時間:2023-03-29 09:26:44
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1.1教學設計概述
所謂教學設計,就是為了達到一定的教學目的,對教什么(課程、教學內容等)和怎么教(組織、方法、媒體的使用等)進行設計。教學設計不等同于傳統的備課寫教案。教學設計有利于教學工作的科學化,使教學活動納入科學的軌道。教學設計的意義就在于追求教學效果的最優化,不僅關心教師如何教,更關心學生如何學,注重將人類對教與學的研究結果和理論綜合應用于教學實踐。教學設計主要包括確定教學目標、組織教學內容、分析教學對象、選擇教學形式和方法及教學媒體、設計教學過程、教學質量評價設計等基本環節,其中,設計教學過程是課程教學設計的核心。
1.2該課程教學設計的內容
西安理工大學C語言程序設計課程組于2003年出版了《C語言程序設計教程》及配套的《C語言程序設計教程上機實驗與學習指導》特色教材。自2011年開始,非計算機專業選用的教材與計算機專業不同。目前非計算機專業選用《C語言程序設計》(第1版,張毅坤教授,高等教育出版社,2011)作為該課程的教材。非計算機專業C語言程序設計的教學設計是一項復雜的系統工程,主要包括課程教學設計、章節教學設計、課堂教學設計和實驗教學設計,以西安理工大學C語言程序設計課程教學大綱為指導,以《C語言程序設計》(第1版)及其配套教材為基礎,確定課程教學設計的內容:①將該課程的教學目標確定為“掌握C語言的基本語法和語義,理解結構化程序設計的思想和方法,提高學生的編程能力和調試程序的能力”。②組織教學內容的關鍵是進行教材的組織呈現,理論教學內容包括《C語言程序設計》(第1版)的第一章至第八章,實驗教學體現于該教材的第九章及配套教材。③學生作為教學對象始終是教學過程中的重要角色,工科非計算機專業的種類多,分析教學對象就是掌握學生特點與了解專業背景并重。④重點突出課堂教學設計,傳統教學與案例教學有機結合,“講解+多媒體演示+課堂板書”缺一不可。⑤設計教學過程與“組織教學內容”聯系最為緊密,主要包括課堂教學設計和實驗教學設計,教學過程設計遵循的總原則是:激發學生興趣,注重能力培養,合理安排教學順序,講清重點與化解難點緊密結合,課堂提高與課后鞏固拓展有機統一,并預測教學實踐中可能出現的意外情況。⑥將學生評價、同行評價、教學督導組專家評價、主管教學的領導評價和教師自我評價這幾種評價的結果綜合起來,比較客觀的評價教學效果與教學質量。
2教學設計的實踐及效果
我們連續多年承擔非計算機專業C語言程序設計課程,先后承擔過西安理工大學電氣工程及其自動化(電力)、水文與水資源工程、印刷工程、包裝工程和材料科學與工程等專業的C語言程序設計的理論教學和實驗教學任務。始終將上述教學設計的內容貫穿于課堂教學和實驗教學之中。C語言程序設計本身是一門實踐性很強的課程,加之各個理工科專業的特色鮮明,所以結合學生所學專業特點與需求,同一門課程,針對不同專業的學生,適當調整教學設計內容,并在教學實踐中檢驗教學效果。2012年以來,學生對筆者的教學評分一直在95分以上,也給予了肯定性的評價,例如“采用啟發式教學,闡述問題深入淺出,重點突出,能理論聯系實際或聯系學科發展的新成果”;“對于您的授課方式我們很滿意,感謝您對這門課程的熱忱,我們會努力學下去”;等等。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0183-02
目前,高職教學中的考試還是延續了采用試卷化來考察學生的成績,將成績的好壞作為衡量學生學習結果的標準。為了更好的進行教學評價方式的改革,適應在新時期教育發展趨勢對考試評價提出的要求,就需要引入一些科學化,系統化的評價方式來進行有關課程的評定。S-P表是一種采用形成性評價理念為基礎,使用圖形化的數據表現形式和強大的數據處理能力的評價法,被廣泛地應用在各種類型的測驗評價中。本文主要以《C語言程序設計》課程為研究對象,運用S-P表分析法的相關參數計算結果的同時結合理論研究方法,將試卷的測驗作為切入點,對《C語言程序設計課程》相應教學內容的教學情況進行分析研究。
1 《C語言程序設計課程》中存在的問題
近年來,高職院校對于C語言程序設計的課程實踐教學非常重視,加大了對基礎學科的投入,從教材的編寫,師資的培養到參加各種類型的競賽相比有很大的改善,但仍然存在很多的不足,主要表現在以下幾個方面
(1)課程學習目標不明確。
在高職的《C語言程序設計課程》教學過程中,發現學生對于課程的認識非常淺,僅僅認為該課程是其他程序設計類課程的基礎,具體會對高職的計算機專業的學習有多大的幫助完全不理解,因此導致學生在學習的過程中不夠重視。
(2)理論教學過程忽略培養學生的綜合能力
在傳統的理論教學過程中,都是采用章節式的教學形式,引導學生從循序漸進按照章節來進行學習,在每一章學習的過程中,采用判斷題,程序填空題,編程題的方式來進行對理論過程的消化,因此這種效果看上去可以起到對知識點有益的補充,但是缺乏從整體結構上進行把握,忽視了對綜合應用能力的考察。
(3)實踐教學開展的效果不佳。
目前,高職院校的程序設計主要是教學理論的講解和上機的實踐過程,實踐環節的地位始終都是擺在理論教學環節之后,主要是用來對理論教學加強實踐過程中的一種表現,因此課程的安排初期,無論是從實踐學時的分配、以及實踐課程的開展次序來看都明顯的弱于理論教學。因此在教學過程中學生對實踐過程的教學不夠充分重視,造成了在考核過程中有些學生的理論很強,但實踐上機調試偏弱,在一定程度上嚴重違背了程序設計課程的學習宗旨。
(4)課程評價機制落后,嚴重束縛學生的創新能力。
課程評價一般分為理論評價和實踐評價兩種方式,理論評價多以選擇題,判斷題,程序填空題等方式出現,考察學生對于程序的理論知識點的掌握情況,這種方式無法從根本上考察C程序設計的運用,在上機過程中的考核方式由于學生的人數和時間的關系,無法做到對每一個學生進行考察,即使在考查過程中,也往往是依靠程序的正確結果來進行給分,而對于一些錯誤答案的程序往往不夠重視,在這其中可能會導致有些錯誤的程序往往包含了一些學生的新的思想和想法,這樣會嚴重打擊學生的積極性,使得學生放棄自己的想法復制一份結果正確的標準格式代碼進行提交,不利于提高對學生創新能力的培養,降低了他們對于學習的熱情。
2運用S-P方法分析《C語言程序設計》課程
2.1 S-P分析法簡述
S-P 分析法是一種非常好的試卷評價方法,它主要考察學生的學習情況、輔導內容和考試方式為主旨,將考察學生的方式采用圖形化的方式進行表達,是一種理論結合實踐的驗認知診斷評量技術。
2.2課程數據導入
本文將各試卷的知識點對應的成績作為研究的對象,對原始的成績進行合并轉換,畫出相應的 S 曲線和 P 曲線,并采用 S-P 方法進行評價分析。本步驟中所做的工作主要分為兩個階段:
(1)學生成績的準備。首先,對三份試卷的原始成績進行收集和整理,將收集好的試卷中的原始題目和成績進行合并,得到全新的考試成績表。表中的每個成績數值對應題目的知識點都不盡相同,為后續的轉換組好準備。
(2)將新的學生成績考試表轉換成學生原始得分布爾矩陣。為了更好的進行研究,本文采用的問題平均的得分值作為賦值的標準,所以試卷中題目都需要進行布爾轉換,在新學生成績考核表中分數的轉換均需嚴格按照賦值標準進行判斷和轉換。
2.3 S-P分析課程課程因素
(1)試卷信任度
