摘要:计算机教学理论与实验脱节,导致学生实际操作能力不足,本文针对这一问题,对程序设计实验课教学体系、教学内容、教学评价进行探索和研究,提出改革的思路和建议,以期达到提高学生专业能力和实际操作能力的目的。
关键词:计算机学科;实验教学;教学改革
当前,培养适应社会发展、适应激烈科技竞争环境,且具有创新意识、创新能力的新一代高素质人才,已成为我国高校人才培养的核心任务和神圣使命,而传统的教学方式已经不能适应这种新形势的需要。
程序设计是计算机专业的基础必修课,是本科学习的入门课程,熟练掌握程序设计是计算机学生应具备的最基本技能。打好程序设计编程基础,学生对后续专业课程的学习就会产生浓厚的兴趣,这对学生的学习是无形的促进。实验是程序设计学习过程中的重点,只有经过编程实验的磨练才能熟练掌握程序设计课程的技巧。计算机知识的学习一定与实验结合,熟练掌握编程技巧是学生掌握理论知识、培养创新能力的关键,对学生毕业后走上工作岗位的持续性发展也会产生积极的影响。
改革程序设计教学,使之真正成为理论与实践相结合的纽带,成为培养实用性、创新性人才的平台。我们应在科学发展观的指导下解放思想,改变传统的教学方式,努力构建新型的教学机制。把培养目标定位在培养和训练学生的动手操作和实验设计能力,实施创新教育。学生不仅理论水平要高,实践能力也要强。
1改革目标
2008年我院试行大类招生计划,第一个学期是新生学习的基础阶段,我们要培养学生对专业的爱好,激发学习兴趣,这一阶段的程序设计实验教学尤为重要。以前,实验教学与理论教学联系不紧密,程序设计的实验教学也一样,实验教学学时少,教学内容简单,不重视实验教学,理论与实验脱节,教学达不到理想效果。一年级新生由于高中时所在地区经济发展的差别,对所学的信息技术课程的内容掌握程度不同,多数学生计算机的实际操作能力和编程能力普遍偏低,大多数同学只见过计算机,而没有实际操作过。我们发现以往的学生如果在一年级时,没有打好编程基础,后续课程需要编程序时则无从下手,也不了解如何进行调试、测试,后续的专业课程更无法入门,因此失去学习的兴趣。这对他们今后几年的学习会产生很大影响。另外,忽视程序设计实验教学,还会制约学生日后创新思维的发展[1]。
针对上述问题,我们以培养和提高学生实验学习能力、分析和解决问题能力,培养学生专业学习能力为目标,尝试对实验教学方法进行改革,尽快提高实验操作水平偏低同学的操作能力,克服学生对编写程序的恐惧心理,让新生的编程能力得到实质性的提高。
2改革思路
计算机实验教学是计算机教学的一个重要组成部分,是培养学生创新能力、独立工作能力和实践能
作者简介:黄荔(1963-),女,高级工程师,本科,研究方向为实践教学;庞雄文(1972-),男,讲师,博士,研究方向为软件工程;徐永广(1970-),男,实验师,硕士,研究方向为实践教学;司徒锡康(1949-),男,高级工程师,本科,研究方向为实践教学。
力的主要途径。当今计算机实验教学的功能已由过去单一教学发展成为集教学、科研、开发研制为一体。因此,为了适应教学改革的形势,必须深化计算机实验教学的改革,加强计算机实验室建设,最大限度地发挥其作用。另一方面,随着高校教育体制改革的深化、学生群体时代特色的增强,强调以生为本,注重人文关怀和个性发展的教学模式将成为高校计算机实验教学的必然选择。
成功的教学改革应使学生在基本知识、基本方法、基本技能等方面都得到良好的训练,并在潜移默化中培养学生的观察力和思考习惯。实验教学不仅要重视知识的综合性与完整性,更要注重学生的创造性思维,增强学生的创造性能力[2]。为此,我们进行了以下的改革。
(1) 队伍多元化:参与教学改革的成员来自同一学科和专业,既有理论教学经验丰富的教学人员,也有长期从事实验教学的教学人员,体现了教学与实验交融、优势互补、教学方法渗透的特色。
(2) 内容求变化:改变传统的实验教学依附于理论教学的内容,建立一套适用新生基本技能学习的内容体系,将理论教学和实验教学有机联系起来。
(3) 方法求创新:以一门实验课程研究探索为基础,通过对过去的教学经验进行研究探索与实践应用并行的方法,拓展为计算机方向适用并具有特色的实验教学模式。
(4) 成果求突破:建立一个狠抓计算机专业基本功的教学模式,通过新的教学模式,对学生程序设计学习过程有一个科学、合理的描述,形成有助于学生终身发展的“程序设计实验”课程教学大纲。
3改革内容
针对原有教学模式中存在的“重理论、轻实践,重教学,轻实验”的情况,我们对原有的教学内容进行整合,进行大胆而有效的改革尝试,具体改革内容如下。
3.1构建新的教学体系
从根本上改变实验教学依附理论教学的传统观念,将“计算机科学技术导论”和“高级语言程序设计”的实验课合并为独立课程来开设。形成新的实验教学体系,为程序设计的后续实验课程提供教改样例。
按照我院计算机专业的特点,我们加强基础专业能力的培养,从强基础、重实践的指导思想出发,总结以往学生学习的情况,在第一个学期开设32个学时的“计算机基础实验”课程。
3.2形成新的教学内容
