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關(guān)于程序設(shè)計在工科院校中教學(xué)改革的探討
關(guān)于程序設(shè)計在工科院校中教學(xué)改革的探討
趙永華，張玉春，侯彥利
（吉林大學(xué)公共計算機教學(xué)與研究中心，吉林長春130012）
摘要：針對程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的問題，根據(jù)工科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的教學(xué)特點，結(jié)合本校工科學(xué)生的專業(yè)特點以及各專業(yè)對程序設(shè)計的不同要求，本文在教學(xué)內(nèi)容的整合、改進教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用和考核等方面進行了探討。
關(guān)鍵詞：程序設(shè)計；教學(xué)改革；專業(yè)特點
作者簡介：趙永華（1979-），女，博士，就職于吉林大學(xué)公共計算機教學(xué)與研究中心，職稱為講師，研究方向：圖像處理、視頻檢測、主動安全；張玉春（1964-），女，碩士，就職于吉林大學(xué)公共計算機教學(xué)與研究中心，教授，研究方向：計算機應(yīng)用；侯彥利（1966-），女，學(xué)士，就職于吉林大學(xué)公共計算機教學(xué)與研究中心，教授，研究方向：計算機應(yīng)用。
隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，全國各個高等院校都根據(jù)自己學(xué)校的特點研究制定了自己學(xué)校的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和計劃。工科院校對學(xué)生的培養(yǎng)重點是利用所學(xué)知識解決實際問題，屬于培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才將主要為社會承擔(dān)把專業(yè)理論和技術(shù)轉(zhuǎn)化為分析和解決生產(chǎn)問題的任務(wù)，其特點是：學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合、學(xué)創(chuàng)結(jié)合。人才培養(yǎng)是各個高等院校的主要任務(wù)，但是如何培養(yǎng)滿足社會需求的應(yīng)用型技能人才還處于探討研究階段，因此以應(yīng)用型技能培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)的普通高等學(xué)校，都必須積極進行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)研究與改革。
本人所在院校的學(xué)生專業(yè)主要是汽車、機械、材料、交通等。隨著信息智能化的發(fā)展，所有工科專業(yè)的學(xué)生就應(yīng)該能夠了解和掌握一些主要智能部件的控制，即如何對智能部件進行設(shè)計、編程控制等，這就要求學(xué)生對程序設(shè)計具有一定的應(yīng)用能力和實踐能力，而不是僅僅了解程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識和一些簡單的程序編寫。同時，程序設(shè)計課程的開設(shè)是為了培養(yǎng)學(xué)生利用計算機處理問題的一種思維方式。因此，我們應(yīng)該改變“輕基礎(chǔ)、重專業(yè)、輕實驗、重課堂”的思想，重視培養(yǎng)學(xué)生上機動手的編程能力，用所學(xué)的基礎(chǔ)知識去解決實際生活的問題。在交通專業(yè)方面，以交通工程控制方向為例，其學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計主要為了對控制信號進行配時，除了具備該交通專業(yè)知識，還要具有編寫程序?qū)π盘栠M行控制的能力。如編寫一段對紅綠燈進行控制的程序，雖然只是一個很簡單的循環(huán)控制程序段，但是卻把所學(xué)知識運用到實際生活中。
不但要考慮程序的編寫，還要考慮程序的實用性，如紅燈、綠燈亮的時間比配等。再如，在工科學(xué)生中，最多處理的是對一些簡單芯片的控制，如何編寫程序去控制這些芯片，使其達(dá)到預(yù)期的功能和效果，這要求學(xué)生不僅要有編寫程序控制芯片的基礎(chǔ)知識，還要求學(xué)生能夠按照實際要求完成芯片具備的功能，故我們在實際教課過程中，要把實際生活中要解決的問題提取出來，利用課堂所學(xué)知識去解決它們、實現(xiàn)它們。
目前，在本人所在院校的工科學(xué)生必修的程序設(shè)計課程，主要有C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)、微機原理與接口技術(shù)。進度安排是大二上學(xué)期開設(shè)C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)，大二下學(xué)期開設(shè)微機原理與接口技術(shù)。其中，C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)主要是在VC環(huán)境下的高級語言程序設(shè)計，而微機原理與接口技術(shù)課程中的軟件編程部分主要是一種低級語言程序設(shè)計———匯編語言程序設(shè)計。雖然匯編語言程序設(shè)計是一種常見的對芯片進行編程控制的語言，但是，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)芯片均可以利用C語言進行編程控制。所以，本教研室利用單位所購買硬件實驗平臺，引導(dǎo)學(xué)生先使用匯編語言編寫程序?qū)π酒M行控制，了解匯編語言的編程特點，再與C語言程序設(shè)計作比較，認(rèn)清高級語言與低級語言程序編寫的各自特點，再試著改用C語言編程進行控制。同時，開放創(chuàng)新實驗欄目，引導(dǎo)學(xué)生進行嵌入式C程序設(shè)計、綜合實訓(xùn)等。因而，本文提出一種采用先進的教學(xué)手段、教學(xué)方法以及教學(xué)理念，對學(xué)生進行系統(tǒng)地訓(xùn)練，進而提高教學(xué)效果、實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
在教學(xué)方法方面，本文提出一種“課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實踐教學(xué)”相結(jié)合的立體化教學(xué)模式，課堂教學(xué)采用多元化的教學(xué)方法和教學(xué)手段，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供豐富的教學(xué)資源，實踐教學(xué)以開發(fā)學(xué)生的能力為主。