本文選取了近三年的三次《C語言程序設計》的期末測試,本次測驗根據經典測量理論,即采用分半法來計算相關系數的方法來計算信任度系數值。
計算過程如下:
步驟1:計算出整個測驗中每個學生在試卷中的奇數題目的總得分()和偶數題目的總得分()。
步驟2:用下列公式求出奇數題和偶數題這兩組分數的相關系數:
步驟3:用如下斯皮而曼-布朗公式進行校正:
依據經典測試理論,本文對三份《C 語言程序設計》課程試卷計算各自的信任度系數值,來進行客觀的分析這些試卷的測試結果是否具備真實性。計算的過程是首先對所有參加測試學生的試卷按照題目的奇偶編號進行統計,累計統計每份考卷中的奇數題目的得分,以及偶數題目的得分 ,將這些值導入到 Excel 的環境中對所有的奇數題目總分和及偶數題目總分和以及的值、的值和的值,并分別求得這些值各自的總和,最后將這些結果都代入公式(1) 和公式(2)中即可求得最后的信度系數值。
(2)試卷效度
根據經典測試理論有關效度的分析方法。本研究結合近三年來的三次《C語言程序設計》課程考試答題情況和標準答案的分析得到了三次考試本身的效度情況,其次,對三份試卷的所考察的知識點進行計算和統計,并根據考試教學大綱中的要求進行對比,發現試卷考察的知識基本覆蓋所規定的教學知識點。
(3)差異系數
將三份試卷的數據導入S-P表中,按照差異系數公式(3)來計算差異值。
式中:表示差異量,表示正確回答率。
一般來說,考試類型的不同導致的差異系數的值也會不同,一般對應檢測學生成果的考試取值在0.5左右,而本次使用的試卷符合這個測試類型。 三次試卷的測試差異系數值為表1所示:
3使用S-P分析《C語言程序設計課程》反饋
(1)學生學習狀況方面
統計計算三個班級中參加期末考試的學生的原始分、平均分、差異量三個考試班級中學生的得分率和學生成績差異情況,對三個班級的學生學習狀況按照這些指標進行分類。這種分類是動態的,由多種統計數據劃分,將學生的個體與全班的表現對比,可以多角度的了解學生狀態,以便他們在考試中發揮出現異常都能幫助授課教師繼續分析和追蹤。
(2)試卷整體質量方面
本課題中使用的《C語言程序設計》的試卷質量不盡相同,每份試卷的信度和效度都不同,特別是在效度方面,三份試卷的效度都比較高,其次,三份試卷的難度情況和分值情況不同,特別是在2013年的試卷中,P曲線存在明顯的斷層,這說明該年的試卷在出題方面存在一定的問題。
(3)教學環節和因素分析方面
通過S-P分析得到,任課教師僅僅關注教學知識點是不夠的,分析中發現學生和教師對于存在的知識點的學習感受和教學效果是反應到一些具體的教學環節和因素上的,例如學生對于課程的學習興趣,分析程序的思維能力,教學過程中的多媒體的手段以及課程內容的安排等等,這就要求教師在課程的日常教學實踐中能夠從教學環節和飲食上進行分析和改進,提示教學知識點的教學效果,這樣不僅可以幫助教室解決教學過程中的問題,還可以根據學生的具體情況設計更適合學生的教學方法。
(4)學生能力方面的挖掘分析
使用S-P分析方法對課程的諸多因素進行了分析,課程的評價也是學生的學習能力和學習興趣的反應,因此使得授課教師加強學生對《C語言程序設計》中語法細節掌握情況的反饋,以及學生具備的基礎能力情況,進一步挖掘和培養學生的學習能力。
4貢獻及總結
本文以 2012,2013和2014三個年度的《C 語言程序設計》課程作為研究對象,通過使用S-P參數公式得到相關的反饋信息,針對參與考試的學生的學習情況、試卷質量和相應的教學知識點的相關情況進行了分析和研究,得到了如下的內容:
(1)對《C 語言程序設計》課程大綱下的三個年度的學生考試成績進行匯總,并對學生的考試情況、試卷質量和教學知識點覆蓋等情況進行了統計分析;
(2)通過S-P分析法得到試卷中的部分的異常試題和需要重視的知識點多注意的教學知識點,分析和總結出這些引起共性的知識點的教學效果教學環節和因素,并反饋給了任課教師,以便能夠更好的提醒和幫助老師進行課程上的改革,以便取得更好的教學效果;
(3)將S-P分析過的部分班級的學生學習《C 語言程序設計》課程中的狀況及時反饋給教師,并能夠在今后的教學過程中能夠注意學生的學習狀況并加以指導;
(4)不斷完善S-P表的評價分析理論,并需要結合教育學中經典教育測量理論中的有關信度、效度值的指標計算分析內容,可以彌補自身的不足,并能夠與課程的其他方法進行補充,不斷完善提高。
5綜述所述
需要不斷在《C語言程序設計》課程中進行改革,本文的S-P評價方法還存在一定的不足,需要在今后的教學過程中不斷改進S-P評價方法,使之能夠為計算機課程的改革教學提供有利的支持。
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本課程屬于我校計算機類本科生的第一門專業基礎實踐課,課程內容包括C++語言程序設計的理論和實踐兩個部分。基礎理論部分內容包括C語言程序設計的基本概念、C++面向對象程序設計、類、對象、繼承、派生、多態、模板等概念。實踐部分則包括C++語言程序設計的基本訓練、類和模板的設計編程、幾個算法的實現、簡單應用等。
C++語言程序設計是計算機類本科生的一門程序設計語言基礎課程,雖然現在大多數程序員使用Java語言做項目開發,但作為程序設計的入門語言,考慮到在培養程序員思維方式的轉變過程中,既要兼顧理解計算機硬件和軟件的結合,又要程序員從傳統的數學邏輯思維方式繼承并成功轉型到計算機邏輯思維方式。目前也只有C或C++語言能夠較好的滿足這種需求。
本課程注重采用C++編程語言的最新國際標準[1],結合我們學校實驗室硬件的情況,盡可能采用國際上正在流行的比較新的編程軟件進行實踐教學。使得課程的講授內容始終跟蹤C++程序設計語言的前沿性和先進性。積極學習和引入國內外同行的先進教學方法和教學案例。簡單介紹C++語言程序設計的幾個流派、現實的應用情況及未來發展趨勢。
本課程強調學生在認真聽課、閱讀理解課本上的有關程序設計的概念、方法外,還要善于利用互聯網的資源,特別是學習C++語言程序設計的幾個官方網站、幾個行業大牛的網站上的知識。在理解理論的基礎上展開實驗驗證,不斷的修正自己的理解偏差,使自己學到的知識不斷完善,形成體系,為后續課程的學習打下一個堅實的基礎。在C++語言程序設計實踐教學過程中,強調合作能力的培養,團隊意識的形成。自2004年以來,本課程教學效果得到學生的一致肯定,鍛煉和培養了學生的實踐能力,比較好的完成了本門課程的教學任務。
2 實踐教學目標
本課程的實踐教學目標包括:學生通過本課程的學習、實踐,讓學生從中學生傳統的數學思維方式轉變為結合計算機軟硬件特點和計算機邏輯的計算機思維模式去分析問題、編寫程序、實現解決問題。通過C++語言程序設計課程的實踐訓練,了解什么是面向對象的設計思想,養成良好的程序設計風格。利用C++語言程序設計來解決一些實際問題;學會自頂向下,逐步細化,會把復雜問題拆解為幾個更為簡單的問題,利用面向對象技術進行設計和編程。培養團隊協作和開放意識,為計算機類專業后續課程的學習打下一個良好的基礎。
3 實踐教學方法、手段(舉例說明采用的各種教學方法及手段的使用目的、實施過程、實施效果)
①建立以轉變傳統數學邏輯思維方式為結合計算機軟硬件特點的計算機邏輯思維方式為主線的,分層級、漸變式的實驗教學體系。首先訓練學生學習計算機編程的三種基本邏輯,數組等數據的組織方式,學會排序等幾個簡單常用算法、解決一些簡單問題。然后學習把數據和定義在數據上的操作整合在一起引入類的概念、學會類的定義、理解繼承、派生、多態、學會模板的定義和使用、學習文件的使用方法。使學生養成良好的程序設計風格、形成計算機邏輯思維模式。
