程序设计类课程实验教学模式研究

吴小菁，陈星娥，林华灵

（福建江夏学院 电子信息科学学院，福建 福州 350108）

许多高校转型发展为应用技术型高校，转型发展的核心内容是培养创新人才.程序设计类课程是信息管理类专业、电子信息工程与工程管理类专业的核心课程.校内目前开设的程序设计类课程[1]有C语言、C++语言、Java语言、VB.Net、C#.Net、JavaScript等.以经验教学与传统教学为主的程序设计类课程教学方法已经不能适应应用型技术型本科程序设计人才培养目标，对程序设计类课程教学模式的改革，推动该类课程对创新人才培养显得尤为重要.程序设计类课程的教学大纲对理论教学与实验教学时数分配方案中实验教学占计划学时一半以上，比如C语言程序设计学时64学时，其中实验学时占32学时，实验教学在程序设计类课程占有举足轻重的地位.学生编程能力的培养主要是在实验实践过程中逐步掌握的，项目组在程序设计类课程的实验教学中展开分类分层次教学模式研究.

1 实验教学问题分析

项目组成员长期进行程序设计类课程的教学工作，通过调查与听课发现程序设计类实验教学工作中主要存在以下问题：学生学习情绪低；教师教学形式单一且满堂灌；实验项目设计不科学，不满足各类学生学习欲望；学生没有带思想到机房，脑袋空白.

2 实验教学模式改革思路与举措

实验课教学是程序设计类课程教学的关键环节，它可以帮助学生掌握程序设计的基本知识、程序设计的方法和常用的算法，掌握程序设计调试的技巧与技能.分析实验教学中存在的问题，项目组在教学实践中，以程序设计类课程实验为主，提出对小班学生根据学习差异进行分类，设计趣味性加实用性强并且有层次感的实验项目，把学生学习层次差异与层次化实验项目在实验教学中进行融合，构建以强化编程实践为核心的实验教学模式.

2.1 学生分类培养

对学生学情进行分析发现，学生学习情况有层次差异，有的学生中学已经学过程序设计类的课程，有的学生中学没有接触过程序设计类相关课程，有的学生计算机基础还掌握不好.根据学生的学情，把同一个小班的学生大体分为三种类型：主动型，被动型，接受型.所以设计实验题目数量与难度要有针对性并且注重层次，实验题目即要有适合大部分学生基本操作题，也要有适合小部分学生的提高题，进行层次教学.

2.2 实验项目设计

实验教学的总体目标是让每类型的学生在课程学习过程中都有收获与提高，因此在实验项目设计上进行改革，让实验项目数量与难度有针对性并且注重层次，适合各种类型的学生，让学习有差异的学生都有事情可做，主动型有学生挑战性的题目，接受型学生有许多巩固性的题目，被动型学生有基础性的题目可做，达到因材施教的效果.下面以C语言程序设计课程中循环结构实验教学项目设计为例子进行层次化实验项目设计.

2.2.1 传统的实验项目设计

演示型实验：（1）计算机1+2+3+……10；（2）计算1*2*3*……10，由教师演示.

设计型实验：（1）求100之内的自然数中奇数之和；（2）由用户输入任意一个整数n，计算n的阶乘1*2*3*……*n，由全体学生完成实验.

接下去继续老师演示，学生设计这样一个实验过程.

2.2.2 层次化实验项目设计如表2所示

预备型实验：（1）输入三个整数x,y,z，请把这三个数由小到大输出；（2）输出图案“******”，由全体学生课前完成.

演示型实验：（1）用循环结构输出图案“******”；（2）用双重循环结构输出6行“******”，由教师演示.

分析与设计型实验：（1）修改程序输出一个6行6列的“*”号并且是个平行四边形；（2）修改程序输出任意行数和列数的“*”，由授受型与主动型的学生完成.

创作与提高型实验：（1）输出国际象棋棋盘；（2）小明去银行存钱，拿了一堆硬币.已知1角厚度为1.8mm，5角为1.5mm，1元为2.0mm.小明将1角放成一摞，将5角放成一摞，将1元放成一摞，发现3摞硬币一样高.银行正好把这些硬币换成若干张面值为10元的纸币.问小明至少带了多少钱的硬币，每种面值的硬币有多少个？这部分主要是留给主动型学生完成.

2.3 层次化教学的融合

传统的实验教学模式采取的是典型的“讲解－消化”模式，这样的学习模式能够正常完成课程大纲要求，但是通常会出现程序设计类课堂学生普遍出现的问题：接受型的学生能够正常通过考核，但是往往考试完编程就忘记；被动型的学生不理解课堂内容，课堂操作对于他们来说是空白，无从下手；主动型的学生很快完成任务，剩下的课堂时间无所适从，明显吃不饱，慢慢磨灭对课程的兴趣.

新的实验教学模式采取的是“预备－讲解－消化－提高”模式，根据学生学习层次差异进行层次教学，有针对性地实施课堂实验教学，实验内容与难度能够适合各层次学生学习要求.针对同一知识与理论运用的的实验项目也要有相应的层次，预备型与演示型实验项目属于第一培养层次，分析与设计型属于第二培养层次，创新与提高型实验项目属于第三培养层次.层次化教学可以进行有效的融合.每一个学生在课前都要对预备型的实验做好准备，代码写在纸质上，课前检查，可以做到学生带着思想来上课，脑袋不留空白；教师演示实例讲解新知，让每一个学生动手验证，教师要关注被动型的学生，让他们能够跟着教师的节奏完成基础知识的操作；分析与设计型实验项目考验基本原理的融会贯通，灵活应用，这时教师关注接受型的学生，给予一定的指导与帮助；主动型的学生能够非常顺利地完成分析与设计型的实验项目，可以根据自身发展需要和实际水平灵活机动地选做创作与提高题，主动型的学生跟教师的交流主要在课后通过网络平台进行.

3 实验教学模式改革教学效果体现

电子信息科学学院两届学生同一门课程的期末考试卷面分数情况如下表1所示.在2013级进行实验教学模式改革的实践，初步效果明显，不及格人数降低，优秀学生增多，平均分增加10分，2013级的许多学生还踊跃报名参加新一届“蓝桥杯”全国软件人才设计与创业大赛.教学的目标是让被动型的学生变为接受型，让接受型的一部分学生升华为主动型，最终被动型学生减少甚至消失，为本专业培养更多的创新型学生.

表1 两届学生期末考试情况

4 结束语

课题组从教改方案的确定调研到实施，在不同类型班级的实验教学中实践，对小班学生进行分类，认真设计层次化结构强的实验项目，显著提高了各类学生学习乐趣与编程能力，全面提升教学质量，培养学生创新意识与综合实践能力，得到学生的一致好评.但是这种实验教学模式还有许多工作需要完善比如开发在线考试系统，在线提交编程作业，在线评测雷同程序等面向学生的网络教学管理平台，设计并编写适合本院在校学生的精品教材，举办丰富多彩的创新实践活动等.

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