胡安明　諶頏

摘要：學(xué)分制與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合發(fā)揮了教育實(shí)踐性的作用，并彌補(bǔ)現(xiàn)階段的教學(xué)缺陷。文章通過闡述學(xué)分制下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵，聯(lián)系實(shí)際，提出了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，變革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及手段，規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考評(píng)方法等設(shè)想。關(guān)鍵詞：學(xué)分制；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)施與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是隨著近代自然科學(xué)的發(fā)展興起的，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的飛躍發(fā)展，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮越來越大的作用。

通過實(shí)驗(yàn)，既可以把知識(shí)與技能相結(jié)合，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立探索能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)研究興趣?？v觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)所具有的開發(fā)平臺(tái)多元化、開源創(chuàng)新、課程參與自主性高等優(yōu)點(diǎn)，它需要一種更為靈活的學(xué)分制來適應(yīng)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革。對(duì)于程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，學(xué)分制具有靈活、創(chuàng)新激勵(lì)、尊重主體等特點(diǎn)。從這一意義上講，學(xué)分制更有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的發(fā)展與創(chuàng)新教學(xué)模式。

1學(xué)分制概述

1871年，學(xué)分制最初出現(xiàn)在哈佛大學(xué)，查爾斯·W艾略特校長(zhǎng)實(shí)行自由學(xué)分制。學(xué)分制改革給了學(xué)生更多課程選擇權(quán)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及自由度，學(xué)生可以更好地規(guī)劃學(xué)習(xí)課程以及控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的重要一環(huán)，其實(shí)施與創(chuàng)新深刻影響著學(xué)分制的改革。

實(shí)行學(xué)分制以來，由于教學(xué)班級(jí)由不同學(xué)科，不同專業(yè)以及年級(jí)的學(xué)生組成，客觀上給程序設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來許多新問題，主要有：知識(shí)結(jié)構(gòu)各異的學(xué)生，如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)；針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)，如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；分層制定考核標(biāo)準(zhǔn)能更加真實(shí)反映出不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施是教育課程改革的重要內(nèi)容，是貫徹新課程標(biāo)準(zhǔn)和課程計(jì)劃的基本要求。教師、實(shí)驗(yàn)教師、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要素，這些要素的集合與相互作用就構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。其中，程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在軟件工程實(shí)驗(yàn)室里，使用一定的開發(fā)環(huán)境，軟件和平臺(tái)，通過文本編輯器進(jìn)行程序代碼輸入（可以增加，刪除，修改），編譯（將程序代碼按一定規(guī)則變換成機(jī)器可以識(shí)別的可執(zhí)行代碼序列），連接（將編譯的代碼序列與必須的啟動(dòng)代碼，用到的庫文件按規(guī)則組合連接成可執(zhí)行程序），執(zhí)行的過程，學(xué)生能夠在調(diào)試程序的實(shí)驗(yàn)中觀察變化，并從中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。

長(zhǎng)期以來，程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)被師生公認(rèn)為是較難入門的，究其原因主要有：語法結(jié)構(gòu)多，函數(shù)內(nèi)容厚重，學(xué)生不能很快適應(yīng)計(jì)算機(jī)解決問題的思維方式；課堂實(shí)驗(yàn)單元學(xué)時(shí)不足，很難向項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)行拓展；由面向過程過渡到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生思維較難轉(zhuǎn)變；尤其是實(shí)驗(yàn)班人數(shù)多（約50人），實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)任務(wù)繁重。

事實(shí)上，程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)專業(yè)核心技術(shù)課程。通過實(shí)踐，學(xué)生不僅可以學(xué)會(huì)用某種計(jì)算機(jī)語言去表達(dá)自己的思維，領(lǐng)會(huì)程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，運(yùn)用計(jì)算機(jī)求解實(shí)際問題，還能提高學(xué)生分析問題的能力，有利于培養(yǎng)邏輯思維能力。由此可見，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，對(duì)訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力、觀察檢測(cè)能力、數(shù)據(jù)處理能力、獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維具有極為重要的意義。

3學(xué)分制下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新思路

3.1合理制定分級(jí)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃

以培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力為前提，根據(jù)實(shí)驗(yàn)單元內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)類別，實(shí)驗(yàn)類型，實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)人數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。并合理制定分級(jí)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，主要包含基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)，綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)計(jì)劃。

（1）基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在鞏固學(xué)生的基本知識(shí)，技能和方法，通過一系列的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，一是深化學(xué)生的理論知識(shí)；二是學(xué)會(huì)把基礎(chǔ)理論融會(huì)貫通應(yīng)用到平臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用；三是在扎實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提升專業(yè)基礎(chǔ)，為專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及綜合實(shí)驗(yàn)積累知識(shí)以及方法技能。創(chuàng)新基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如教師應(yīng)適當(dāng)?shù)匕鸦緦?shí)驗(yàn)知識(shí)（C語言程序設(shè)計(jì)的知識(shí)）遷移到學(xué)習(xí)VC++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生在已有知識(shí)上較易地過渡到新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)新舊基礎(chǔ)知識(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融會(huì)貫通。例如：在C語言程序設(shè)計(jì)中定義變量，初始化變量的方法與在VC++中的理論基礎(chǔ)一致，都是接受程序運(yùn)行中變化的量，但是其設(shè)置方法和思路不一樣，在VC++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，一般都是為對(duì)象（如編輯框控件）關(guān)聯(lián)變量，一旦關(guān)聯(lián)變量，系統(tǒng)就會(huì)主動(dòng)地根據(jù)變量的類型初始化值（如整形變量初始化為0，字符串變量初始化為空串）。

