袁靜 李忠 王薇

摘 要：考察當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的綜合實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，分析綜合實(shí)踐教學(xué)過程中的問題，分別從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)層面對程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，提高教學(xué)方法的層次性增加考核方式的多元性，通過實(shí)踐證明程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐教學(xué)改革的實(shí)施取得了一定的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)專業(yè) 綜合實(shí)踐 教學(xué)改革 教學(xué)效果

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（a）-0179-02

2010年7月，九所知名高校在西安交通大學(xué)舉辦了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會(huì)”，發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。核心要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“需要把培養(yǎng)學(xué)生的‘計(jì)算思維能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)”[1] ?！坝?jì)算思維”是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解。其本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。通俗的講，計(jì)算思維是應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的方式。這與計(jì)算機(jī)的綜合教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容和目標(biāo)相吻合。

計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)，是在高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)科、程序設(shè)計(jì)課程等課堂教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后開展的綜合實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，其目標(biāo)是提高學(xué)生應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法解決實(shí)際問題的能力。其意義是助于提高專業(yè)思想的形成，順應(yīng)當(dāng)前以“計(jì)算思維”為計(jì)算機(jī)教育核心目標(biāo)的新的教育浪潮。

應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法解決問題的過程包括：分析實(shí)際問題、建立數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)算法、編寫程序代碼、上機(jī)計(jì)算。其中，前三步為建模環(huán)節(jié)，側(cè)重于問題求解的方法；后兩步為求解環(huán)節(jié)，側(cè)重于采用某一種程序設(shè)計(jì)語言，將算法表達(dá)給某計(jì)算機(jī)。這些是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教育的重要內(nèi)容，同時(shí)與計(jì)算思維涵蓋的主要內(nèi)容相符。

基于此，提出計(jì)算機(jī)專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)改革，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方法等三個(gè)層面分布進(jìn)行討論，并開展多元化改革試點(diǎn)活動(dòng)，取得一定的效果。

1 計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)問題

計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等等方面都取得了巨大的進(jìn)步，但仍然存在一些影響綜合實(shí)踐教學(xué)效果的問題。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性，容易被困難嚇倒，程序設(shè)計(jì)類課程理論性、專業(yè)性和實(shí)踐性較強(qiáng)，對學(xué)生數(shù)學(xué)和英語的要求較高。

（2）程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不夠新穎，通常的實(shí)踐內(nèi)容是xxx管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，且互聯(lián)網(wǎng)上存在大量的類似內(nèi)容的抄襲源；且實(shí)踐內(nèi)容與前序的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程和后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用課程之間的系統(tǒng)關(guān)系較差，綜合性較差；課程設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)型綜合型實(shí)驗(yàn)難度界限劃分不明，層次模糊，未能達(dá)到預(yù)期效果。

（3）高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論等課程具有高度抽象的特點(diǎn)，又由于其教學(xué)過程中側(cè)重于嚴(yán)密的推理和邏輯證明，使得學(xué)生缺失了對數(shù)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的感知最終失去學(xué)習(xí)的興趣。

（4）程序設(shè)計(jì)課程的單元實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，經(jīng)常是對教材上已有的代碼實(shí)例編輯、調(diào)試，幾乎淪為打字練習(xí)課，使得學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握均難以到位。

（5）程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐的教學(xué)方式不適合初學(xué)者。

（6）考核方式較單一，通常以學(xué)生的課堂表現(xiàn)和實(shí)踐任務(wù)完成情況評定學(xué)生的成績。這種考核方式的考核內(nèi)容不夠全面，對于存在抄襲行為學(xué)生難以給與合理的評定。

2 計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)改革

基于計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)過程中的問題，提出計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)改革方案，其內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法的改革、考核方式的改革等。以下將根據(jù)上述問題分別給出綜合實(shí)踐的改革方案。

2.1 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革

該節(jié)主要闡述綜合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革，分析上述問題1和2所突出的學(xué)生出現(xiàn)畏難心理的原因是無法從邏輯思維空間到現(xiàn)實(shí)客觀世界的轉(zhuǎn)換。因此，在制定綜合實(shí)踐內(nèi)容時(shí)，針對基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)問題，給出形象的幾何涵義或者物理涵義，以幫助學(xué)生感知邏輯空間與現(xiàn)實(shí)客觀空間的相互映射的過程。綜合實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容如表1所示，列“數(shù)學(xué)內(nèi)容”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)內(nèi)容；這部分內(nèi)容在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)中的特點(diǎn)是高級抽象；列“幾何涵義或物理涵義簡介（客觀世界）”進(jìn)一步形象化給出高級抽象所對應(yīng)的客觀世界；列“基于程序設(shè)計(jì)語言的單元實(shí)踐部分”的內(nèi)容是從計(jì)算機(jī)的角度出發(fā)確定求解相關(guān)數(shù)學(xué)問題的算法，該部分給出了求解高級抽象問題的算法，較“數(shù)學(xué)內(nèi)容”更具體一些；列“基于程序設(shè)計(jì)語言的綜合實(shí)踐”內(nèi)容涉及到的是完整的數(shù)學(xué)應(yīng)用案例，該內(nèi)容較“基于程序設(shè)計(jì)語言的單元實(shí)踐部分”更形象，感知力更強(qiáng)。列“程序設(shè)計(jì)語言的主要內(nèi)容”，是從操作層面，如何將計(jì)算方法給出的算法表達(dá)給計(jì)算機(jī)并進(jìn)行實(shí)現(xiàn)所涉及的編程方面的知識點(diǎn)。