②采用靈活多變的教學方法,加快提高學生的編程能力。實踐教學過程中,針對一些具體的例題,先解決基本問題,然后分析對于一些語句進行適當修改和加入新的語句就可以解決類似的其他問題。設計、利用一些實驗數據發現所設計的程序的關鍵性問題,然后引導學生去解決此類問題。因為本門課程是學生接觸的第一門實踐性課程,教學過程中引出的問題有些是當前階段可以解決的,一些問題還要通過后續課程的學習提高能力后才能解決,不一定馬上就要把問題解決掉、重點是培養學生繼續學習的興趣。激發學生自主學習的積極性、主動性和能動性。
鼓勵學生自主組建C++語言程序設計興趣小組去找協作課題、完成課程設計作業。實驗課堂上也鼓勵學生多走動、多交流。建立網上資料、技術分享機制、鼓勵學生分享解決問題的方法,老師根據學生的分享情況,適當增加學生的平時成績。
③逐步建立學校和社會的協同培養模式。在教學過程中,課外時間如有可能,適當組織部分學生走出校門,利用校友資源,組織參觀企業、科研院所、地方政府等單位在計算機方面的應用情況。了解社會需求、拓展視野、激發學生學習本專業的積極性。形式多樣的人才培養協同創新模式。教學團隊通過學院與廣州易數信息科技有限公司、廣東省信息安全測評中心、廣州杰賽科技股份有限公司、廣州騰科網絡技術有限公司等企事業單位建立了長期戰略合作關系。這些都為創新型人才培養打下了堅實的基礎。
4 實踐教學考核方法
本課程的總評價分數包括平時考勤,平時作業,中段考試、期終前上機考試、課程設計與新技術資料翻譯,期末考核六部分。分別占10%、10%、15%、15%、10%、40%。其中,平時作業主要是針對課程中每章節后,為鞏固所學內容所布置的習題編程實現;課程設計則主要是訓練學生的協作能力和解決實際問題的分析、設計、編程能力、要求提交一份相對完整的設計文檔;英文資料翻譯采用自主選擇網絡上國外近半年來計算機類的英文資料、鼓勵組團分解翻譯大塊文件,要求每人翻譯至少2個A4版面。期末考試通過閉卷方式考核程序設計的能力,期終考試占總成績的40%。
5 實踐教材
本課程的實踐教材為本課程主持人及參與人員王玉山等所編著的《C++語言程序設計實踐》,該教材現在只有電子稿,還沒有正式出版。
6 實踐教學環境和教學資源
本課程的實踐教學環境為:①學習版的微軟公司的Visual Studio Visual C++的集成開發環境。②Bloodshed Dev-C++(C++開發工具)V5.11.0中文免費版。③奇趣科技開發的跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發框架Qt。
教學資源:
①課程概要:課程簡介、教學大綱、課程特色、教學效果。
②在線課堂:課程PPT。
③實驗指導:實驗指導書和實驗報告。
④部分大作業選題目錄。
⑤C++語言程序設計課程及研究常用、重要網址列表。
7 實踐教學效果
經過多年探索和實踐,教學團隊在人才培養模式、教學方法、實踐教學改革、試驗教材編寫等方面取得了一定的成績。團隊成員發表相關教改論文10余篇,獲得過2010年廣東省千百十校級人才項目,主持廣東外語外貿大學校教學研究課題“畢業設計管理系統”,2010年度、2012年度廣東外語外貿大學優秀科研業績獎二等獎,周詠梅和林華兩位老師獲得過年度優秀個人。教學團隊成員具有豐富的教學改革實踐經驗和理論基礎,保證了本門實踐課的教學質量。
通過大作業與新技術資料翻譯,提高了學生主動學習的積極性、培養了團結協作精神。提高了解決問題的能力。組織部分學生到相關企業參觀、堅定同學們學習本專業的積極性。
指導學生積極開展科研實踐和申報項目,獲得成績如下:
①在王玉山老師的指導下,軟件系2015級大學一年級新生林澤聰等獲得了廣東省團委的攀登計劃項目:個人健康檔案,獲得資助2萬元。
②在周詠梅和蔣盛益老師指導下,彭金原等同學獲得廣東外語外貿大學校級大學生創新創業項目:網絡輿情構建關鍵問題研究―以微博客為分析對象(2011年校級);黃確君等獲得:面向高校圖書館的推薦系統(2012年校級)。
國家級學科競賽獲獎情況:
Innc多媒體解析語言,2007年在天津舉辦的全國第10屆挑戰杯比賽3等獎,2004級軟件工程專業,文羲暢。指導老師王玉山。該項目同時獲得廣東省2007年第九屆挑戰杯1等獎。
省級學科競賽獲獎情況:
①四靈象棋――基于互聯網與移動設備聯合開發,廣東省第18屆“高校杯”軟件作品賽一等獎,2006級計算機專業:郭勇、劉榮科、何健,指導老師:林華、蔣盛益、吳彩虹、王玉山。
②基于Web3d的網上服裝商城 , 第十七屆廣東省“文泰高校杯”軟件設計(本科組)競賽1等獎, 2004級軟件工程專業學生,指導老師,王玉山。
泛珠三角安利杯大學生計算機作品賽:
2006級計算機專業,陳俊平,余雯. 基于C++語言程序設計的垃圾郵件識別系統, 泛珠三角大學生計算機作品賽廣東賽區, 二等獎,2009。
2006級計算機專業學生,“任意達”――私人定制高校客車聯盟系統,大學生計算機作品賽暨泛珠三角大學生計算機作品賽廣東賽區選拔賽三等獎 , 指導教師林華。
8 實踐課程特色及價值
《C++語言程序設計》作為大學計算機類1年級新生的第1門實踐課程, 肩負著既要把學生從傳統的數學思維方式向結合計算機軟硬件特點的計算機思維方式轉變,又要轉變學生的應試教育模式學習方式向探索式、實證式、協同式、全球互聯網求助式、開放式教育學習方式轉變。還要求學會面向對象的程序設計思想方法,為后續課程的學習打下一個良好的基礎。課程內容本身要求理論聯系實際、在理解理論的基礎上進行實踐驗證并不斷修正、完善自己理論體系。學習本課程后,要求能夠進行面向對象的類的設計,能夠解決一些實際問題。本課程的特色和價值主要表現在:
2005/11 重慶郵電大學經管學院“創業計劃”大賽 一等獎
2005/06 重慶郵電大學校數學建模競賽 三等獎
2004/03 重慶郵電大學優秀學生獎學金一等獎 三次
2006/03 重慶郵電大學優秀學生獎學金二等獎 一次
2006/09 重慶郵電大學優秀學生獎學金三等獎 兩次
2005/09 重慶郵電大學優秀學生干部
2005/09 重慶郵電大學科技創新百佳先進個人
2004/09 重慶郵電大學三好學生
2004/03 重慶郵電大學經管學院學生會科技協會優秀干事 兩獲此稱號 所獲證書 2006年03月全國大學英語口語考試證書C+等級
2005年04月全國計算機等級考試三級信息管理技術證書
2005年03月大學英語CET四級證書 實踐經驗 1. 停車場演示系統:專業個人上機實習,C語言模擬.主要練習對于數據結構基礎知識的掌握以及高級語言程序設計的方法技巧.
2. DVD在線租賃系統:數學建模競賽論文,團隊合作完成,主要研究和解決DVD在線租賃網站的需求預測,購買和分配中一些重要問題,應用到0-1背包算法,禁忌算法等知識.同時用C++實現部分功能.
3. 基于Web的個性化信息服務系統:系本專業信息組織與存儲課程設計,本人在其中當作組長,用ASP語言及其Acess實驗部分以下功能:除了基本網站基本檢索功能以外,根據用戶信息,檢索歷史提供個性化信息推送服務研究.
4/2006年于中國網絡通信集團公司重慶分公司運行維護部實現暑假企業跟班實習一周,了解其通信運營工作流程,網絡維護的基本技能與經驗.