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生慣性理論接受性思維的形成，教師應(yīng)適當(dāng)講解實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，針對(duì)難點(diǎn)難題，應(yīng)提供反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)演練，尤其是容易出錯(cuò)的地方，應(yīng)多次強(qiáng)調(diào)引起學(xué)生的注意。盡可能化繁為簡(jiǎn)，使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)的基本方法，實(shí)驗(yàn)規(guī)則，針對(duì)不同編程語言的學(xué)習(xí)正確地選擇并使用開發(fā)環(huán)境，如（vb.net，VC++，C#，J#等程序的開發(fā)應(yīng)選擇微軟提供的Visual Stdio2010/2012/2015以上的開發(fā)平臺(tái)）。完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生應(yīng)能寫出較為完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告除了反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果之外，還要有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思考以及實(shí)驗(yàn)領(lǐng)悟，不斷提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皩?shí)驗(yàn)思維。

（2）綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的突出特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)，覆蓋面廣，具有代表性。學(xué)生在已經(jīng)掌握了一定的實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本方法后，就能在教師的引導(dǎo)下，自主確定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，鍛煉自己的技能。

此階段，需要注意轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論過于繁、透、細(xì)的做法，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，鼓勵(lì)學(xué)生多思考，多調(diào)試，多遷移。把基礎(chǔ)驗(yàn)證中掌握的實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合編程思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

（3）研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分，通過開展實(shí)施，帶動(dòng)廣大的學(xué)生在專業(yè)實(shí)踐上得到科學(xué)研究與發(fā)明創(chuàng)造的訓(xùn)練，轉(zhuǎn)變目前高等教育培養(yǎng)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，動(dòng)手能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀，改變灌輸式的教學(xué)方法，推廣研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)方式，形成創(chuàng)新教育的氛圍，建設(shè)創(chuàng)新文化，提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

研究性實(shí)驗(yàn)一般結(jié)合課程設(shè)計(jì)或者學(xué)生的畢業(yè)論文進(jìn)行，可選范圍是教學(xué)方面的有關(guān)理論探討，或者科研方面的某一專題研究，也可以是游戲開發(fā)程序。研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力，在前期基礎(chǔ)累積的基礎(chǔ)上，由學(xué)生一人或者小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行確定實(shí)驗(yàn)方法，完成一項(xiàng)開發(fā)。

3.2運(yùn)用混合式課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

針對(duì)不同專業(yè)，不同年級(jí)組成的教學(xué)班，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式顯然不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，采用“多媒體課件+編輯器+語言環(huán)境+屏幕錄像軟件”相結(jié)合的混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能較好解決這一矛盾。該模式的基本構(gòu)成是：教師授課以多媒體課件為主線，運(yùn)用文本編輯器實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)，運(yùn)用語言環(huán)境編輯/編譯/調(diào)試并運(yùn)行程序，運(yùn)用錄屏軟件把課堂上演示的實(shí)驗(yàn)過程錄制下來，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供輔助學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)容的重復(fù)再現(xiàn)學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)以及知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。

多媒體課件主要用來反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容，課件力求簡(jiǎn)明扼要，突出概念/語法/算法表示，程序設(shè)計(jì)思想，包含實(shí)例以及注釋。

3.3創(chuàng)新程序設(shè)計(jì)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和服務(wù)器技術(shù)打造一個(gè)開放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了較好的技術(shù)支持。使得師生可以無時(shí)空限制，通過教室、實(shí)驗(yàn)室、宿舍或其他地方的互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)都能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

目前市面推出的OpenLab實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，是一款用于程序設(shè)計(jì)教學(xué)、日常練習(xí)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、單元測(cè)試、期中期末考試的綜合性的教學(xué)管理和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。平臺(tái)目前支持C語言、C++，Java，C#和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5門課程。平臺(tái)分成管理員、教師、學(xué)生3個(gè)端口登陸。管理員進(jìn)行平臺(tái)數(shù)據(jù)定義和維護(hù)；教師通過平臺(tái)開設(shè)課程，安排學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)，通過統(tǒng)計(jì)功能全方位監(jiān)控和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程；學(xué)生通過平臺(tái)參與學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和考試。該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的推出大力支持基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)理論與專業(yè)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的編程開發(fā)能力。

3.4完善學(xué)分制下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考評(píng)方法

（1）完善開放平臺(tái)的評(píng)分機(jī)制。教師端可以設(shè)置學(xué)分制下多種實(shí)驗(yàn)評(píng)分績(jī)點(diǎn)，包括：設(shè)置不同難度題目的得分；設(shè)置日常練習(xí)、單元實(shí)驗(yàn)、期中考試、期末考試的權(quán)重；學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，能及時(shí)得到反饋，了解實(shí)驗(yàn)做得正確與否。平臺(tái)根據(jù)測(cè)試結(jié)果和評(píng)分機(jī)制，自動(dòng)給學(xué)生打分。通過自動(dòng)評(píng)分機(jī)制，在不增加教師工作負(fù)擔(dān)的情況，有效地加強(qiáng)了教學(xué)管理。

（2）優(yōu)化在線考試平臺(tái)。在線考評(píng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)使得教師能從班級(jí)（整體）、學(xué)生（個(gè)體）、實(shí)驗(yàn)3個(gè)角度全方位了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和掌握程度。

平臺(tái)不僅僅只是完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，還能將整個(gè)教學(xué)過程融為一體，將開課、選課、日常練習(xí)、單元測(cè)試、期中期末考試、補(bǔ)考、重新多個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一到該平臺(tái)上，并根據(jù)學(xué)生的成績(jī)累加學(xué)分。老師還可以通過平臺(tái)自動(dòng)生成試卷并安排考試，不及格的學(xué)生可以方便安排進(jìn)行補(bǔ)考等等。