上述問題4所涉及的實(shí)踐內(nèi)容陳舊，過程層次不清晰，指的是在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不系統(tǒng)、不新穎，且沒有突顯教學(xué)的遞進(jìn)的過程。因此為了使得綜合實(shí)踐更加系統(tǒng)，綜合性更強(qiáng)，增加了“基于程序設(shè)計(jì)語言的單元實(shí)踐部分”內(nèi)容和“基于程序設(shè)計(jì)語言的綜合實(shí)踐”內(nèi)容。

2.2 實(shí)踐教學(xué)方法的改革

問題3所提及的“驗(yàn)證”式的程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)與問題4所提及的“設(shè)計(jì)”式的程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)均不太綜合實(shí)踐教學(xué)。“驗(yàn)證式”容易使學(xué)生產(chǎn)生課本依賴心理，失去學(xué)習(xí)興趣；“設(shè)計(jì)”式容易打擊學(xué)生的自信心產(chǎn)生畏難心理，并厭學(xué)。所謂“調(diào)試”式指的是將有錯(cuò)誤的源碼發(fā)給學(xué)生，請學(xué)生在一定的時(shí)間內(nèi)調(diào)試出程序的錯(cuò)誤出現(xiàn)在什么地方，并進(jìn)行正確的修改；學(xué)生在沒有任何依賴且又有一定希望的情景下，積極閱讀程序，積累程序經(jīng)驗(yàn)；進(jìn)而為設(shè)計(jì)程序打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。圖1為防災(zāi)科技學(xué)院2012級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在暑期C語言程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐教學(xué)的調(diào)查數(shù)據(jù)（32位學(xué)生），其中2/3的學(xué)生認(rèn)為“調(diào)試”更有助于提升編程能力。

2.3 綜合實(shí)踐教學(xué)考核方式的改革

綜合實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方式的多樣化決定了其考核環(huán)節(jié)的多元性，本著公平、公正的理念，其考核方案如下：學(xué)生的考勤成績占總成績的10%，學(xué)生每堂課結(jié)束后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)報(bào)告和任務(wù)的完成情況給出單元成績，該部分成績占總成績的50%，綜合實(shí)踐結(jié)束后，組織答辯，答辯成績占30%，實(shí)踐結(jié)束后的綜合的實(shí)踐報(bào)告占10%?？己谁h(huán)節(jié)更側(cè)重于學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、是否存在抄襲、學(xué)生技能的提高等方面。因此，2012級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的綜合實(shí)踐教學(xué)開展期間，學(xué)生的主動(dòng)性和積極性得到了較大地激發(fā)。

3 計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)效果

綜合實(shí)踐教學(xué)改革于2015年7月初在2012級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的32名學(xué)生中開始實(shí)施，通過分析問卷調(diào)查結(jié)果，進(jìn)一步論證了實(shí)踐教學(xué)改革的效果。綜合實(shí)踐教學(xué)改革的教學(xué)效果如圖2所示：縱軸是選擇對應(yīng)項(xiàng)目人數(shù)，橫軸是分別是調(diào)查項(xiàng)“深刻理解數(shù)學(xué)原理”“激發(fā)應(yīng)用數(shù)學(xué)興趣”“提高工程項(xiàng)目認(rèn)識”等，從圖1中發(fā)現(xiàn)在這三方面的收獲達(dá)到“顯著”的占95%以上，說明程序設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐教學(xué)的改革從一定程度上提升了程序設(shè)計(jì)能力，有助于程序設(shè)計(jì)思想與專業(yè)思想的形成，并為學(xué)生的再學(xué)習(xí)提供了可行性的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐教學(xué)改革主要是針對當(dāng)前綜合實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的問題分別從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)方式、考核方式等三方面進(jìn)行了完善和調(diào)整；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容融入了高等數(shù)學(xué)內(nèi)容以及基于計(jì)算機(jī)的高等數(shù)學(xué)應(yīng)用等內(nèi)容，系統(tǒng)性和綜合性大幅提升；教學(xué)方式根據(jù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)層次，第一個(gè)層次是“調(diào)試”式實(shí)踐教學(xué)，第二個(gè)層次是“設(shè)計(jì)”式實(shí)踐教學(xué)，該方式大幅提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使得綜合實(shí)踐教學(xué)達(dá)到了預(yù)期的效果；考核方式的多樣化取決于實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的多樣性和教學(xué)方式的多層次性，在考核過程不僅僅考核實(shí)踐項(xiàng)目本身，更側(cè)重于考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)過程以及是否存在抄襲，抄襲程度是否嚴(yán)重等內(nèi)容?？傊ㄟ^綜合實(shí)踐教學(xué)結(jié)束后的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，程序設(shè)計(jì)課程的綜合實(shí)踐教學(xué)改革取得了一定的成效。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁開榜.二十一世紀(jì)，人們應(yīng)該具有計(jì)算思維能力[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（3）.

[2] 劉在英，楊平，張麗曉.程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)模式的探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2013.

[3] 馬華，陳振.應(yīng)用型本科院校程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（4）：19-22.

[4] 嚴(yán)冬松.程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].中國成人教育，2007（6）：138-139.

[5] 吳紹兵.計(jì)算思維和程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（16）：11-14.

[6] 牟琴，譚良，周雄峻.基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式的研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（6）：44-49.