体验式编程教学的应用研究

唐思源 白金牛 李擎乾

摘 要 针对编程课程入门难 学生学习积极性不高等问题 文章利用体验式编程教学方法对 数据库开发技术 课程进行实践研究 通过实验教学和任务驱动等方法培养学生的实践能力和协作能力 使学生建立编程思维 在完成教学任务的同时 也提高了学生的学习兴趣和小组成员之间的沟通及团队合作能力

关键词 体验式编程教学 数据库开发技术 课程 任务驱动 编程思维

中图法分类号g642   文献标识码a

１ 引言

“数据库开发技术”是一门以编程为主的实践操作课程，学习本课程之前，需要掌握一门编程语言和学习数据库原理的相关知识。该课程主要讲述的是ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 关系型数据库管理系统软件的应用，通过本课程的学习，学生可以应用ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 平台工具，进行数据查询、数据修改、删除等操作，还可以对数据库的安全性和数据库的完整性进行控制和管理等［１］ 。同时，可以将数据库与前台编程工具ＡＳＰ．ＮＥＴ 和Ｊａｖａ等进行连接，前台界面可以增、删、改、查数据，后台数据库也可以操作和管理前台数据。

在开设该课程的过程中，发现学生主动参与编程活动的积极性不高、自主学习能力较差，主要原因是很多学生没有建立编程思维，对代码的整体框架结构不理解，只能死记硬背一些不能理解的语法规则，导致学生学习效率低下，无法提高学习兴趣。此外，教师的教学难度也加大，教学效果也不理想，没有达到预期的教学目标。因此，本文提出体验式编程教学方法，该方法通过实验教学和任务驱动法等［２］ 培养学生的实践能力和协作能力，让学生在动手实践和完成编程任务的过程中，通过编程体验活动，获取知识并主动思考、发现问题和解决问题。

２ 搭建编程体验式教学模型

編程体验教学是在体验教学理论知识的基础上发展而来的，在教学的过程中，又借鉴了任务驱动和实验教学等方法。任务驱动法的教学过程是：老师先根据教学大纲下发教学任务，学生在完成学习任务的过程中获得所学知识［３］ 。实验教学是以学生动手操作为主，完成具体的实践操作内容而获得学习知识的过程。在实验过程中，教师可以根据实际情况有针对性地进行指导。在利用体验教学方法讲授课程时，首先要搭建比较理想的学习环境，吸引学生主动参与到学习中，从而培养学生的动手、协作和实践能力。搭建编程体验式教学模型分为４ 步。第１ 步，教师设计并规划编程体验环境，搭建以计算机为主的软硬件开发平台，并指导学生熟悉编程环境，并尽量提供形象生动的素材把学生带入编程环境，引导学生逐渐建立编程思维和对程序有一定的感悟。同时，积极鼓励学生多进行课上及课下的实践动手操作，尽快熟悉编程环境。第２ 步，根据教学目标设计合理的教学内容，教学内容要体现所学知识的重点和难点。课堂上，教师可以采用案例法讲授每一个模块的知识点，先编写完整的代码并进行演示，让学生体会编程体验的效果，逐步建立编程思维，然后学生模仿教师进行编程，在学生完成教师交给的素材内容时，教师需要指导和监督学生具体的实验和学习过程。第３ 步，在开展教学的过程中，教师需要组织学生之间进行分组讨论和交流，实现学习技能、知识和经验的信息共享，每个小组需要对学习过程进行总结，以建立编程体验感悟。交流的方式除了对班级学生进行分组的直接交流外，还可以建立ＱＱ 群，或利用慕课平台进行间接交流，合理选择通信工具可以辅助师生或生生之间协作交流。同时，慕课平台还会记录沟通内容，也可以将其作为教师对学生的评价材料。第４ 步，教师对学生的学习过程进行评价。评价内容包括３ 方面。（１）完成编程任务的效率。可以通过编写代码的时间和行数、运行的时间及结果等评估。（２）完成编程任务所用的方法和手段。评价学生是否充分利用互联网和其他信息资源，也能帮助教师了解学生之间的个体能力差异，教师可以根据实际情况，有针对性地对部分学生给予一定的帮助和指导。（３）完成编程任务的态度和情绪。及时评价学生的学习行为也是重要部分，如是否有较高的学习积极性、是否对编程感兴趣、学习态度是否端正等，可以通过检查实验报告、课堂提问等方式进行及时有效的评价。