關鍵詞:花鍵拉刀;C語言程序設計;CAD;加工工藝規程。
Spline Broach CAD and Manufacturing
二、我校的計算機基礎教育新舊課程結構的比較
根據高等教育的發展,對我校非計算機專業的計算機基礎教學提出了新的要求,相應的課程體系改革為:計算機基礎分為大學計算機基礎、計算機技術基礎和計算機應用基礎三個層次,為必修課或選修課。其中:理工類建議選擇C語言程序設計、java語言程序設計等,文科類選擇VB程序設計、web程序設計等;第四、五學期各專業可根據專業培養需要選擇。同時為了使同學們能更好的掌握知識,將《C語言程序設計》《java語言程序設計》《VB程序設計》《web程序設計》《動漫設計》課程分為兩個學期完成,稱為《C語言程序設計(1)》《C語言程序設計(2)》,其他課程以此類推。
三、教改具體措施以及效果
(一)全程機房教學,增強動手能力
教學方法是為實現教學目標、完成教學任務所采取的措施。傳統的三中心(教師、教材、課堂)教學方法既不適應社會發展的需求,也不符合計算機教育的特色,必須改革。我校的《大學計算機基礎》由原來的課堂教學,改為全程機房教學,使同學們在邊聽教師講解的同時,可以直接上機進行操作,在學習理論知識的同時,可以立刻得到對計算機操作的感性認識。通過三個學期的教改實踐,完善了全程機房教學模式,對同學們使用計算機的動手能力有很大的提高。
(二)配套教學軟件,提高學習能力
本課程組為《大學計算機基礎》課程開發了一個《大學計算機基礎輔導練習系統》,該系統分為抽題模塊、答題模塊、判卷模塊,本系統為C/S結構,當管理員在服務器端設置好本次模擬練習的題型比例后,系統自動生成一套模擬試卷;所有的同學們可以在客戶端進行答題,當答卷完畢時,由服務器端自動進行判卷并將本次練習的結果反饋給同學們;該系統可以提供給學習本課程的同學們經過教師的指導后,在課堂內外自行進行練習。以便同學們完成練習后,自己可以評判自身的學習程度,并在下一階段的課內外學習中調整自己的學習狀態。本系統已經提供給2005級大一學生進行了初步使用,體現了較好的作用。
(三)開發網絡平臺,整合教學資源
本課程組在調研了周邊各高校的計算機基礎教育的情況,開發了一個本校的《計算機基礎教育中心教學平臺》,在本教學平臺上,提供了基礎部課程的相關介紹,教學信息的,教學資料的下載等等功能,可以提供給任課教師所任課程重點難點詳細介紹。對課堂教學起到了很好的補充作用,方便了同學們在課余時間繼續學習計算機基礎課程。在本課題的后續時間里,擬設計開發計算機基礎教學課程的基于校園網教輔系統,使得同學們可以開展課余時間自由學習。該平臺具有以下優點:①發揮以計算機為基礎的現代多種媒體的作用,使教學信息組織超文本化。多媒體的超文本特性可實現教學信息最有效的組織與管理。②在培養高級認知能力的場合中,因特網和校園網是協作學習的主要形式,實現了協作式教學。③教學過程的生動性是多媒體計算機的強大魅力之所在。在教學中可以同樣重視教與學這兩個部分。強調學生的參與意識,教與學成為兩個相輔相成的部分。調動學生學習的主動性,培養學生的“發現式”學習能力,使學生不僅學會,而且會學。④在短時間里要獲得大量的信息與知識,這在傳統的教學模式中是可望不可及的,而以多媒體網絡作為傳播信息的渠道,使教師與學生、學生與學生之間,可以同時傳播大量的信息,大大提高教學效率。
(四)編制多媒體課件,增加課堂吸引力
根據我校計算機基礎教學的實際情況,我們重新編制了《大學計算機基礎》《計算機程序設計A》《計算機程序設計B》的電子課件,使之更符合我校的實際教學情況,更符合浙江省計算機等級考試的要求。其中《計算機程序設計A》課件獲得中國計量學院首屆多媒體課件競賽二等獎。改編后的課件具有以下優點:界面清晰、美觀,結構清晰,例題豐富、并附有書本外的課后習題。
(五)出版教輔材料,同步教學改革
根據高等教育中對計算機基礎教學提出的新要求,和結合浙江省計算機等級考試的要求,本課題組編制了《C語言程序設計實驗與習題指導》面向21世紀高等院校計算機系列規劃教材,該教材由“科學出版社”出版,并于2005~2006學年第二學期開始投入我校、浙江工業大學等高校使用;根據我校學生應考浙江省計算機等級考試的需要,本課題組編制了《C語言輔導與講義》、《VB程序設計輔導與講義》,并與2005~2006學年第一學期開始投入使用,學生們反映良好。
(六)開發考試系統,改革測試手段
計算機基礎課程是一門應用技術學科,主要憑試卷來檢測大學生的學習效果,并不能完全反映出學生的實際能力。而且試題類型目前多是測試學生對所學知識是否了解,不是考核學生解決問題的能力,并沒有掙脫應試教育的樊籠,嚴重影響了創新型人才的培養?,F在這種考試方法,使得學生為了考試而學習,不能提高學生學習的積極性,不能發揮學生的創造力,這種考試方法與素質教育大相徑庭。本課題組開發了《大學計算機基礎上機考試系統》,本系統具有抽題功能、答題功能、判卷功能、存儲功能、輸出功能,對其中的實踐部分從以前的“紙上談兵”改為“上機實戰”。其中的判卷功能、存儲功能、輸出功能也使得該課程實現無紙化考試,該考試系統于2004~2005學年第二學期開始投入使用。新的考核方法給了學生一個發揮才能的空間,變被動的死記硬背為靈活的實踐操作,使學生成為知識的主人。
四、實際作用與效果
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)32-7291-03
目前,計算思維能力的培養已成為計算機教育重點研究的課題之一,作為計算機專業的專業基礎課和非計算機專業的公共基礎課,《C語言程序設計》是培養學生計算思維能力的理想課程。通過該課程的學習,學生應學會問題求解的基本思路和方法,具有一定的編程能力,并能理解計算機思維的過程和學會利用計算學科的思想、理論、方法和技術解決客觀世界實際問題的思維方法,然后把相應的思維與方法內化為“方法論”,更廣泛地為工作、學習與生活服務。因此在《C語言程序設計》課程的教學中探索適合培養計算思維能力的教學方法十分必要。
1 計算思維
最早提出計算思維教育理念的是美國卡內基·梅隆大學的周以真(Jeannette M. Wing) 教授,計算思維的概念一經提出就引起了國內外教育界的廣泛關注,周以真教授倡導的是系統的加強計算思維教育。計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為[1]。它包括了反映計算機科學領域的一系列思維活動。周以真教授認為計算思維是人的思維,是人們利用計算科學的思想、方法、理論和技術解決客觀世界實際問題的思維方法,這與我們強調的培養學生具有分析問題和解決問題的能力是一致的。周教授認為計算思維是一種遞歸的思維、是一種通過約簡、轉化和仿真等方法將一個復雜的問題解析成一個我們會求解問題的思維方法、是一種基于關注點分離的方法、是一種采用抽象和分解來進行復雜系統設計的方法、是一種利用啟發式推理尋求解答的方法,對于系統的設計要考慮它的簡潔和美,對一個程序的評價要考慮它的準確性和效率。計算思維的本質是抽象(Abstraction)和自動化(Automation)[2],反應了計算的最根本問題[3]:什么能被有效的自動進行?周以真教授還認為計算思維不僅僅屬于計算機科學家,它應是每個人應有的基本技能,對于大學生來說,我們更應該培養他們的計算思維能力,在大學中應將計算思維能力培養推進大學通識教育之中。其實周教授所描述的計算思維教育一直隱藏在我們的教學中,計算思維教育重要目標之一就是培養解決問題的良好意識,而我們在教學中有意無意地都在培養學生分析和解決問題的能力,只不過在以前的教學中未將這種思維特征顯式的表示出來而已。美國計算機科學技術教師協會指出,學校的每一類課堂教學都應該采用計算思維這樣一個工具。對于大學一年級學生必修的《C語言程序設計》課程來說,究竟采用什么樣的教學方法才能更有助于學生計算思維能力的培養,值得我們探究。
2 計算思維教育與《C語言程序設計》課程教學
