摘要：通過訪談北京地區(qū)17所高校的60名程序設計課程初學者，了解他們學習程序設計語言產生困難的原因以及他們的學習方式和看法。從學生的角度對大作業(yè)教學形式進行益處分析，并指出面臨的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：大作業(yè)；程序設計課程；語言學習；調研

1.初學者學習程序設計語言產生困難的原因

1.1單一化的課程設置

受到教學資源和教學能力的影響，目前國內大學的程序設計課程除了某些特殊專業(yè)的課程需要一些特殊語言（如浙江大學生物醫(yī)學工程系要求采用Mcs51單片機匯編語言）之外，大多數(shù)采用C/C++、Java、VB、C#等語言。對于初學者而言，較多院系選擇讓學生學習C/C++，但是學生常常會在后續(xù)其他課程的學習中發(fā)現(xiàn)所學語言并不是需要使用的語言。例如，學生在清華大學水利系課程的學習中，有時會使用到Matlab、VB、Fortran乃至Lisp等語言。

這就對學生如何理解編程思想和設計程序提出挑戰(zhàn)，但現(xiàn)狀往往是學生學完了C/C++語言課程，認為掌握得也不錯，卻對別的語言望而生畏。究其原因有以下幾點：①學生只學過c語言，于是只會用C語言編程；②害怕學習其他語言會像C語言一樣枯燥且花費時間；③盡量繞開需要使用語言的地方。最終的結果是學生越來越不敢應用自己曾經學習的編程技能，導致程序設計能力下降。

1.2眾多基礎技能和知識需要學習

對于初學者而言，程序設計這門課的學習任務往往比較重，有各種作業(yè)和實驗課。但不可忽視的是，要想學好程序設計并能夠自主編寫程序，就必須具備一些其他學科的基礎知識，如線性代數(shù)、離散數(shù)學、算法設計、數(shù)據結構等，而主要矛盾就在于上述課程或者沒有開設，或者比較難。因此，這門本來就比較難學的課程容易給初學者造成一個暗示，即“應該先把上述課程學好再來學編程”，這種現(xiàn)象從信心上打擊了初學者。

1.3緊湊的課程設計和短時間內轉化思維

程序設計語言的內容相對較多，受學期學時的限制必然被安排得比較緊湊。對于初學者而言，比較難的正是前面幾節(jié)課，因為就算是一個最簡單的“Hello World！”程序，教師都需要對其中所包含的很多內容進行解釋，有時還會涉及后面章節(jié)的內容（如#include指令和cout命令就涉及頭文件、編譯、運算符等內容）。因此，學生在前面幾節(jié)課中對于很多內容需要先記下來如何使用，然后在后續(xù)的課程學習中再掌握原理，而這會不停地增加初學者的疑惑，直至最終使初學者認為程序設計是一門不適合自己的課程。

編程重在思維的轉化，而這對于初學者來說往往是最難的。無論是面向過程還是面向對象的程序設計語言，對初學者而言都是一種新鮮的思維方式，而不僅僅是一套知識體系。以前受固定思維模式影響比較嚴重的初學者往往難以在短時間內轉換思維，跟上緊湊的課程設計，這導致的最終結果是初學者既沒有學好程序設計，又被打擊了學習信心和積極性。

2.大作業(yè)及其益處分析

2.1大作業(yè)概述

大作業(yè)不同于一般的編程練習題，從量和復雜度上來說都有相當大的區(qū)別。大作業(yè)是一個較為完整的程序開發(fā)過程，具體來說就是要求學生編程解決一個有一定難度的問題，綜合利用所學課程的基本內容、基本理論和知識結構對難點問題進行分析的作業(yè)形式。

2.2原始調研數(shù)據羅列

筆者通過對北京地區(qū)17所高校的60名程序設計課程初學者進行訪談（調查問卷及結果如表1所示），了解他們學習程序設計語言產生困難的原因以及他們的學習方式和看法

2.3數(shù)據處理和益處分析

綜合被調研者的口述內容和調研數(shù)據，大作業(yè)有以下幾個優(yōu)點：訓練方面廣、靈活性較強、連貫性強。

1）訓練方面廣。是否進行大作業(yè)設計的初學者平均代碼編寫行數(shù)如圖1所示。從數(shù)據上來看，進行大作業(yè)的初學者為44人，占總調研人數(shù)的73.3%；進行大作業(yè)設計的初學者平均代碼編寫行數(shù)是不進行大作業(yè)設計的初學者平均代碼編寫行數(shù)的5倍，其中有11名初學者編寫的程序多于1000行。可以看出，編寫大程序可以保證初學者盡量多地使用語言。

