摘要：本文對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了研究，針對(duì)目前教學(xué)中存在的問題，提出了大學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程分層教學(xué)改革方案，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革。教學(xué)改革取得了如下效果：分層教學(xué)方案更好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也有了明顯的提高；教改過程中我們對(duì)教學(xué)網(wǎng)站題庫(kù)進(jìn)行了擴(kuò)充，為今后的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；算法；分層教學(xué)；教學(xué)改革
　　● 現(xiàn)狀
　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)各高校普遍開設(shè)了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，這類課程是面向大學(xué)一年級(jí)學(xué)生開設(shè)的公共類必修基礎(chǔ)課，其目標(biāo)是培養(yǎng)大學(xué)生掌握信息技術(shù)處理能力、從而提高他們的綜合素質(zhì)。以前，我們的教學(xué)方案是第一學(xué)期所有專業(yè)統(tǒng)一學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)技能》，主要講授最基本的計(jì)算機(jī)常用軟件如Word、Excel、PowerPoint等的操作技能；第二學(xué)期按照專業(yè)不同分別學(xué)習(xí)各種程序設(shè)計(jì)語言如C程序設(shè)計(jì)、VB等。然而，在教學(xué)的實(shí)踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)之前的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程培養(yǎng)方案存在下列問題。
　　由于大學(xué)新生來自不同的地區(qū)，教育資源的配給或利用率相差較大。有些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)中小學(xué)信息技術(shù)教育已經(jīng)普及了，學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能及知識(shí)也較豐富。而另外一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)信息技術(shù)教育基礎(chǔ)卻還很薄弱。教育資源不均衡的現(xiàn)狀致使大學(xué)新生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平曾差不齊。針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們認(rèn)為有必要對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程進(jìn)行改革，實(shí)施計(jì)算機(jī)課程分層教學(xué)方案，對(duì)部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生，加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)能力方面的訓(xùn)練。
　　另一方面，通過對(duì)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)情況進(jìn)行的調(diào)查分析，我們發(fā)現(xiàn)該課程無論教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)手段和方法上都存在許多的不足。比如，教學(xué)內(nèi)容過于注重語言語法細(xì)節(jié)，沒有把分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)放在主體地位上。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)完程序設(shè)計(jì)課程之后，雖然考試成績(jī)不錯(cuò)，但并不能動(dòng)手解決現(xiàn)實(shí)問題。此外，教學(xué)手段和方法也較落后，缺乏直接激勵(lì)因素，學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)較為被動(dòng)，因而學(xué)習(xí)效果不佳。
　　因此，如何改革程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法，更好地培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，全面提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力是十分重要的研究課題。
　　● 教學(xué)改革方案
　　我們按照大學(xué)新生實(shí)際計(jì)算機(jī)操作技能水平和本人興趣將學(xué)生分成普通班和提高班，分別實(shí)施難度不同的教學(xué)大綱。普通班學(xué)生還按照原教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行，提高班學(xué)生加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。鑒于程序設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，光會(huì)讀程序是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有通過強(qiáng)化的編程訓(xùn)練，學(xué)生才能真正掌握程序設(shè)計(jì)。我們對(duì)提高班學(xué)生確定改革的指導(dǎo)思想是：高起點(diǎn)、強(qiáng)實(shí)踐、重能力；總體目標(biāo)是：以強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練為手段，培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，全面提高分析問題與解決問題的能力。圍繞這一指導(dǎo)思想和總體目標(biāo)，我們展開了如下方面的教學(xué)改革。
　　1.教學(xué)內(nèi)容的改革
　　為了在更高的起點(diǎn)上培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力、分析問題與解決問題的能力，我們決定對(duì)理工類學(xué)生程序設(shè)計(jì)課程體系進(jìn)行重新規(guī)劃和調(diào)整，提出了分層教學(xué)改革方案：理工類提高班學(xué)生第一學(xué)期不再學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)技能》，而改為學(xué)習(xí)《C程序設(shè)計(jì)》[1-2]，學(xué)習(xí)基本的程序設(shè)計(jì)知識(shí)。第二學(xué)期在第一學(xué)期基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)《算法基礎(chǔ)》[3-4]，加強(qiáng)分析問題與解決問題能力的訓(xùn)練。這兩個(gè)學(xué)期的程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容前后相互銜接，難度逐漸遞增，形成一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系。
　　由于大多數(shù)新生沒有程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，我們決定將第一學(xué)期課程《C程序設(shè)計(jì)》安排在機(jī)房進(jìn)行，通過加強(qiáng)上機(jī)練習(xí)，增加對(duì)程序設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)。我們發(fā)現(xiàn)過去講授C語言時(shí)對(duì)語法知識(shí)點(diǎn)講解得過于詳細(xì)，其中很多語法內(nèi)容用得卻并不多，學(xué)生學(xué)習(xí)完后可能很快就會(huì)忘記，因而教學(xué)效果并不盡如人意。因此，我們堅(jiān)持“只求精、不求全”的原則，第一學(xué)期僅講解C語言最常用部分：基本輸入和輸出語句、分支、循環(huán)和數(shù)組，其他如指針、遞歸等難度較大的內(nèi)容留給第二學(xué)期講解。通過精心設(shè)計(jì)上機(jī)例題，反復(fù)練習(xí)這部分重點(diǎn)內(nèi)容，讓學(xué)生切實(shí)掌握這部分基本內(nèi)容。