計算思維教育的最主要的目標之一就是培養學生解決問題的良好意識,也就是說當碰到實際問題時,就能意識到能否利用計算學科的思想、方法和技術來求解。當學生具備了應用意識以及相關知識,碰到應用領域的實際問題時就會意識到如何去解決。計算思維能力的培養不僅要培養學生解決問題的意識,同時還要培養相應的能力,只有這樣才能掌握正確求解問題的方法和技術,才能達到解決問題的目的。所以說計算思維教育不是灌輸一大堆概念與知識,而是要注重培養學生解決問題的思想、方法、意識、興趣和能力。計算思維最本質的內容是抽象與自動化:抽象是通過簡化、轉換、嵌入、遞歸等方法將一個較復雜的問題轉化為許多簡單問題,然后再進行求解的過程[4];自動化是利用計算機的運算能力來實現問題求解,以彌補人的計算缺陷。抓住了這兩個核心就能有效地培養學生的計算思維能力。
程序設計類課程是訓練學生思維的一個非常有效的平臺,計算機專業會開設多門程序設計類課程,但對于非計算機專業的學生來說,一般只開設一門程序設計類課程,所以大一開設的《C語言程序設計》課程對非計算機專業的學生的計算思維和創新能力的培養起著非常重要的作用,事實上《C語言程序設計》課程中的許多知識為計算思維的培養提供了很好的案例。但這門課程目前大多采用傳統的教學方法:“先講授理論知識,然后上機實踐”,上機實踐的目的也是用來鞏固課堂上所學的知識點。隨著知識點的增多,大量難理解、難記憶的新概念和新規則的出現,學生會覺得這門課程越來越難學,學習興趣和學習主動性逐漸下降,學習效率低下。并且這種偏重于理論講解的教學方法,在一定程度上束縛了學生思維的發展,大多數學生面對實際問題的求解和實際應用程序開發根本無從下手,限制了學生自主發現和解決問題的能力的發展。C語言程序設計課程的主要任務之一就是培養學生的編程能力,編程能力是計算思維和技能化知識的綜合體現,而檢驗計算思維能力的結果就是實踐操作,所以在教學中一定要重視實踐環節。在實踐教學環節要求學生能編寫程序解決實際問題,如果學生不能綜合運用所學的知識、也沒有探索精神,那對學生來說是有一定難度的。如果上機環節沒有激發學生的學習興趣的案例和問題,學生也會感到乏味,從而知難而退。所以,要提高學生的編程能力就要有目的對學生的抽象思維、算法設計、代碼編寫、程序調試、程序分析等能力進行訓練,同時要提高學生的學習興趣。將計算思維融入到《C語言程序設計》課程的教學中將會改變學生的思維方式,在教學時還應把握一個中心點:計算思維是一種方法論,從方法論層面培養學生求解問題的意識,這樣課程就會變得生動有趣了,學生也容易接受。然而,運用什么樣的教學方法才能有效的將計算思維融入到《C語言程序設計》課堂教學中,以提高學生運用計算機知識抽象和分解問題的能力,是一個挑戰。當然,讓學生潛移默化地掌握計算思維,無疑是最佳選擇。
3 面向計算思維能力培養的課程教學方法改革
3.1融計算思維于案例教學中,激發學生學習興趣
我校《C語言程序設計》課程的教學是面對不同專業的學生,所以教學中應與學生所學的學科專業聯系起來,對不同的學科專業選用不同的教學案例,通過合適的、面向不同學科專業的實例達到既闡析計算思維,又給出面向特定學科專業的范例教學效果。具體的做法是:先選用合適的應用實例并提出問題,然后由問題引入知識點、由知識點帶動語法的掌握、由語法規則推動計算思維的理解。也就是說先讓學生對所學的知識產生興趣,有了一定的感性認識后再提升到理論高度,循序漸進地掌握知識。例如在學習循環結構時,面對體育專業的學生就可舉“大獎賽評分”的例子,面對數學專業的學生可選用“求1!+2!+3!+……+20!的值”、“判斷一個數n是否為素數”、“打印乘法九九表”等這種與數學有關的例子,面對英語專業、中文專業的學生可選用“從鍵盤輸入20個字符,分別統計出其中大寫字母、小寫字母、數字字符、空格字符和其它字符的個數”的例子,其它的專業可選用“猴子吃桃問題”:有若干個桃子,猴子每天早上吃前一天剩下的一半零一個,到第十天時只剩下一個桃子,問猴子在吃這些桃子之前共有多少個桃子?由于這些問題或者與學生所學的專業有關聯或者比較有趣,學生會由此對所學的知識也產生興趣,而且這些例子都具有計算思維的顯著特征,對培養學生的計算思維是非常好的案例,學生也能在興趣中主動接受新知識及培養思維。
計算思維是一種問題求解的思維,它將問題求解的過程用程序化的方式表達出來[5],計算思維的自動化是“機械式”的按照步驟自動執行,因此對問題的求解就要有精確的算法描述和嚴格的符號表示。當學生面對實際問題時,根據已有的知識提出問題求解的方案,并用算法進行描述,然后編寫程序,最后用機器來驗證問題求解結果。例如對于“猴子吃桃問題”這個案例,根據計算思維的特征和高效,引導學生用計算思維的遞歸方法發現和解決問題,并引導學生用N-S圖精確描述算法,再用C語言中相應的語句編寫程序。這樣,學生在學習過程中體會遞歸算法的思想和過程,并掌握遞歸方法和C語言中相應的知識和語法,當碰到類似的問題就會想到用類似的方法解決問題。
3.2采用多角度思維訓練的教學方法,以激勵學生的創新意識
《C語言程序設計》課程中計算思維能力的培養主要體現在對學生分析問題和解決問題能力的培養,那在教與學過程中如何培養呢?首先教師要設計一個能吸引學生注意力問題,并仔細分析該例子的代表性、應用性和趣味性,例如對于循環結構這個知識點選用“猴子吃桃問題”是一個很有代表性的例子,學生根據老師提出的問題,思考解決問題的方法,老師適時為學生提供幫助,運用計算思維的各種方法啟發學生,對于這個問題可啟發學生用遞歸的方法求解,逆向思維,從后面往前推斷。當然,在教學過程中,老師還需要尊重學生的個性發展,鼓勵學生提出不同的解題方法,不斷啟發學生,讓他們積極主動的探究學習,使其能舉一反三。
程序設計類課程的價值之一在于訓練和提高學生的計算思維能力[6],不能讓學生只按照老師邏輯思維解決問題,所以學生在設計算法時,鼓勵學生對同一個問題設計多種不同的算法,這樣有利于培養學生創新意識。當然,還要注重算法的簡化和優化,在眾多的算法中找到一種最優的算法。例如“百錢買百雞”問題可用三重循環來實現,但仔細一分析還可只用二重循環來實現,并且循環次數由106降低到104,一個簡單的改進讓學生看到算法優化的魅力,進一步再啟發學生算法是否還可改進?循環次數是否還可以降低?這樣采用多角度思維訓練方式就可充分調動學生學習的積極性,激發學生的學習熱情和創新意識。
3.3融計算思維于實踐教學環節中,強化計算思維的訓練
對于實踐性很強的《C語言程序設計》課程的教學,上機實驗應是教學的核心,也是培養學生計算思維能力的一個重要環節,所以在該課程的教學中需重視上機實踐這一教學環節。過去常用的 “先講解程序后上機實驗” 這種傳統教學策略,一般只能增加學生的感性認識及培養學生的上機能力,不能很好的培養計算思維能力。另一方面,大學生一般對一些具有挑戰性的任務具有濃厚的興趣,所以設計的實驗任務盡量要生活化和趣味化以激起學生的興趣,實驗任務還需具有一定的綜合性來增強實驗的難度,從而強化計算思維的訓練。例如在分支程序結構中可以安排火車計費程序或計算個人所得稅額程序等。教師在設計實驗內容時還要注重培養學生的創新思維,也就是說教師設計的實驗內容要適合學生的知識結構和心理特點,同時為學生創新思維留出空間,要求學生勇于探索,并引導學生認真思考尋求多種解題思路,在計算過程中培養學生的嚴謹性,引導學生對所設計的算法進行必要的優化,然后使用正確的語句編寫程序,并通過上機調試與修改程序運行得到正確結果,在研究問題的求解過程、算法設計與優化及程序調試過程中強化計算思維的訓練。
4 結束語
將計算思維融入《C語言程序設計》的課程教學中,作為一種教學改革嘗試,其目的就是將程序設計中所涉及的計算思維潛移默化的植入學生的日常思維。在教學中從有利于培養學生計算思維的角度重新組織該課程的教學內容、改革教學方法,在教學中注重加強學生計算思維能力的培養,使學生學會問題求解的基本方法,能自覺運用計算思維的方法來解決客觀世界的實際問題。雖然在教學實際中取得了一定的成效,但通過這一門課程來形成計算思維顯然是遠遠不夠的,作為21世紀人類必備的技能之一,計算思維的培養勢在必行。然而,在課程教學中,采用什么樣的教學方法能才能更好的培養和提高學生的計算思維能力,依然是值得探索的問題。
參考文獻:
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[3] 董榮勝.計算思維與計算機導論[J].計算機科學,2009,36(6):50-52.
