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加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、引入分組教學(xué),提高課堂實(shí)驗(yàn)的授課效果

2009-06-20 08:45陳明華
計(jì)算機(jī)教育 2009年10期

陳明華

文章編號(hào):1672-5913(2009)10-0160-03

摘要:實(shí)驗(yàn)是程序設(shè)計(jì)課程中提高學(xué)生應(yīng)用和實(shí)踐能力的一個(gè)重要手段,本文針對(duì).NET程序設(shè)計(jì)課程,討論了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)流程以及實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)收與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等細(xì)節(jié)問題的設(shè)計(jì)思路;課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的新穎之處在于將小組協(xié)作引入到實(shí)驗(yàn)中,并基于因材施教的思想,在實(shí)驗(yàn)中引入附加題。從課堂情況看,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果良好,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案是可行的。

關(guān)鍵詞:.Net程序設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)時(shí)間;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收

中圖分類號(hào):G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

我院于第7學(xué)期(大三第1學(xué)期)為軟件工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)“.Net程序設(shè)計(jì)”課程。該課程的授課目標(biāo)是讓學(xué)生掌握相應(yīng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(C#)的語(yǔ)法及編程思想,掌握簡(jiǎn)單的編程技巧,到學(xué)期結(jié)束時(shí)能夠在.Net平臺(tái)上使用C#語(yǔ)言開發(fā)簡(jiǎn)單的Windows應(yīng)用程序。

由于程序設(shè)計(jì)課程本身的特點(diǎn),決定了這是一門對(duì)動(dòng)手能力要求較高的課程,不但要讓學(xué)生從理論上掌握語(yǔ)法、程序設(shè)計(jì)的流程等內(nèi)容,更要讓學(xué)生具有編寫可運(yùn)行程序的能力。本文將討論課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)定及實(shí)驗(yàn)課流程安排的細(xì)節(jié)問題。

在本門課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中除了常見的實(shí)驗(yàn)步驟之外,還加入了附加題作為小組作業(yè),從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自學(xué)能力的目的。

2課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

2.1.Net程序設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

本課程共96學(xué)時(shí),講授的內(nèi)容及時(shí)間安排如表1所示。

為加深學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解,幫助學(xué)生將掌握的語(yǔ)法知識(shí)及時(shí)應(yīng)用到程序中,掌握相關(guān)的編程技巧,課堂實(shí)驗(yàn)的安排緊隨課程內(nèi)容,我們針對(duì)每一章的授課內(nèi)容設(shè)定了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表2所示。

對(duì)于其中的每個(gè)實(shí)驗(yàn),盡量設(shè)計(jì)其內(nèi)容為應(yīng)用到當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)的趣味小程序的編寫,讓課堂實(shí)驗(yàn)從枯燥的代碼轉(zhuǎn)變成有趣的游戲,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和愿望,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

例如,在實(shí)驗(yàn)三中,對(duì)循環(huán)控制語(yǔ)句部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)為一個(gè)猜數(shù)字游戲,先隨機(jī)生成一個(gè)0-10之間的整數(shù);然后讓用戶猜測(cè)一個(gè)0-10之間數(shù),從控制臺(tái)輸入;如

果用戶輸入的數(shù)字與隨機(jī)生成的數(shù)字不相等,就讓用戶重新輸入,直到相等為止;統(tǒng)計(jì)用戶猜測(cè)的次數(shù),并輸出。同學(xué)之間可以相互測(cè)試,檢查程序是否有錯(cuò)誤。

2.2課堂實(shí)驗(yàn)的流程和各部分時(shí)間安排

課堂實(shí)驗(yàn)的流程安排如下:

(1) 介紹實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果。

(2) 以提問的方式,帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的原理和知識(shí)點(diǎn)。

(3) 對(duì)實(shí)驗(yàn)中的主要步驟給出適當(dāng)?shù)奶崾尽?/p>

(4) 讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),并允許學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論。

(5)對(duì)各小組的問題進(jìn)行總結(jié),并統(tǒng)一講解。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生遇到的部分問題,不是當(dāng)堂做出解答,而是作為實(shí)驗(yàn)的附加問題,算作一個(gè)小組作業(yè),要求學(xué)生課后通過查閱書籍或在通過網(wǎng)絡(luò)查詢,獲取答案,這個(gè)問題每個(gè)小組給出一個(gè)統(tǒng)一的答案即可。

課堂實(shí)驗(yàn)中各個(gè)步驟的時(shí)間是根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而定的,一般情況下,時(shí)間的比例為0.5∶2∶0.5∶5∶2。每個(gè)課堂實(shí)驗(yàn)總的時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容控制在1-2課時(shí)。