理論課堂教學(xué)形式采用“以多媒體教學(xué)為主，板書為輔，現(xiàn)場編演示”的方式，使課堂教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合；課堂教學(xué)方法采用“項目驅(qū)動教學(xué)法”，在教學(xué)過程中以一個項目為主線展開，把相關(guān)的知識點融入到項目的各個環(huán)節(jié)之中，層層推進項目。實驗教學(xué)采用“問題探究教學(xué)法”。在實驗教學(xué)中，以開發(fā)學(xué)生的能力為主，教師根據(jù)教學(xué)要求和教學(xué)的重點、難點，設(shè)計問題來組織教學(xué)，學(xué)生通過分析問題，建立數(shù)學(xué)模型、確定算法、編寫程序、調(diào)試程序。實踐教學(xué)重視編程培養(yǎng)，強化并提高學(xué)生的動手實踐技能，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計的基本思想和實踐編程解決實際問題的基本能力。結(jié)合學(xué)生的專業(yè)進行教學(xué)，提高學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的計算機應(yīng)用、開發(fā)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在未來的工作中能利用計算機解決本專業(yè)領(lǐng)域的難題。
在教學(xué)手段方面，采用先進的現(xiàn)代化設(shè)備，“以多媒體教學(xué)為主，板書為輔，現(xiàn)場編演示”的方式，使課堂教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合；課堂教學(xué)方法采用“項目驅(qū)動教學(xué)法”，在教學(xué)過程中以一個項目為主線展開，把相關(guān)的知識點融入到項目的各個環(huán)節(jié)之中，層層推進項目。實驗教學(xué)采用“問題探究教學(xué)法”。在實驗教學(xué)中，以開發(fā)學(xué)生的能力為主，教師根據(jù)教學(xué)要求和教學(xué)的重點、難點，設(shè)計問題來組織教學(xué)，學(xué)生通過分析問題，建立數(shù)學(xué)模型、確定算法、編寫程序、調(diào)試程序。
在教學(xué)內(nèi)容方面，除了講授程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，即程序設(shè)計的基本語法、基本思想、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的一般方法，使學(xué)生能夠了解程序設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)以及語法要求。還要結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，提高學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的計算機應(yīng)用、開發(fā)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在未來的工作中能利用計算機解決本專業(yè)領(lǐng)域的難題。實驗階段就是對課堂所學(xué)知識的實現(xiàn)和應(yīng)用，通過上機編程、調(diào)試過程，檢查自己對知識掌握和理解的情況。同時，通過調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，讓學(xué)生掌握一些常見錯誤的處理方法和解決技巧。在程序的編寫和調(diào)試階段，雖然教師能夠幫助學(xué)生解決一些常見的錯誤，但是，學(xué)生在課下做作業(yè)或練習(xí)時出現(xiàn)的問題，常常不能得到及時的解決。為此，本教研室所有教師，利用空閑時間，建立了“C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)”與“微機原理與接口技術(shù)”課程網(wǎng)站。在此網(wǎng)站上，開設(shè)了理論教學(xué)、實驗教學(xué)、學(xué)習(xí)資料、開放創(chuàng)新實驗以及互動等欄目。通過網(wǎng)絡(luò)資源平臺，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，師生之間、學(xué)生之間可以同步或異步、同地或異地進行交互，使其成為課堂教學(xué)的有益補充。建設(shè)和完善學(xué)生自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺，課程的各類教學(xué)資源均放置在網(wǎng)上，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺自主學(xué)習(xí)、自我測試、與教師進行交流、檢查學(xué)習(xí)效果等，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供更廣闊的空間。
在對學(xué)生進行考核的方面，本教研室采用“平時成績+機考成績”的方式進行。其中，平時成績占30%，包括“課堂出勤、習(xí)題作業(yè)、實驗”等幾部分。目前，大學(xué)生上課出勤率偏低在高校中是一種普遍現(xiàn)象。課堂出勤主要是督促學(xué)生認(rèn)真上課，能夠按時、準(zhǔn)時上課，同時，從一定程度上提高了學(xué)生上課的出勤率；習(xí)題作業(yè)主要是針對各章所講授知識點的回顧與理解，學(xué)生通過課下預(yù)留的習(xí)題作業(yè)，對知識起到復(fù)習(xí)和鞏固的效果；在平時成績中，實驗部分的分值比重最大，由于實驗設(shè)備的管理要求，學(xué)生必須在固定的時間、固定的計算機或硬件實驗平臺上去完成每一次實驗，實驗的完成采用網(wǎng)絡(luò)形式，即實驗內(nèi)容以及實驗過程均在計算機上，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行，學(xué)生完成后自己提交即可。機考成績占70%，主要是對課程基礎(chǔ)知識的掌握和理解。在機考過程中，每位學(xué)生的試卷內(nèi)容各不相同，是學(xué)生在計算機上登陸考試系統(tǒng)后抽題組卷形成，考試結(jié)束后，機器自動判卷。最后總成績?yōu)闄C考成績（百分制）乘以70%加上平時成績（百分制）乘以30%。
綜上所述，本文針對程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的問題，根據(jù)工科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的教學(xué)特點，結(jié)合本校工科學(xué)生的專業(yè)特點以及各專業(yè)對程序設(shè)計的不同要求，在教學(xué)內(nèi)容的整合、改進教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用和考核等方面進行了探討。從本教研室采用這種教學(xué)改革方法的效果來看，本文提出的教學(xué)方法、現(xiàn)代化教學(xué)手段以及考核方式是可行、有效的。
參考文獻：
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