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)19-0111-03
課程是知識的載體,是能力形成的著力點,課程建設的好壞,直接關系到人才培養質量的好壞。
1 課程建設的定義
課程是指教育內容的進程,是為實現教育目標而規定的教學科目及其目的、內容、范圍、分量和進程的總和。這是一種廣義的理解,狹義的課程是指一門學科。課程建設指的是為了推進教學進程的實現所包含的“師資隊伍建設、教學內容和質量建設、教學方法和教學手段建設、教學條件建設和教學管理建設”等與之相適應的各種分量的總和。
課程建設是提高教學質量、深化教學改革的一項綜合性的建設,課程建設是確保人才培養質量的最重要的基本建設任務之一,是教學改革的核心。
2 課程建設的內涵、外延及其相關要素的關聯
探索和明確課程建設的內涵、外延及其相關要素的關聯,是課程建設基礎,主要包含以下幾個方面的內容:
(1)師資隊伍建設。它是課程建設的先導,主要內容包括學歷結構、年齡結構、職稱結構和學緣結構以及學術水平、教學水平、教育理論和思想素質等,要建設具有一流水平的課程,首先要有一流的學術水平、豐富的教學經驗、深厚的教育理論功底、扎實的教學技能、嚴謹治學的師資隊伍。
(2)教學內容和質量建設。它是課程建設的核心和主體,也是衡量課程建設質量的主要標準,包括:教學思想的改革與建設,知識內容建設、教學水平建設、教材建設、教學資源建設以及結合專業特點積極開展教學改革與教學研究等內容的建設。
(3)教學方法和教學手段建設。它是實現課程建設目標的主要途徑和基本保證。要緊緊圍繞提高教學質量、提高學生素養和能力,結合專業的特點、教學內容積極開展現代化教學手段、教學方法的研究與建設。
(4)教學條件建設。它是課程建設重要保證,包括:課堂教學的基本設施、實驗、實訓、實習等實踐教學條件的開放性、先進性、教學環境和教學氛圍等建設。
(5)教學管理建設。它是課程建設的組織保證,包括:科學、規范、系統和配套的教學管理規章制度、教學質量評價體系、教學檔案資料和教學激勵機制等內容的建設。
3 我國國家層次課程建設的路徑(近15年)
我國從2003年起開始精品課程建設,先后經歷了“精品課程、精品資源共享課、精品視頻公開課,大學MOOC、微課 ”等過程,加上即將推出的“系列微課”,現在統一稱之為“精品開放課程”,下面簡單的介紹。
3.1 精品課程
精品課程是教育部為推進教育創新,深化教學改革,促進現代信息技術在教學中的應用,共享優質教學資源,在“高等學校教學質量與教學改革工程”中開展的一項工作。這項工作開始于2003年,截止2010年底,教育部組織建設了3909門國家精品課程,主要集中在985和211高校。省級、校級精品課程數量也達2萬多門。
精品課程建設出現,對當時各高校的課程建設,起到了引領作用,對推動教育創新,深化教育改革,起了十分重要的作用。通過幾年的實踐,加上互聯網技術的發展,人們發現,精品課程建設離當初的想法漸行漸遠,暴露了不少問題,主要表現在:
(1)精品課程建設脫離教學實際
精品開放課程建設了不少,其中相當一部分是為申報國家級、省級精品開放課程而應急建設的,沒有充分考慮平臺的服務性和實用性,一些精品開放課程成了學校的品牌裝飾,與教學過程“脫節”。
(2)建成的精品課程不少,但比較零亂,不成體系,名校、名師和“大家”的作品少見。
(3)建成精品課程資源不足,滿足不了學習者的需求,后期維護跟不上,資源的再開發、再利用嚴重滯后。
(4)課程建設的目標不正確,重申報輕可持續發展現象嚴重。
很長一段時間,我國精品課程大多為立項而建,建設周期短,一次建設即告完畢,許多課程長期缺乏維護,資源內容陳舊,難以成為優質資源。因此,對已經建成的精品開放課程要定期檢查、評估和反饋后續建設情況。只有持續改進課程資源,才能保證精品開放課程資源的質量和時效性,才能減少“重申報輕可持續發展”的現象,從而切實提高精品開放課程的質量。
針對以上問題,教育部【教高廳〔2012〕】2號發文強調:在“十二五”期間,教育部將在原國家精品課程建設成果基礎上,科學規劃,合理布局,優化結構,通過高等學校本科教學質量與教學改革工程,支持建設5000門國家級精品資源共享課。其中,2012年和2013年重點開展原國家精品課程轉型升級為國家級精品資源共享課的建設,采取遴選準入方式選拔課程;同時,從2013年起,適應新需求,結合高等教育發展趨勢和教學改革成果,采取招標建設和遴選準入兩種方式建設一批新的課程。
3.2 精品資源共享課
資源共享課除了要提供全部教學單元的錄像外,突出基本資源共享。
包括課程介紹、教學大綱、教學日歷、教案或演示文稿、重點難點指導、作業、參考資料目錄和課程全程教學錄像等反映教學活動必需的資源。
精品課程和精品資源共享課由于專業性強,主要的受眾群體是高校教師和在校大學生,受眾群體狹窄。
3.3 精品視頻公開課
精品視頻公開課是以教師授課錄像為展示內容的一種開放教育,每門課程總講數應至少5講,每講時長30~50分鐘。有科學文化素養教育類和專業導論類兩種類型,其中科學文化素養類推薦單位為部屬院校或者教育主管部門,專業導論類的推薦單位為本學科國家級教學指導委員會。
3.4 微課
微課是指按照課程與教學實踐的要求,以視頻為主要載體,記錄教師在課堂內外教育教學過程中圍繞某個知識點或者某幾個知識點(重點、難點和疑點)或教學環節而開展教與學的全過程
它最早是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師、學院在線服務經理戴維?彭羅斯(David Penrose)于2008年秋首創的。后來,戴維?彭羅斯被人們戲稱為“一分鐘教授”(the One Minute Professor)。
4 我校課程建設的基本做法
學校開設這門課程源于上個世紀90年代,受當時的條件限制,教學大綱、教學方法和教材均參照本科院校,培養出來的人不能滿足市場對人才質量的要求。隨著職業教育的浪潮的到來,受理論講解力求體現“必須,夠用為度”的影響,學校把人才培養的落腳點綁定在市場急需的應用型人才培養的目標上。先后申報學?!禝T 藍領系列專業辦學方向探索建設》、《IT 藍領軟件人才的素質培養》、《計算機類學生實踐技能培養模塊的構建及應用》、《應用型大學課程的樣板建設研究――以為例》等教學研究項目,通過深入企業、事業單位調研,了解市場對計算機類人才的具體需求,形成了計算機類各個層面的培養模塊,并將能力培養模塊落實到具體的課堂教學和實踐環節之中,《C語言程序設計》課題組率先完成了應用型大學的課程教學大綱、上機實訓大綱、自編了上機實訓手冊等一些齊備的課堂教學資料編寫工作。2007年3月在中國水利水電出版社出版了《C語言程序設計》教材。
4.1 明確課程建設的基本思路
2007年年初,我校升格為本科院校并招收計算機科學與技術專業本科生,自此《C語言程序設計》和其他課程一樣面臨著從??茖哟蜗虮究茖哟无D型的問題。本著突出應用特性,課題組理清的《C語言程序設計》課程建設的思路是:
(1)高職高專階段課程建設的成果、資料、經驗和團隊協作精神不能丟,在搞清楚《C 語言程序設計》(本科)的規格和內涵之后,將相應的積累和經驗移植到本科課程建設之中,提高建設速度和質量。
(2)圍繞學校創辦“應用型大學”的戰略目標,將“培養應用型人才,建設雙師型、社會型教學團隊”的理念融入到課程建設之中。
(3)打造精品開放課程。有步驟,分層次將《C 語言程序設計》打造成校級、省級、國家級精品開放課程。
(4)建設優秀的教學資源,滿足廣大師生自主學習的需要。到2020年末,所有的教學資源(包括精品課程網站、精品視頻公開課網站、微課等)全部上線,做好跟進維護工作,讓優質資源發揮應用的作用。繼續完善《C語言程序設計》及其配套教材修訂工作,力爭把教材做成應用型的精品,完成《C 語言程序設計》系列微課的錄制。
(5)加強團隊建設,打造梯度結構的“雙師型”教師隊伍,發揮教學名師,學科帶頭人的 “引領、傳承、創新、共享”作用,促進課程建設質量的提升,爭取有一批優秀的教師脫穎而出,爭創學校和省級的教學名師。
4.2 對課程建設的教學定位
《C語言程序設計》是計算機語言類教學中第一門系統地講授程序設計的課程,通過該課程的學習,使學生了解程序設計語言的基本語法、基本結構,理解計算機科學求解實際問題的基本過程,掌握程序設計的基本思想、方法和技巧,了解計算機的一般算法,養成良好的程序設計風格,培養利用計算機求解問題的能力。
