具備該交通專業(yè)知識(shí)，還要具有編寫程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行控制的能力。如編寫一段對(duì)紅綠燈進(jìn)行控制的程序，雖然只是一個(gè)很簡(jiǎn)單的循環(huán)控制程序段，但是卻把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中。

不但要考慮程序的編寫，還要考慮程序的實(shí)用性，如紅燈、綠燈亮的時(shí)間比配等。再如，在工科學(xué)生中，最多處理的是對(duì)一些簡(jiǎn)單芯片的控制，如何編寫程序去控制這些芯片，使其達(dá)到預(yù)期的功能和效果，這要求學(xué)生不僅要有編寫程序控制芯片的基礎(chǔ)知識(shí)，還要求學(xué)生能夠按照實(shí)際要求完成芯片具備的功能，故我們?cè)趯?shí)際教課過(guò)程中，要把實(shí)際生活中要解決的問(wèn)題提取出來(lái)，利用課堂所學(xué)知識(shí)去解決它們、實(shí)現(xiàn)它們。

目前，在本人所在院校的工科學(xué)生必修的程序設(shè)計(jì)課程，主要有C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技術(shù)。進(jìn)度安排是大二上學(xué)期開設(shè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，大二下學(xué)期開設(shè)微機(jī)原理與接口技術(shù)。其中，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要是在VC環(huán)境下的高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，而微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中的軟件編程部分主要是一種低級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)———匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。雖然匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一種常見的對(duì)芯片進(jìn)行編程控制的語(yǔ)言，但是，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)芯片均可以利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程控制。所以，本教研室利用單位所購(gòu)買硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生先使用匯編語(yǔ)言編寫程序?qū)π酒M(jìn)行控制，了解匯編語(yǔ)言的編程特點(diǎn)，再與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作比較，認(rèn)清高級(jí)語(yǔ)言與低級(jí)語(yǔ)言程序編寫的各自特點(diǎn)，再試著改用C語(yǔ)言編程進(jìn)行控制。同時(shí)，開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)欄目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行嵌入式C程序設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)等。因而，本文提出一種采用先進(jìn)的教學(xué)手段、教學(xué)方法以及教學(xué)理念，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地訓(xùn)練，進(jìn)而提高教學(xué)效果、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

在教學(xué)方法方面，本文提出一種“課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)”相結(jié)合的立體化教學(xué)模式，課堂教學(xué)采用多元化的教學(xué)方法和教學(xué)手段，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供豐富的教學(xué)資源，實(shí)踐教學(xué)以開發(fā)學(xué)生的能力為主。

理論課堂教學(xué)形式采用“以多媒體教學(xué)為主，板書為輔，現(xiàn)場(chǎng)編演示”的方式，使課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合；課堂教學(xué)方法采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”，在教學(xué)過(guò)程中以一個(gè)項(xiàng)目為主線展開，把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，層層推進(jìn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“問(wèn)題探究教學(xué)法”。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以開發(fā)學(xué)生的能力為主，教師根據(jù)教學(xué)要求和教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)計(jì)問(wèn)題來(lái)組織教學(xué)，學(xué)生通過(guò)分析問(wèn)題，建立數(shù)學(xué)模型、確定算法、編寫程序、調(diào)試程序。實(shí)踐教學(xué)重視編程培養(yǎng)，強(qiáng)化并提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐技能，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)的基本思想和實(shí)踐編程解決實(shí)際問(wèn)題的基本能力。結(jié)合學(xué)生的專業(yè)進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用、開發(fā)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在未來(lái)的工作中能利用計(jì)算機(jī)解決本專業(yè)領(lǐng)域的難題。