2.3實(shí)驗(yàn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1計(jì)入總成績(jī)

實(shí)驗(yàn)是整個(gè)課程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在課程中,我們通過對(duì)總成績(jī)的分配來引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法,端正學(xué)習(xí)態(tài)度。為了強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性,實(shí)驗(yàn)的成績(jī)最終也要計(jì)入期末的總成績(jī)中。

實(shí)驗(yàn)的成績(jī)分為兩部分:實(shí)驗(yàn)本身的成績(jī)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)要求的內(nèi)容;小組附加成績(jī),對(duì)應(yīng)2.2節(jié)中流程(5)提到的要求學(xué)生課后完成的內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)本身的成績(jī)最終會(huì)計(jì)入總成績(jī)的平時(shí)成績(jī)部分,在平時(shí)成績(jī)中占40%的比例(本門課程的平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)的比例為50∶50);小組成績(jī)除了實(shí)驗(yàn)中的問題之外,還包括課堂上遇到的其他問題,最終的小組成績(jī)也會(huì)計(jì)入到平時(shí)成績(jī)中,占平時(shí)成績(jī)的40%。

小組成績(jī)?cè)O(shè)置的目的,是為了引導(dǎo)學(xué)生,通過協(xié)作和自學(xué)的方式獲取知識(shí)和解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和自學(xué)能力。

2.3.2單個(gè)實(shí)驗(yàn)的評(píng)分細(xì)則

本學(xué)期共設(shè)置了16個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)本身的成績(jī)總分為5分,具體細(xì)則如下:

(1) 實(shí)驗(yàn)要求的代碼占3分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為:代碼能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求的功能,并且結(jié)構(gòu)清晰合理;對(duì)于未能當(dāng)堂完成的同學(xué),實(shí)驗(yàn)代碼部分的成績(jī)滿分為2分。

(2) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)占2分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為:每一部分都按照要求填寫,并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果書寫正確;重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)原理、預(yù)習(xí)中的問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的設(shè)計(jì)

為了提高課堂實(shí)驗(yàn)的授課效果,幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解,我們編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,該指導(dǎo)書現(xiàn)在仍在試用階段,尚未出版發(fā)行。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)包含了如下幾個(gè)部分:

(1) 實(shí)驗(yàn)題目,說明該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容;

(2) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模f明該實(shí)驗(yàn),針對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn);

(3) 實(shí)驗(yàn)背景,介紹該實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的原理知識(shí),也可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的指導(dǎo);

(4) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,介紹本實(shí)驗(yàn)中要實(shí)現(xiàn)的功能;

(5) 實(shí)驗(yàn)步驟,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行提示,引導(dǎo)學(xué)生的思路,從而完成實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)功能;

(6) 實(shí)驗(yàn)圖示,對(duì)于部分語(yǔ)言描述仍難于理解的實(shí)驗(yàn),給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖示,幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)功能的要求;

(7) 實(shí)驗(yàn)附加題,根據(jù)課堂上學(xué)生的問題情況,對(duì)部分實(shí)驗(yàn),總結(jié)出難易適當(dāng)?shù)膯栴},作為附加問題,附在實(shí)驗(yàn)的后面。

4實(shí)驗(yàn)實(shí)例

下面以實(shí)驗(yàn)十四時(shí)鐘程序?yàn)槔?,說明前面論述的課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。

4.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

該實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握GDI+圖形編程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為編寫Windows應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)如圖1所示的小時(shí)鐘程序。該時(shí)鐘包含時(shí)、分、秒三條指針,每秒鐘指針的位置變化一次,以符合當(dāng)前的時(shí)間;時(shí)鐘的背景為圓盤型,要有背景圖片;可以使用鼠標(biāo)拖拽時(shí)鐘窗體。

4.2實(shí)驗(yàn)包含的知識(shí)點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)中包含的知識(shí)點(diǎn)有:

(1)Windows應(yīng)用程序窗體屬性的設(shè)置,包括去掉窗體的標(biāo)題欄,設(shè)置窗體的背景圖片。

(2) 時(shí)鐘控件的使用??刂浦羔樏棵腌娮儞Q一次位置。

(3)GDI+中如何修改窗體的外觀(默認(rèn)外觀為矩形)。

(4)GDI+中線條的繪制。

(5) 類的定義和類的繼承。

這些相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)都會(huì)在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中該實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)中給予介紹。

4.3實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)定

時(shí)鐘程序的實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)定如下。

(1) 使用Visual Studuo.Net2005,新建Windows應(yīng)用程序ClockEx;