學生通過該課程的學習,應該在知識與能力方面達到以下基本要求。
(1)基礎知識要求
通過該課程的學習,學生深入了解計算機的基本工作原理,掌握程序設計語言的基本語法、數據表達形式和流程控制的方式。理解模塊化程序化的基本思想,掌握程序設計的基本方法和流程。
(2)能力培養要求
重點培養學生讀程序、寫程序和調試程序的能力,突出實際編程能力的訓練。學生應該掌握基本的分析問題和數據表達的能力,以及算法描述與基本算法實現的能力;掌握面向過程的程序設計方法;掌握集成化程序開發環境的使用和程序的調試方法;初步具有利用程序設計技術求解實際問題的技巧與方法。
4.3 研究制定了我校《C 語言程序設計》課程建設的實施方案
按照行業的崗位需求進行“理論教學內容的設計”,“實踐教學內容的設計”,“課程設計”。 “理論教學內容的設計”和“實踐教學內容的設計”都是以知識點為單位進行設計的。
(1)理論教學的知識點分布及能力基本要求(以“結構控制”知識點為例)
[知識單元 教學內容 教學要求 教學目標 重點和難點 常用的結構控制 用讀/寫及賦值實現順序結構的程序 掌握 熟練第掌握C 語言的各種語句的使用,熟練輸入/輸出等庫函數的調用;正確選擇使用相應的流程控制語句實現三種基本結構的程序設計;掌握幾種重要的算法(求和、統計、求數列等)的算法思想及其實現;了解幾種常用算法的思想 重點: 三種基本控制的實現,各種流程控制語句的正確使用
難點: 多分支、循環嵌套、分支和循環結構的嵌套,常用的算法設計與實現 用if、switch語句實現分支結構的程序 掌握 分支結構的嵌套 掌握 用while、do-while
、for實現循環結構的設計 掌握 循環嵌套的控制與執行 掌握 break、continue語句的使用 掌握 分支和循環結構嵌套的特點和應用 掌握 一些常用算法設計思想,部分算法的實現 理解 ]
(2)實驗實踐教學設計
本課程實踐教學的指導思想是:首先通過教師案例講解、編程演示使學生對程序設計有一定的感性認識;然后通過設計由淺入深的實驗項目,使學生通過理解程序、模仿程序、改寫程序到編寫程序的實踐訓練,逐步強化學生熟練掌握程序設計的基本方法;加強學生的實際編程能力、動手操作能力和團隊協作能力。
實踐教學分為“演示實驗”和“知識單元實驗”兩個部分。知識單元的實驗有驗證性和設計性兩大類,前者是理解和鞏固理論課所學知識的,后者意在培養學生運用課程知識獨立進行問題求解、程序設計的能力。下表給出了“分支結構”知識單元的實驗方案。
實驗教學中課程實驗方案(以“分支結構”為例)
[實驗序號 實驗內容 實驗目標 建議實驗項目 3 分支結構 掌握分支、多分支結構程序設計的辦法;
掌握排除語法錯誤的基本技能 案例:超速判斷、出租車計價,成績轉換,納稅問題
項目:比較大小,分段計算居民水費、計算天數、簡單計算器、出租車計費系統 ]
(3)課程設計
課程設計的主要目的是通過大型程序訓練,培養學生研究性學習、綜合應用能力、復雜程序的調試能力,要讓學生深刻體會程序設計的全過程,初步體驗軟件工程方法,培養學生軟件文檔的寫作能力。加強團隊工作中的個人責任,培養學生團隊協作精神。
課程設計示例:
作物產量統計系統
問題描述:輸入某村各戶各類農作物的產量,以便統計全村各種農作物的總產量以及向畝產較低的農戶提供參考數據。作物產量統計系統中每條記錄包括各戶村民的編號、戶名、種植作物種類、畝數、產量等信息,主要實現作物產量等信息的輸入、打印、查找、排序、統計等基本管理功能。
基本功能:
輸入n戶村民及其種植作物的基本信息,并將輸入的數據存入文件。
統計全村各類作物的總產量,并將結果寫入文件。
計算各戶各種農作物的畝產量,輸出計算結果。
按由小到大的順序對全村各類農作物的畝產量進行排序,將排序的結果寫入文件。
按戶查找指定村民的作物信息。
設計要求:
在輸入村民及其作物種類等基本信息時,要求輸入完一戶村民的所有種植作物及其產量等信息后再輸入另一戶村民的基本信息。
5 我校在《C 語言程序設計》課程建設中取得的成績
教學工作是學校的中心工作,“加強課程建設,夯實發展基礎”是學校內涵建設的理念,自2010年以來,《C 語言程序設計》課程建設取得了如下成績。
(1)微課《冒泡法排序》和《漢諾塔與遞歸算法》2015年參加 “第二屆全國高校微課教學(本科)比賽” 分別湖北賽區“一等獎”和“二等獎”,《數組元素的冒泡法排序和選擇法排序》參加全國決賽獲得“優秀獎”。
(2)教學研究項目《基層應用型大學課程建設探索與研究(教材)》參加2013年“湖北省第七屆教學成果獎”的評選,湖北省人民政府授予“三等獎”。
(3)課程《生活中的C程序設計》被湖北省教育廳評定為“2014年度精品視頻公開課”。課程《C語言程序設計》2011年被湖北省教育廳評定為本科層次的“精品課程”。
(4)教材《C語言程序設計》2010年被教育部“教指委”評定為“優秀教材”?!禖語言程序設計》(第二版)被中國電子教育學會評定為2012全國電子信息類(研究生、本科教育)“優秀教材”。
(5)編輯出版《C 語言程序設計》、《C 語言程序設計上機指導與習題解答》3個版次共6本教材,發表與《C語言程序設計》課程內容有關的教學論文7篇。
(6)指導的學生從2012年起參加第三屆至第六屆全國“藍橋杯”軟件專業人才設計與創業大賽(C/C++類),多人次獲獎。
(7) 將《C語言程序設計》按照知識點重組錄制成“系列微課”共65講,時長1350分鐘,該項目是目前國內第一門將專業知識碎片化重組后以“微課”形式進行展示的課程,我們堅信,只要進入該課程的學習者,一定會有所獲。
6 對課程建設的幾點思考
(1)課程建設必須遵循高等教育規律
課程是知識的載體,課程教學是為落實人才培養方案服務的,起著強基固本的作用。高等教育有別于基礎教育,有他特點和規律,只有營造寬松、和諧的教學環境,為多樣性、個性化、有思想的教學科研人員提供條件;排除“不確定性、非物理性、外部性”的干擾,才是還原“學校教育質樸真實的面目”的,凡是“追求短期內量化、有形的物理績效”都是嚴重違背高等教育發展規律。
(2)對教學工作的重視程度決定了“課程建設”質量的好壞
近10年來,各級教育主管部門和各高校都把“加強專業建設、學科建設,加強課程建設”作為“本科質量工程”的重要內容。由于各校理解上的差異,對待教學工作的重視程度也參差不齊,導致在課程建設的效果和結果上不盡相同,近10年來,全國各級教育主管部門和各高校共建設精品開放課程不少于二萬門,建成的這些課程比較零散,成體系的不多,特別是名師,名校、“大家”的作品甚少,如果把各名校、名師、“大家”的積極性調動起來,用他們的眼光,用他們的智慧來打造優秀的教育資源,對于教育均衡、信息共享一定會起到事半功倍的作用。
(3)組建教學團隊、發揮名師的作用,是做好“課程建設”基本保證
當今社會是一個多元化的社會,靠一個人的單打獨斗,是無法建功立業的,所以課程建設需要一個團隊的協作才能做好,課程建設的結果一定是一個團隊集體智慧的結晶。盡管課程建設的周期長,也有可能長時間出不了成果,還是需要一批愿意奉獻的人來完成。所以,就要發揮團隊的作用,發揮教學名師,學科帶頭人的 “引領、傳承、創新、共享”作用,促進課程建設質量的提升。
(4)加強“教學設計”,是目前環境下提高教學質量的重要環節
“教學設計”涉及很多方面,包括課程的基本描述,課程的教學背景,教學目標、重點、難點的擬定,重難點突破的方法,教學手段的確定,教學時間的分配等, 在目前環境下,實現教學的輔助手段很多,無論采取什么樣的輔助手段,都要根據課程的性質、學生的認知基礎和學習特點、授課內容等進行教學設計,只有充分的“教學設計”,才能保證教學質量的提高。
8 結束語
高等教育的根本問題是人才培養的問題,根據國務院《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》要求,建設高校強國,到2020年底推進一批學校進入世界一流行列,若干學科進入世界一流學科行列,只有遵循高等教育規律,認真開展專業建設、學科建設,扎實推進課程建設,努力打造人才培養特色,充分開發優質資源,才能使“雙一流”建設方案得以實現。
參考文獻:
[1] 高等學校計算機基礎核心課程教學實施方案[M].教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會,高等教育出版社, 2010.
[2] 李金萍.新建地方本科院校課程建設理論探討與有效實踐[J].科學決策,2008(10):83-84.