从学生实验能力的培养出发,有针对性地安排实验教学内容,对每次实验课编写具体的实验教材,形成与理论教学既有机结合又相对独立的教学内容。整合后课程安排如下。
(1) 将“计算机基础实验“作为必修课程,总课时为32节,安排1个学分。每周安排2节教学学时,以实验教学方式进行教学。
(2) 要求预修课程有计算机科学技术导论、程序语言基础(C++语言基础)。
(3) 课程授课面向对象可以是各专业学习计算机基本操作和“C++程序设计“的学生,要求学生必须有一定的数学基础。
(4) 明确教学目的与基本要求。“计算机基础实验”课程是计算机科学与技术、软件工程、网络工程专业的必修课程。本课程以实验教学为主线,紧扣基础,循序渐进,面向编程应用。首先使学生掌握Windows 操作系统的基本使用、Office工具软件的基本使用、网络的基本使用,作为学生以后学习的铺垫。接着通过对C++程序设计的教学,使学生能把理论上学到的C++程序设计的基本思想和方法结合到实践编程中去,培养学生熟练掌握C++语言编程能力和解决实际问题的能力,培养学生无论以后在学习、工作中使用什么语言编程,都能灵活应用这些思想和方法的能力。为学生进一步学习其他专业课程和今后从事软件开发工作打下坚实的基础。
(5) 明确课程主要内容、基本要求及学时分配。
实验1:微机的基本操作(4学时)。
了解实验课程的总体要求,掌握上机实验的基本操作与步骤,了解Window操作系统的界面,掌握“计算机基础实验”实验课程中涉及的基本软件操作(包括Word、Excel 、PowerPoint及上网的基本知识)。
实验2:VC++程序设计的入门基础(4学时)。
掌握C++单文件应用程序的开发步骤,掌握C++单文件程序的输入、编译、链接和运行的过程。掌握标识常量和变量的定义方法、各种运算符的功能、表达式的运算。
实验3:控制结构程序设计(4学时)。
掌握三种程序控制结构的程序设计和执行过程。4学时中用0.5学时对计算机基本操作进行堂上作业检查。
实验4:函数、作用域(4学时)。
掌握函数的定义及其调用、参数的传递,变量存储特性,作用域。
实验5:程序设计小专题(4学时)。
综合实验2~4的程序设计方法,掌握程序设计方法的综合运用。
实验6:数组、结构体、指针(4学时)。
掌握使用一维数组、二维数组的程序设计方法,了解结构体的简单编程方法,了解指针的简单使用。
实验7:程序设计大专题(综合性实验6学时)。
开发一个小型系统。了解程序开发环境调试工具的使用,掌握小型系统的开发过程,了解用该语言解决问题的方法。实验涉及的内容包含“程序语言基础(C++语言)”的大部分知识点,主要包括三种基本的控制结构、函数和函数调用、数组、结构、指针,还有一些必要的知识点,包括Windows界面的程序开发、Windows API调用、Windows中的画图功能,需要学生了解这些涉及到类的声明和调用的额外的知识点。
(6) 课程需要的实验环境。
主要仪器设备,硬件有多媒体计算机;软件有Windows 2000/2003/XP、Visual C++6.0;实验时每人1台设备。
3.3改变以往的教学形式
以实验课堂上的教学和学生操作为主,以实验室课后开放时间所进行不同难度的练习为辅,并以课内课外相结合的方式对新生进行教学和培训。
我们在实验室方面作了调整,主要是抽调实验教师专职担任实验教学,聘请本科毕业生做实验管理和技术维护的工作,全天开放软件实验室让学生在课余时间加强上机实践和自己选择上机题目,定期与学生沟通,了解教学和学生掌握知识的情况以便对教学进度和难度进行调整。
3.4构建新的教学评价体系
构建实验考试题库、考试软件,在期末对学生进行实验考试,作为实验考核的一项重要内容。
本课程期末进行实验现场上机考试,成绩按百分制计算。本课程总成绩包含平时成绩、综合性实验成绩、期末考试成绩[3],并按以下依据进行评价。
(1) 综合性实验成绩根据学生程序设计大专题完成的效果和实验报告给予评分。
(2) 平时成绩根据学生基本实验技能的掌握程度及学生的实验报告给予评分。
(3) 综合期末考试成绩和上述各项平时成绩,评定学生的总成绩。学生总成绩=50%的考试成绩+20%大专题实验+30%平时成绩。
(4) 实验报告要求学生全部使用计算机完成并提交电子版本的实验报告。这是因为学生上机的实验结果(程序)都已在机器上通过,学生可以方便地把实验结果加入到实验报告中,老师在批改实验报告时也能及时验证学生的实验结果(程序)。学生在计算机上完成实验报告的同时也是对“实验1”内容的复习巩固。
(5) 注意提交电子版本作业的报告雷同问题,对抄袭引起的报告雷同问题,一经发现,严肃处理。
4改革的实施
为了使改革更有效地进行,在确定改革目标、思路和做法后,我们在2007级新生中做试点教学,并为2008年大类招生的人才培养做好准备,2008年新生正式按计算机基础实验课程安排教学。实施分如下几个阶段进行。
4.1专题研究