2）靈活性較強。主要表現(xiàn)在不同大學不同課程的大作業(yè)具體內容的實行上，包括2個方面。首先，從設計命題（有的學校不要求）到開題，再到算法討論和實現(xiàn)以及最后的程序提交和總結過程，導師都可以針對不同的要求和課程難度設置，靈活地安排大作業(yè)難度。在調研中，也有初學者表示他們可以按照自己的水平，靈活地選擇目標和方向以及需要自己完成的項目。其次，導師的考查形式具有靈活性，對于開放性問題，導師可以設置面試答辯方式，也可以使用提交報告和運行展示的方式?？疾闀r間可以設置在項目進程的關鍵時期，此期間可以由初學者進行一些匯報展示等。

3）連貫性強。主要表現(xiàn)在初學者的表述上。有的學校會為大作業(yè)設置一些必須使用的關鍵技術（如文件讀取、多態(tài)、繼承等）。比較優(yōu)秀的大作業(yè)程序設計重點應該放在核心思路的討論和核心算法的優(yōu)選上。程序設計往往貫穿整個學期，有的學校還專門設計一套時間表，精確到每個具體日期，要求初學者在某個日期提交程序設計的具體內容。從程序設計安排上看，大多數(shù)學校主要以培養(yǎng)編程習慣和熟練度作為編程核心，有條件的會更加重視思維的培養(yǎng)和小組團隊合作共同開發(fā)的能力訓練。大作業(yè)可以比較容易地將教學、自學、互學聯(lián)系在一起，將整個學期的課程串起來。

對于初學者而言，面對程序設計有兩道坎。第一是掌握語言本身，即能夠順利地使用本門課程的語言達到自己想要的目標。第二是掌握程序設計思想，即掌握結構化程序設計的精髓，以便在后續(xù)的應用中舉一反三。初學者通過一般的小作業(yè)能夠鞏固基本的程序設計語言知識，相對而言，通過大作業(yè)則能夠將程序語言的學習內容貫穿起來，訓練整體思維的同時還能夠加強程序使用的熟練度，提高小組合作能力和自主解決問題的能力，在量和質上達到飛躍。最關鍵的是，由于大作業(yè)課堂上的知識很難滿足需求，使得初學者在實踐過程中自主學習新的技術和算法，提高了自學程序設計語言和舉一反三的能力，為后續(xù)程序設計思想的培養(yǎng)奠定基礎。

3.面臨的挑戰(zhàn)

總的來看，90%以上的學生認為大作業(yè)對編程訓練有效果，其中有半數(shù)以上認為這個作業(yè)很值得做。然而，筆者綜合60名受訪者陳述的觀點發(fā)現(xiàn)，相當多的學生仍然無法達到培養(yǎng)編程思想并在后續(xù)學習中運用該編程思想的目標，仍然為后續(xù)語言需求不對等的問題感到迷茫。究其原因主要包括以下幾個方面：①題目由老師布置；②幾乎沒有小組合作；③繁重的課業(yè)導致學生無法專心投入；④沒有改進程序的意識，認為能夠編出程序即可；⑤考查形式對于學生沒有壓力。

中國的“傳授一接受”教學模式會使學生減少自主學習活動，逐漸產生依賴教師的習慣，降低自主學習能力。對于教師的依賴使得學生不愿意自主設計命題，即使設計出命題，該命題也存在各種缺陷。少見的小組合作模式是難點，學生沒有小組合作的習慣，其實小組合作的模式不僅能培養(yǎng)學生合作討論并解決問題的能力，而且可以起到讓學生相互監(jiān)督和督促的作用。學生對于課業(yè)壓力與學習精力的平衡較難把握，除了面對繁重的學習壓力還要完成大作業(yè)，算法的設計和優(yōu)化也是需要面對的難題，需要學生投入較大精力。學生動手能力的提高過程中需要解決2大問題：①程序設計能力；②程序調試能力。這2個問題相輔相成，都是一個逐步實踐和提高的過程，怎么從中找到一個平衡也是教師亟待思考的問題。

4.結語

學生對于程序設計語言的學習有語言設計不對口、牽連知識多、思維轉化難等困難。綜合整個調研，筆者發(fā)現(xiàn)被廣泛采用的大作業(yè)教學模式有相當突出的優(yōu)點，應用形式也多種多樣，是很有意義也很值得推廣的一種作業(yè)形式。很多學生無法達到培養(yǎng)程序設計思維能力的目標，而這正是教師通過一門程序課程教學所要達到的目標，因此在大作業(yè)的完成過程中，教師應該更加關注這方面內容和技能的培養(yǎng)。

該調研有幾個明顯缺陷：①樣本容量不夠大，調查區(qū)域不夠廣，主要涉及北京地區(qū)大學本科教學的一小個方面；②調研采訪的方式較為固定，應結合多種方法進行綜合調研；③調研對象僅涉及學生，應該擴展到廣泛的教學工作者。

致謝

該論文得到清華大學鄭莉教授以及參與調研工作的包括清華大學、北京大學、北京林業(yè)大學等17所大學的60名受訪者的支持，在此表示誠摯感謝。

（編輯：宋文婷）