　　在學(xué)生熟練掌握了第一學(xué)期程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)后，第二學(xué)期《算法基礎(chǔ)》加強(qiáng)了算法方面的學(xué)習(xí)，主要講解窮舉法、遞推和遞歸、回溯法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、貪心法等。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)了分析問題與解決問題能力的訓(xùn)練。此外，為了使學(xué)生全面掌握C語言知識(shí)，我們?cè)诘诙W(xué)期《算法基礎(chǔ)》課程中補(bǔ)充講解C語言的其他重要知識(shí)點(diǎn)，如指針、遞歸和文件。兩個(gè)學(xué)期程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容前后相互銜接，安排合理。
　　2.教學(xué)手段和方法的改革
　　以往程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)是這樣的：教師布置題目→學(xué)生上機(jī)調(diào)試→提交作業(yè)→教師批改作業(yè)→結(jié)果反饋給學(xué)生。然而，由于缺乏直接激勵(lì)因素，學(xué)生對(duì)這種做題方式?jīng)]什么興趣，相互復(fù)制成了作業(yè)完成的常態(tài)，學(xué)習(xí)效果并不理想。
　　為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，我們采用了ACM競(jìng)賽平臺(tái)作為教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)為ACM程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽而開發(fā)，有如下好處。
　　（1）自動(dòng)判卷
　　學(xué)生按照題目要求編寫程序并調(diào)試通過后，提交源程序，系統(tǒng)能立即給出接受或者拒絕的判斷。
　?。?）系統(tǒng)排名
　　系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)所有學(xué)生成績(jī)進(jìn)行排名，同時(shí)學(xué)生能即時(shí)了解自己在全班級(jí)的排名情況。
　　（3）交互性好
　　教師能即時(shí)看到學(xué)生提交的程序代碼，如發(fā)現(xiàn)被拒絕的程序，能即時(shí)地指導(dǎo)學(xué)生修改程序。
　　教學(xué)實(shí)踐表明，采用ACM教學(xué)平臺(tái)明顯改善了教學(xué)效果，大大激活了學(xué)生的上機(jī)主動(dòng)性和積極性。許多學(xué)生課后也會(huì)自覺地研究題目的解決方法，這種情況在以往的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中是不多見的。由于針對(duì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)的題目難度較大，并不適用于初學(xué)者，我們花費(fèi)了大量的時(shí)間來設(shè)計(jì)難度適中的例題，幫助學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)。
　　3.考核方式的改革
　　以往程序設(shè)計(jì)課程考試方式都是采用試卷方式，這種考試方式最大的問題是容易造成高分低能：試卷分?jǐn)?shù)考得很高，動(dòng)手能力卻很差，程序讀得懂，編程實(shí)踐卻無從下手。我們認(rèn)為這種情形都是因?yàn)閷?shí)踐訓(xùn)練不夠造成的。因此，我們認(rèn)為不能用判斷題、選擇題、閱讀題以及手寫程序題來考查學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，光看懂程序是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，實(shí)踐動(dòng)手能力是最重要的。
　　于是，我們放棄了傳統(tǒng)試卷考試的方式，完全改成了利用ACM平臺(tái)上機(jī)測(cè)試的方式，期末考試6～10道編程題限時(shí)3小時(shí)內(nèi)解決。這些題目都是精心設(shè)計(jì)、難易適中，能很好地考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力?？荚嚱Y(jié)果表明，平時(shí)練習(xí)成績(jī)和考試成績(jī)呈正相關(guān)。此外，由于ACM系統(tǒng)詳細(xì)記錄了作業(yè)情況，因而平時(shí)成績(jī)也更容易準(zhǔn)確地確定。由于相對(duì)普通班而言，提高班學(xué)生的課程難度較大，為了更好地激勵(lì)學(xué)生選課，我們對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行調(diào)整，最終成績(jī)按總評(píng)成績(jī)乘以系數(shù)1.1確定。
　　● 教學(xué)改革效果
　　經(jīng)過為期一年的教學(xué)改革實(shí)踐，已初顯成效。
　　首先，學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的熱情明顯提高，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性大大增加；其次，學(xué)生編程過程中的低級(jí)錯(cuò)誤不斷減少，編程數(shù)量和質(zhì)量也比以往有明顯的增加；另外，由于起點(diǎn)較高，學(xué)生學(xué)會(huì)程序設(shè)計(jì)課程后參加計(jì)算機(jī)等級(jí)考試合格率也有了明顯提高，部分優(yōu)秀的學(xué)生還被選拔為校ACM競(jìng)賽集訓(xùn)隊(duì)員，參加ACM程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽并取得了比計(jì)算機(jī)系學(xué)生更加優(yōu)異的成績(jī)。因此，我們的教學(xué)改革無論對(duì)普通學(xué)生還是尖子學(xué)生都起到了較好的作用。
　　此外，在本次教學(xué)改革過程中，教師們花費(fèi)了大量的時(shí)間設(shè)計(jì)了許多適合程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的例題，大大擴(kuò)充了ACM網(wǎng)站題庫(kù)?，F(xiàn)該網(wǎng)站擁有注冊(cè)用戶8000余人，每年新增注冊(cè)用戶1000人左右。可以說，現(xiàn)在全校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)已經(jīng)完全離不開ACM網(wǎng)站。我們所做的這些工作為以后的教學(xué)工作提供了很大的方便，也奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　● 結(jié)語
　　針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題，我們提出了大學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程分層教學(xué)改革方案。我們的方案以強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練為手段、以培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力為目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革。教學(xué)實(shí)踐證明，我們的改革無論在學(xué)生培養(yǎng)上還是教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)上都取得了很好的效