程序设计基础课程实验教学的改革与实践*

丁长松　马华（、湖南中医药大学　管理与信息工程学院，湖南　长沙　4008　、湖南涉外经济学院　信息科学与工程学院，湖南　长沙　4005）

程序设计基础课程实验教学的改革与实践*

丁长松1马华2
（1、湖南中医药大学管理与信息工程学院，湖南长沙4102082、湖南涉外经济学院信息科学与工程学院，湖南长沙410205）

摘要：针对当前程序设计基础课程实验教学中面临的主要问题，近年来，我们从四个方面对程序设计基础课程的实验教学模式、教学内容和教学方法进行了一系列改革，包括：基于“双主教学设计”改革传统的程序设计基础课程实验教学体系；结合校企合作，应用“项目教学法”改革传统的实验教学内容和方法；基于新型实验教学平台开展“协作学习”；积极推进“开放式实验教学”等。这些改革的探索和实践，有效提高了程序设计基础课程的教学质量和效果，有利于人才培养目标的实现。

关键词：程序设计基础课程；实验教学；改革与实践

目前国内大多数高校都为本科生开设程序设计基础课程，如《C语言程序设计》、《JAVA程序设计》等课程。当前我国正在开展高等教育结构调整综合改革试点工作，其主要目标是培养经济社会发展需要的应用技术型高级专业人才。程序设计基础课程的实验教学对于培养学生的计算思维能力、实践应用能力以及创新能力具有重要意义[1，2]。近年来我们针对程序设计基础课程的实验教学的模式、内容以及方法结合应用型本科教育的人才培养目标进行了一系列改革，为提高教学质量和效果进行了积极探索。

一、程序设计基础课程实验教学的现状

目前，应用型本科教育仍处于发展初期，其相关的理论体系仍有待实践的探索和验证。国内的应用型本科院校所进行的教学改革主要围绕以下五个方面展开：

1.结合各专业的行业、职业的特点和需求，确立应用型本科教育的人才培养目标和人才规格。

2.以面向应用、依托学科的应用型本科专业建设理念为指导，构建“以应用能力培养为核心”的课程体系，制订培养方案。

3.强化实践环节，创新实践教学体系。

4.开展适合应用能力培养的教学方法与考核方法的改革。

5.依托行业、企业背景，建设产学合作的教学环境。

以上五点对程序设计基础课程的教学改革具有重要的指导意义。然而，作为实践性很强的课程，由于受传统应试教育的引导，大都仍将理论讲授作为授课重点、实验教学大多停留在验证层面，而且实验教学普遍还存在着教学体系上的缺陷，并受到实验教学人员专业素质参差不齐等因素影响。这些不足严重影响了程序设计基础课程的教学效果，阻碍了人才培养目标的实现。

二、开展教学改革的理论基础

建构主义学习理论是“以学生为中心”的自主学习理论，强调理想学习环境应包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。现代信息技术的快速发展为建构主义所倡导的理想学习环境提供了实现可能。“双主”（即“主体——主导”）教学设计是教师的“主导性”和学生的“主体性”的“双主型”的教学过程，主要体现在：以学生的“学”为主，突现学生的主体地位、重视学生自主学习，并充分发挥教师的主导作用。项目教学法以项目驱动教学，学生以探索性学习为基础。

三、教改实践及成果

近几年来，我们在程序设计基础课程的实验教学改革方面进行了如下探索：

（一）基于“双主教学设计”改革传统的程序设计基础课程实验教学体系

针对传统的封闭型实验教学体系的不足，我们基于“双主”教学设计构建了适用于程序设计基础课程的开放式实验教学体系。该体系以实施网络实验教学为主要方式，现已形成了可用于个性化实验教学综合实验教学平台。该平台基于Web 2.0开发，整合了开源课程管理系统Moodle（modular object-oriented dynamic learning environment，模块化面向对象的动态学习环境）以及我们开发的虚拟实验室系统，学生通过Internet可远程访问该平台。基于该平台，教师在实验教学过程中可灵活应用“及时教学”（just-in-time teaching）模式，该模型贯穿学生的实验前预习、实验中协作和交流、实验后总结的全过程，充分调动实验教学过程中学生的积极性，并让教师在实验活动中扮演组织者和参与者（但并非领导者）的角色。因而，该体系有利于培养学生探究式学习和自主学习的能力与实践创新能力。