(2) 編寫代碼,修改窗體Form1的外觀為圓形,并去掉窗體的標(biāo)題欄,為時(shí)鐘設(shè)置背景圖;

(3) 編寫指針接口IPointer,聲明指針對(duì)應(yīng)的相關(guān)屬性和方法;

(4) 對(duì)應(yīng)時(shí)針、分針和秒針分別編寫相應(yīng)的類HPointer、MPointer和SPointer,都繼承接口IPointer,實(shí)現(xiàn)其中的方法;

(5) 拖拽一個(gè)計(jì)時(shí)器控件到窗體,并編寫相應(yīng)的Tick事件處理方法,繪制三個(gè)指針(指針需要編寫單獨(dú)的類),實(shí)現(xiàn)每秒鐘指針位置變化一次,符合當(dāng)前的時(shí)間;

(6) 添加鼠標(biāo)落下和移動(dòng)對(duì)應(yīng)的事件處理方法,實(shí)現(xiàn)用鼠標(biāo)拖動(dòng)時(shí)鐘的功能。

參照實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的介紹,學(xué)生就不至于看到實(shí)驗(yàn)要求而無所適從,實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)定能夠幫助學(xué)生理順?biāo)悸?,按部就班地完成?shí)驗(yàn)功能的要求。

4.4實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排

本實(shí)驗(yàn)涉及到的代碼量比較大,難度也較高,技巧性較強(qiáng),因此,課堂實(shí)驗(yàn)的時(shí)間設(shè)置為2學(xué)時(shí),90分鐘。

其中,介紹實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大約5分鐘時(shí)間,包括將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果演示給同學(xué)看,讓學(xué)生都對(duì)運(yùn)行的結(jié)果產(chǎn)生興趣,有完成實(shí)驗(yàn)的愿望;復(fù)習(xí)的時(shí)間大約為20分鐘,幫助同學(xué)回憶其相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)問題的解決方法;用15分鐘左右的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)中的主要步驟給出適當(dāng)?shù)奶崾?,說明對(duì)應(yīng)的步驟應(yīng)用什么知識(shí)點(diǎn),并對(duì)其中較難的代碼進(jìn)行講解,如創(chuàng)建指針接口,給出創(chuàng)建分針Mpointer的代碼示例(需要注意的是,在這個(gè)過程中,要求學(xué)生認(rèn)真地聽講、理解代碼,而不是抄寫代碼);給學(xué)生約40分鐘的時(shí)間,進(jìn)行代碼的編寫,在此期間解決學(xué)生的問題;最后用10分鐘左右的時(shí)間總結(jié)學(xué)生遇到的細(xì)節(jié)問題。

4.5附加問題的設(shè)定

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),最多的問題是在程序運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)鐘表指針移動(dòng)時(shí),原有的指針圖形沒有消失,從而在表盤上畫出了多個(gè)指針。

在這里可以將附加問題設(shè)置為:找出上述問題的原因,并說明在程序中如何避免這種情況。

這個(gè)問題的難度不是很大,只要修改很少量的代碼就可以解決;但是這又是一個(gè)常見的問題,而且需要?jiǎng)幽X筋才能夠想出解決方案;在解決問題的過程中,通過小組討論,可以集思廣益,既培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,又加深了學(xué)生對(duì)該問題的理解。

5課堂實(shí)驗(yàn)效果總結(jié)

5.1實(shí)驗(yàn)效果

從本學(xué)期的課堂實(shí)驗(yàn)效果上看,半數(shù)以上的同學(xué)在課堂上就能夠完成實(shí)驗(yàn)代碼;同時(shí),從回答附加問題的情況看,以軟件工程06級(jí)(.Net)1班為例,全班共11個(gè)小組,每個(gè)小組都至少解決了一個(gè)問題,多個(gè)班級(jí)解決了3個(gè)以上的問題,學(xué)生已經(jīng)開始從以前對(duì)老師的完全依靠走向自立。

綜上,“.Net程序設(shè)計(jì)課程”的課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)效果是良好的,是可行的。

5.2今后的工作

課堂實(shí)驗(yàn)方面今后的工作將從如下三方面入手:

(1) 繼續(xù)深入探討和思考對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì),提出更能提高學(xué)生興趣、幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

(2) 通過一輪實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材的適用,對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行進(jìn)一步的修改,并盡快出版。

(3) 通過一輪到兩輪實(shí)驗(yàn)課程的講授,對(duì)附加題的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié),并固定下來。通過課堂實(shí)驗(yàn),繼續(xù)推動(dòng)分組教學(xué)的進(jìn)行。