分析整理前几年“计算机科学技术导论”和“高级语言程序设计”课程中实验教学的内容和教学方法,发现两者关系密切,它们都是学生学习计算机专业内容的入门课程。因此我们决定将两门课程的实验教学合二为一,作为一个新的实验课程“计算机基础实验”,初步确定新实验课程的教学方法和计划。
4.2拟定教学计划和内容
分析两门课程中实验教学内容的公共部分和不同部分,并加以整合,形成“计算机基础实验”课程教学的初步计划、内容和结构,课程有针对性地编排一系列对应的实验以帮助学生巩固课程内容的学习,改变过去由教师完成理论教学后学生自行上机的做
法,并按计划查找、收集、编写有关的教学材料,在此基础上编写出与新的实验课程相应的教学大纲和教材。
4.3探索与实践
我们在2007年新生“程序设计实验”课中试行新的教学计划,学生按照“计算机基础实验”课程计划进行实际上机操作,由于内容和要求明确,学生较过去更能有针对性地进行操作,实际操作能力大大提高,更易于掌握相应的课程内容,我们在试行过程中仍不断探索和改进教学方法和手段。
作为一门新的课程,它和理论课程一样,我们也将其实验课程纳入学校教学处的正式课程管理,期末考试安排在学校统一的考试周进行,学生成绩由教务处统一管理。根据“计算机基础实验”课程的教学大纲要求,学生的实际操作能力需要以上机完成指定的内容的形式进行考查,因此,我们在进行实验教学的同时构建实验考试题库,开发考试软件,以适应新的课程的需要。
4.4实验教学大纲的构建
我们及时对2007级新生实施改革后的教学计划、方法和手段进行总结。在此基础上构建这门实验课程的教学大纲,修改考试题库,修改、调试考试软件,为2008年大类招生的教学改革实施做好准备。
4.5新实验课程教学大纲的实施
我们在2008年大类招生的人才培养中实施新构建的实验课程教学大纲,用以验证新教学大纲的合理性、适用性,并使用考试软件对学生进行考核。在此基础上,我们也再一次总结了这门实验课程的教学方法和手段,修改教材,修改考试题库,修改、调试考试软件。
5结语
培养技术型和应用型专门人才是高等院校的目标和任务,为了完成此项目标和任务,我们对程序设计教学的改革方案和思路进行分析和探讨,提出针对学生特点教学的新体系。自从教育部实施“质量工程”以来,各高校根据本校人才培养的定位,大力进行实验教学体系改革,将实验教学与理论教学有机结合,而不是仅将其作为课堂教学的辅助环节。这样的改革是提高实验教学质量,培养学生创新精神和实践能力的重要基础[4]。
实践证明,重视教学体系改革,严格执行教学要求,充分调动学生学习积极性,教学质量就会明显提高。高质量的实验教学不仅能培养学生严谨的科学态度,也能提高学生独立思考和独立工作的能力。改革对教师提出更高的要求,只要我们扎扎实实地进行改革,就能完成新世纪赋予我们的历史使命,为国家培养更多高素质的应用型人才。
参考文献:
[1] 乔宪遐,郑焦. 网络环境下非计算机专业“计算机操作技术”实验教学改革的研究与实践[J]. 实验技术与管理,2009(3):207-209.
[2] 雷东升,郑全英. 计算机专业实践教学体系的改革与探讨[J]. 黑龙江教育,2006(10):65-66.
[3] 卫绍元,王彤,卢曼惠. 优化实验教学质量监控体系,提高实验教学质量[J]. 实验技术与管理,2009(3):225-226.
[4] 单志龙. 浅谈计算机专业实践教学体系的改革[J]. 教科文汇, 2008(8):81-82.
Strengthening the Foundation and Practice of Programming Reforms and
Explorations of Programming Experimental Teaching
HUANG Li, PANG Xiong-wen, XU Yong-guang, SI TU Xi-kang
(School of Computer Science, South China Normal University, Guangzhou 510631,China)
Abstract: At present, theoretical teaching and experimental teaching are disjointed in the computer teaching, resulting in students’ lack of practical operation ability. Therefore, we aim at helping students improve their professional ability practically through the reform and exploration in teaching system, content and evaluation of the experimental teaching of program designing.
Key words: computer science; experimental teaching; teaching reform
(编辑:郭小明)