（二）结合校企合作，应用“项目教学法”进行教学内容和方法的改革

近年来，针对应用型本科教育的自身特点和所在学校的实际情况，以及IT企业对人才能力的实际要求情况，重点在《Web程序设计》等专业性较强的课程中进行探索改革，加强了校企合作，将企业中一引起真实项目引入课堂中，并结合企业项目的实际对现有实验教学内容和方法进行改革。如：根据企业的特点及项目的实际情况对教学内容进行设计；实验教学方法的设计要素从情境、任务、组织、过程、资源、评价等方面进行研究；通过学生参与项目的过程给出了实验教学的情境设置、操作示范、确定项目、学习评价等方面的一般教学步骤的指导性意见；建设了“行动导向”的实验教学模式。根据企业的实际项目，设计实验教学内容，使学生可以学以致用、活学活用，增强学生的学习兴趣。从目前的改革实施情况来看，取得了较好的效果。

（三）基于新型实验教学平台开展“协作学习”

当前《C语言程序设计》课程的实验教学面临着“加强实验指导、满足不同层次学生学习需求和培养学生学科竞赛能力”等主要困难。考虑到Wiki具有易用性、共享性、开放性和社会性等特点，我们开发了《C语言程序设计》实验协作平台，该平台利用了基于Web 2.0的Wiki技术，能够有效支持专业老师在实验教学过程中引入网络化协作学习模式。

此外，为激励各小组开展竞争性学习和创新性实验，我们在实验协作平台中还借鉴了“ACM国际大学生程序设计竞赛”模式，提供C程序的在线编译和评判功能，在实验过程中引入“竞争”机制，以激发学生的实验兴趣和热情，提高学生的创造性思维和解决问题的动手能力，有助于学生创新能力的培养。

（四）进行“开放式实验教学管理”的探索和实践

为提高学校实验教学资源的利用率和共享开放性、最大限度的利用和调配实验资源，我们探索建立一个基于Internet的高校实验教学管理平台，以实现开放式实验管理。近年来，我们以开源项目FrameWork为基础，设计并实现了一个集成了实验预约管理、实验课程管理、实验室管理等上层应用的平台软件，并且它支持完善的预约时间约束检测和可视化预约工位的动态生成，从而可以满足开放式实验管理的复杂需求，也为我们进行开放式实验教学改革提供了重要支撑。

四、结束语

培养具有较强系统应用分析能力和实践能力的高素质应用型人才，是高等教育的人才培养任务，也是我们开展教学改革研究的核心目标。通过这几年来的不断努力，我们在程序设计基础课程进行的实验教学模式、教学内容和教学方法的一系列改革取得了显著效果。主要表现在：学生对于程序设计课程的学习兴趣较浓；协作学习和自主学习意识不断提升；解决实际应用问题的能力有一定增强；学生整体的学习成绩得到逐年提高，尤其是不及格率有了明显下降的趋势；近三年毕业生就业率一直处于全校的前列，而且就业质量高。

参考文献

[1]姚天昉.在程序设计课程中引入“计算思维”的实践[J].中国大学教学，2012（2）：61-63.

[2]何钦铭，颜晖，苏小红“.程序设计基础”课程教学实施方案[J].中国大学教学，2010（5）：62-65.

Abstract:In view of the main problems faced in the course of experimental teaching for the basic course of program design, we have made a series of reforms in experimental teaching mode, content of courses and teaching methods of fundamentals of programming courses in recent years from four aspects including: reform experimental teaching system of traditional fundamental programming courses based on the "double-principle" teaching design; re原form the traditional experiment teaching content and methods by combining university-enterprise cooperation and ap原plication of "project teaching method" in teaching; carry out the "collaborative learning" based on the new experi原mental teaching platform to; promote actively "open experiment teaching" and so on. The exploration and practice of the reforms improve teaching quality and effect of the fundamentals programming curriculum, being beneficial to achieve the goals of talents cultivation.

Keywords:fundamentals of programming; experimental teaching; reform and practice

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：2096-000X（2016）05-0237-02

*基金项目:2013年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目:(No.495，湘教通[2013]223号）《面向应用型人才培养的程序设计基础课程实验教学改革的研究与实践》和湖南中医药大学校级教改课题(No.2014-JG021）.中医药院校计算机科学与技术专业课程体系的研究与实践。

作者简介：丁长松（1975-），男，湖南汉寿人，副教授，博士，研究方向：云计算、中医药信息化。马华（1979-），男，湖南株洲人，副教授，硕士，软件工程系主任，研究方向：云计算。