在教學(xué)手段方面，采用先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備，“以多媒體教學(xué)為主，板書為輔，現(xiàn)場(chǎng)編演示”的方式，使課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合；課堂教學(xué)方法采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”，在教學(xué)過(guò)程中以一個(gè)項(xiàng)目為主線展開，把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，層層推進(jìn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“問(wèn)題探究教學(xué)法”。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以開發(fā)學(xué)生的能力為主，教師根據(jù)教學(xué)要求和教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)計(jì)問(wèn)題來(lái)組織教學(xué)，學(xué)生通過(guò)分析問(wèn)題，建立數(shù)學(xué)模型、確定算法、編寫程序、調(diào)試程序。

在教學(xué)內(nèi)容方面，除了講授程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，即程序設(shè)計(jì)的基本語(yǔ)法、基本思想、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的一般方法，使學(xué)生能夠了解程序設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)以及語(yǔ)法要求。還要結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，提高學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用、開發(fā)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在未來(lái)的工作中能利用計(jì)算機(jī)解決本專業(yè)領(lǐng)域的難題。實(shí)驗(yàn)階段就是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，通過(guò)上機(jī)編程、調(diào)試過(guò)程，檢查自己對(duì)知識(shí)掌握和理解的情況。同時(shí)，通過(guò)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，讓學(xué)生掌握一些常見錯(cuò)誤的處理方法和解決技巧。在程序的編寫和調(diào)試階段，雖然教師能夠幫助學(xué)生解決一些常見的錯(cuò)誤，但是，學(xué)生在課下做作業(yè)或練習(xí)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，常常不能得到及時(shí)的解決。為此，本教研室所有教師，利用空閑時(shí)間，建立了“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”與“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程網(wǎng)站。在此網(wǎng)站上，開設(shè)了理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)習(xí)資料、開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及互動(dòng)等欄目。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，師生之間、學(xué)生之間可以同步或異步、同地或異地進(jìn)行交互，使其成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。建設(shè)和完善學(xué)生自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，課程的各類教學(xué)資源均放置在網(wǎng)上，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)、自我測(cè)試、與教師進(jìn)行交流、檢查學(xué)習(xí)效果等，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供更廣闊的空間。

在對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核的方面，本教研室采用“平時(shí)成績(jī)+機(jī)考成績(jī)”的方式進(jìn)行。其中，平時(shí)成績(jī)占30%，包括“課堂出勤、習(xí)題作業(yè)、實(shí)驗(yàn)”等幾部分。目前，大學(xué)生上課出勤率偏低在高校中是一種普遍現(xiàn)象。課堂出勤主要是督促學(xué)生認(rèn)真上課，能夠按時(shí)、準(zhǔn)時(shí)上課，同時(shí)，從一定程度上提高了學(xué)生上課的出勤率；習(xí)題作業(yè)主要是針對(duì)各章所講授知識(shí)點(diǎn)的回顧與理解，學(xué)生通過(guò)課下預(yù)留的習(xí)題作業(yè)，對(duì)知識(shí)起到復(fù)習(xí)和鞏固的效果；在平時(shí)成績(jī)中，實(shí)驗(yàn)部分的分值比重最大，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理要求，學(xué)生必須在固定的時(shí)間、固定的計(jì)算機(jī)或硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上去完成每一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的完成采用網(wǎng)絡(luò)形式，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程均在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行，學(xué)生完成后自己提交即可。機(jī)考成績(jī)占70%，主要是對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和理解。在機(jī)考過(guò)程中，每位學(xué)生的試卷內(nèi)容各不相同，是學(xué)生在計(jì)算機(jī)上登陸考試系統(tǒng)后抽題組卷形成，考試結(jié)束后，機(jī)器自動(dòng)判卷。最后總成績(jī)?yōu)闄C(jī)考成績(jī)（百分制）乘以70%加上平時(shí)成績(jī)（百分制）乘以30%。

綜上所述，本文針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，根據(jù)工科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合本校工科學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)以及各專業(yè)對(duì)程序設(shè)計(jì)的不同要求，在教學(xué)內(nèi)容的整合、改進(jìn)教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用和考核等方面進(jìn)行了探討。從本教研室采用這種教學(xué)改革方法的效果來(lái)看，本文提出的教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段以及考核方式是可行、有效的。

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