这４ 个步骤组成了编程体验教学的循环模式，也是一个循序渐进不断深入学习的模式，学生经过这样不断的循环学习获得所学知识，并不断提升自己的编程能力。

３ 执行编程体验式教学

体验式编程教学的执行过程如下。第１ 步，课前准备。准备好电子课件，制定合理的编程教学内容，上传与教学内容相关的素材和教学资料，搭建好编程环境，下发指定的教学任务等。第２ 步，课中讲授授课内容。明确课程的重点和难点，拓展相关知识点，对关键程序步骤及代码进行讲解和演示。第３ 步，开展编程教学活动。教师分配任务，学生自主或分小组进行编程，并完成单元学习任务，教师对学习者遇到的一些难点可以适当给予指导，对个别完成学习任务困难的学生可以加大指导力度，任务结束后，上传完成的编程体验任务作品。第４ 步，对本次编程体验教学进行总结，教师组织交流讨论，小组汇报或作品展示，分享学习体会和学习方法。第５ 步，对学习者提交的作品质量进行评分，包括小组互评和教师评价，最后让学习者完成本次编程体验教学的实验报告。

４ “数据库开发技术” 编程体验课程的总体设计与实现

本课程选择的实验对象为信管专业３ 年级本科生，共４０ 位学生，都有一定的高级语言编程基础，并已开设了“数据库原理”课程。实验条件也完全具备，选择的是本校计算机学院的专业机房，学生人手一台计算机并安装了软件环境，教师可实现演示和控制学生计算机。讲授该课程的教师也具备高学历、高级职称，以及教学方法多样化等优势，教师可以利用学校提供的网络化教学平台，上传学习资料，与学生进行沟通互动、批改作业等。

“数据库开发技术”课程的教学目的是学生在学完本课程后，能够熟练掌握数据库的基本概念和理论、数据模型及概念模型、关系数据库、关系数据库标准语言、关系数据库理论、ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００８ 的各主要组件、ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００８ 数据库的管理和表的简单管理、、基础的Ｔｒａｎｓａｃｔ?ＳＱＬ 的单表和多表的查询语句、简单数据库的设计，并使用目前比较流行的高级程序设计语言开发具体的应用系统。同时，使学生具有初步分析实际数据库应用的能力，培养学生的综合实践与创新能力［４］ 。

本课程不仅仅是让学生掌握一门数据库技术，其主要目的是通过完成每一个模块的编程实验，让学生真实体验数据库技术所包含的程序思想，让学生建立编程思维。通过“学生信息管理系统”实例贯穿整个单元学习模块，该实例提供给学生具体的学生信息，如学号，姓名，班级等，也提供学生必要的代码，学生可以通过对代码的修改或者重新编写实现对“学生信息管理系统”中表的数据查询、管理、创建视图、存储过程和触发器等。学习完前９ 个模块后，可以利用ＡＳＰ．ｎｅｔ 和Ｊａｖａ 等访问数据库，搭建一个前台界面来增、删、改、查后台数据库中的数据。学生每完成一个模块的学习任务，需要把作品上传到慕课平台，还要完成实验报告的撰写，教师根据作品质量和实验报告内容给予合理的评价。