一、引言
目前,許多高等院校開設了《C語言程序設計》這門課程。然而,學生普遍認為這門課程枯燥難懂,沒有學習信心和興趣,學習效果不容樂觀。教師作為教學過程的主導者,有責任認真反思教學中存在的問題,創新教學觀念,改革教學方式,努力增強教學效果。
二、現狀分析
1.C語言自身有一定難度。
C語言涉及的概念復雜、規則繁多、語法嚴格、使用靈活,且基于DOS運行環境缺乏直觀性,一般的編程枯燥乏味。以上特點給師生的教學和學習帶來了一定的難度,嚴重制約了學生主體作用的發揮。
2.教學要求相對專業培養目標孤立。
《C語言程序設計》作為一門重要的基礎課程,要為后續的數據結構、操作系統、編譯原理、面向對象程序設計等課程打下堅實的基礎。然而,課程教學大綱如何不閉門造車,適應專業培養目標的整體要求?其修訂工作往往為人所忽視。
3.缺乏較好的教學方法[1]。
盡管當前大多數《C語言程序設計》課程采用了多媒體教學手段,然而,多數依然沿用以教師和教材為中心的講授教學模式,基本上把教材的內容原封不動地輸入到課件,形成了效果更差的以課件為中心的模式。在這種模式下,學生往往按照教師的講授速度被動學習,缺少及時地消化理解,更談不上進行知識的內化和再創造,喪失學習興趣的也不在少數。
4.重理論,輕實踐。
教師容易走入一個誤區,即把授課重點放在大量的概念、術語和語法解釋上,忽視程序設計思想和能力的培養。許多教師不能對實踐環節進行系統的教學設計,往往把上機作為驗證理論的手段。盡管教師們不愿承認,但正是這種重理論、輕實踐的思想使得學生的學習目標模糊不清、學習方法事倍功半,枯澀難懂的抽象理論甚至把一些學生拒之門外。
5.學生學習目的不明確,學習積極性不高。
一些非計算機專業的學生認為這門課程與所學專業毫不相關;一些計算機及相關專業對編程有所了解的學生認為C語言是過時的語言,應該學一些C++、JAVA等當前主流的語言。還有許多學生習慣于應試教育下的教學模式,一旦遇到困難就會產生畏懼、排斥心理?;谝陨戏N種原因,許多學生對學習C語言沒有興趣,毫無疑問對增強教學效果起到了負面作用。
6.學生學習水平參差不齊。
有些學生基礎較差,高中階段未學過計算機語言,甚至沒有接觸過計算機;有些學生邏輯思維能力強,不滿足于課堂上教師教授的知識;有些學生學習能力相對較弱,理解和掌握各知識點速度較慢;有些學生不重視實驗,課前不預習,上機就是機械地打字,課后抄襲實驗報告;有些學生反映上課能聽懂,上機時不知從何下手;上課開小差、打游戲的學生更是屢見不鮮,等等。面對這些千差萬別的教學對象,大多數教師采取折中的方法,即以中等學生的學習能力作為教學的標準,這種“齊步走”的方法使相當數量的“兩端”學生逐漸失去了學習的興趣。
三、對策研究
教學是教與學的總稱,教學活動由教師、學生、教學內容和教學環境等四個要素組成,這些因素互相作用,共同影響著教學活動的效果。以下針對四個要素分別闡述提高教學質量的對策。當然,在實際應用中要把它們看做一個有機的整體。
1.教師層面。
(1)轉變觀念,努力提高自身素質。
教師要樹立以學生為本的理念,明確以培養學生的程序設計思維、創新意識和實踐能力為目標,努力提高自身素質,尤其是教學設計和實踐教學能力,爭取成為“雙師型”教師。
(2)以人為本,強調因材施教。[2]
教學目標歸根結底是讓學生學到了什么,而不是教師教了什么。在教學過程中,應以學生為中心,以激發學生的學習興趣、提高學生的能力為關鍵,針對學生的需求和特點組織教學,根據學生的反饋及時調控教學進度,同時注重不同層次學生的差異,針對學生實際的認知水平和能力水平,因材施教。
(3)認真鉆研,不斷改進教學方法。
所謂“教無定法”,教師、學生、教學內容、教學環境任何一個因素的改變均可使用不同的教學方法。因此,教師應認真研究教學規律[3],根據學生基礎、教學目標、教學內容、教學條件,對教學方法進行不斷深入的改革和實踐,方可保證教學質量的穩步提高。
在多年的實踐過程中,廣大教師已總結了不少值得借鑒的教學方法,如討論法、演示法、實驗法、案例法、發現法等。在教學過程中,不能盲目照搬他人模式,應將各種教學方法相互融合,力求做到深、活、透、新,建立完整的教學模式體系。
2.學生層面。
(1)激發學習興趣,端正學習態度。
教師通過明確C語言在專業學習中的地位、精心選擇教學內容、合理設計教學方法,不斷激發和保持學生的學習興趣。然而,學習不能僅憑興趣,更要有持之以恒的精神和毅力。特別是隨著學習目標的不斷提高,困難也會越來越多,此時教師要多加引導,幫助學生克服畏難情緒,端正學習態度。
(2)明確學習特點,強調學習方法。
C語言概念復雜,使用靈活,不能局限于基本語法和規則的掌握,更強調程序設計的思想和方法。鑒于此特點,教師要引導學生重視實踐在學習過程中的重要地位,采取適合自身的學習方法,在程序設計、調試分析的動態過程中達到預期目標。
(3)理論聯系實踐,重視實驗環節。
有些老師把實驗課完全交給了學生自主進行,教師的任務是為有疑問的同學解決問題,這種方式是極不可取的。實驗環節“教師主導,學生主體”的模式仍要貫徹執行。教師不僅要進行講解答疑,而且要明確教學目標,安排實驗任務,分析典型算法和解題思路,鼓勵學生獨立完成。
(4)加強程序設計思維訓練。
程序設計課程的基本任務就是訓練學生的邏輯思維和程序設計思維能力。在教學中,要淡化語法、強化算法,把算法分析與設計思想貫穿于程序設計的教學過程中,為以后編寫程序、軟件設計奠定基礎。
(5)培養自主學習和創新思維能力。[1,4]
教師要“傳道、授業、解惑”,我認為“傳道”即“授人以漁”。教師傳授的知識往往是抽象、機械、靜止、片面和孤立的,學生不知道如何靈活地綜合運用這些知識解決實際問題。因此,培養學生自主學習和創新思維能力,對解決本門課程乃至工作崗位上的問題至關重要。
3.教學內容層面。
(1)針對專業,制訂教學大綱。
教學大綱是教學活動的重要依據,要明確學生在知識、能力、素質等不同層面上要達到的要求。不同的人才培養目標必然由不同的知識和技能構成,目前我們缺乏細致的教學研究,除認真分析各專業的共同點之外,更要深入挖掘各專業對程序設計基礎能力的不同要求。
(2)依據大綱,精選教學內容。
無論教材編寫得多好,其深度和廣度不一定適合本校學生的具體情況。因此,教學內容不能等同于教材,教師應根據教學大綱的要求,認真鉆研、補充、優化教材,采取“有所取、有所不取”的策略,精心選擇教學內容。
在課程內容的設計上,不宜過分注重語法知識,而應該重點強調程序設計技術的基本方法,要合理選配和組織那些基本的、核心的、重點的內容,做到少而精,對于一般性的、擴展的內容,可以組織學生進行課外自學。
(3)減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗。
在實驗環節設計上,要注意驗證性、設計性和綜合性實驗的比例,在保證驗證基本理論和訓練基本技能的基礎上,增加設計性和綜合性實驗項目。有些高校在課程結束時增加了實訓或課程設計環節,使學生對所學知識綜合運用、融會貫通,這將有利于培養學生的創新思維、獨立分析和解決問題的能力。
(4)合理設計作業任務。
針對每堂課的知識點,安排適量作業,以便及時強化和鞏固所學內容。作業布置要符合學生的學習目標和學習規律,難度和題型要適合學生學習狀態,兼顧理論和實踐形式,兼顧語法規則和算法設計。還要針對作業中存在的問題,及時適當調整下堂課的教學設計。
4.教學環境層面。
(1)合理運用教學手段。
利用現代化的教學手段,可以豐富課堂教學內容,提高課堂教學效率,降低理解難度,達到直觀、快速、標準、深刻的教學效果。然而,要防止對現代化教學手段的盲目和隨意使用,為達到不同的教學目標需要選擇不同的教學媒體。在適當的時候,“黑板+粉筆”是最佳的媒體選擇。
(2)建立課程網站。
課程網站通常提供教學大綱、教學日歷、電子教材、授課錄像、多媒體課件、實驗指導、作業與習題、網上答疑、在線測試及經驗交流等功能。有效地利用課程網站可以調動學生的學習積極性,彌補教師在因人施教難免存在的不足,為教學質量的提高起到重要的保障作用。
四、結語
以上是我近十年來在《C語言程序設計》課程教學改革中一些體會。隨著社會需要、計算機發展和學生知識結構的變化,對該課程的深入改革是一項長期而艱巨的任務,但只要勇于探索,善于總結,就一定可以取得理想的成效。
參考文獻:
[1]董衛紅.C語言程序設計的教學改革與實踐[J].常州輕工職業技術學院學報,2007,(1):35-38.