５ 教学效果分析

利用编程体验式教学方法完成对实验班的课程教学后，为了验证该教学方法的可行性，以及与对照班比较教学效果是否有所改进，对实验班级的所有学生发放调查问卷。通过实际调研、网络搜索和收集资料等合理设计问卷结构及内容，如学生对编程体验教学的满意度、对该教学方法的建议、利用该教学方法的收获、该教学方法有哪些缺点等，此次共发放问卷４０ 份，填写完问卷内容的五分之四表示问卷有效，最终经过分析和统计，共收回有效问卷３７ 份。

通过ＳＰＳＳ２０．０ 数据处理软件对回收的数据进行可靠性分析，问卷的可靠性越高就表明学生通过编程体验教学之后的主观感受就越真实［５］ 。通过ＳＰＳＳ２０．０ 中的信度可以判断回收数据的可靠性，经过数据统计，Ｃｒｏｎｂａｃｈｓ Ａｌｐｈａ 系数为０．８１２，表明本次收集的问卷可信度较高，数据统计分析结果相对可靠［６］ 。对收集的问卷进行分类和总结得出，８０％的学生对该教学方法的效果较满意，６０％的学生比较适应这种教学效果，不适应的学生主要原因是编程基础薄弱，在规定时间内完不成单元模块的学习任务，还没有建立编程思维模式。９０％的学生有比较好的学习态度，能认真并积极主动地完成教学任务，１０％的学生还没有完全投入到学习任务的原因是平时没有养成良好的学习习惯，有较大的惰性心理，针对这部分学生，教师将积极加强与他们的沟通。

６ 结束语

利用体验式编程教学方法可以打破传统教学的教师讲解、操作演示、学生示范和教师评价，提升了学生对该课程的编程认识，加强了学生的实践动手能力，也提高了小组成员之间的沟通和团队合作能力。

本文开展的编程体验式教学是让学生在编写代码的过程中，培养学生建立编程思维模式，通过利用计算机的方式分析问题、拆解问题，最终解决问题。在问题导向的驱动下，学生可以建立算法结构模型，并最终利用高级语言编写代码解决现实生活中的问题。使用体验教学方式进行课堂教学，使学生可以自主沉浸在编程学习情境中，更加专注于学习内容，从而提升自身学习的专注力。在学习编程的过程中，学生每次编写新的程序，其实都是在接受新的挑战，而且在思考代码搭建以及排错时，又潜移默化地训练了其应对困难和失败的能力。当编写的程序成功运行时，那种完成作品的成就感和荣誉感，更是在鼓励学生，让学生对学习充满动力和信心。

参考文献：

［１］ 宁雪梅．基于ＡＤＯ．ＮＥＴ 技术访问ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 数据库的实现［Ｊ］．电子技术与软件工程，２０２１（１５）：１９６?１９７．

［２］ 李苗苗．基于任务驱动法的计算机课程研究与实践———以计算机应用基础课程为例［Ｊ］．科技视界，２０２２（４）：１３３?１３４．

［３］ 戚传军．体验教学模式下的编程教学应用研究［Ｄ］．杭州：浙江师范大学，２０１６．

［４］ 王俊，辛春花，程显生．基于雨课堂智慧教学平台的《数据库技术与应用》在线开放课程的研究与建设［Ｊ］．数码世界，２０２０（７）：１２５．

［５］ 李盛梅，杜雷鸣，陇显群，等．基于ＳＰＳＳ 软件的学生成绩相关性研究［Ｊ］．文山学院学报，２０２１，３４（６）：９６?９９．

［６］ 王代懿，孙大方，陈冬华．ＳＰＳＳ 在有交互作用正交试验结果方差分析中的应用［Ｊ］．焦作师范高等专科学校学报，２０２１，３７（４）：７３?７６．

作者简介：

唐思源（１９８１—），碩士，教授，研究方向：数据库技术、计算机教育。

白金牛（１９６７—），硕士，教授，研究方向：计算机教育、计算机网络。

李擎乾（１９７６—），硕士，研究馆员，研究方向：高等教育、文献检索（通信作者）。