應用型本科院校學生程序設計能力培養(yǎng)模式

黃旭

摘要：針對應用型本科院校學生程序設計能力存在突出問題的教學實際，分析影響學生程序設計能力提高的因素，從優(yōu)化教學內容、創(chuàng)新教學模式、強化實踐教學等方面對學生程序設計能力的培養(yǎng)進行探討，提出以“設計求解問題的方案”為核心的程序設計能力培養(yǎng)方法。

關鍵詞：程序設能力；培養(yǎng)模式；實踐教學；問題求解

引 言

程序設計能力是計算機相關專業(yè)本科生專業(yè)能力的核心組成部分，對學生深入理解專業(yè)基礎知識、促進業(yè)務素質培養(yǎng)、提高就業(yè)質量具有基礎意義。對高等院校而言，切實提高計算機專業(yè)本科生的程序設計能力無疑是提高教育教學質量、促進專業(yè)建設的有效途徑 。

目前一些學校的計算機專業(yè)針對此項能力的提高設置了C語言程序設計、程序設計基本訓練、Java程序設計、C++面向對象程序設計等多門課程，累計課時量占到大學四年總課時量的l/10以上。這反映了學校對學生程序設計能力培養(yǎng)的高度重視。然而在實際操作過程中，實施效果并不理想。筆者對部分二本、三本的大三年級學生進行了調研，有近1/4的學生對程序設計表現得非常陌生，有超過1/3的學生對程序設計表現出畏懼心理。

1 問題分析

目前影響學生程序設計能力提高的主要因素在于以下幾個方面：

（1）教學過程中，只注重語法知識的傳授，忽略了解題思路訓練，致使許多學生面對問題有畏難情緒，不知如何下手。目前多數程序設計語言類課程授課方式單一，理論課照本宣科，實驗課過度放任，不適合二本、三本學生的實際情況。C++面向對象程序設計未能較好地體現“面向對象”的特征，學生體會不到設計方法上的優(yōu)越性，而僅僅是被動接受新的語法，增加了心理負擔。在教材選擇上存在誤區(qū)，認為程序設計類教材大同小異，忽略了優(yōu)秀教材在解題思路訓練方面的特色。

（2）相關理論化程度較高的課程內容枯燥，未能調動起學生主動學習的興趣，致使學生理論模型與程序代碼之間對應關系模糊。筆者認為，計算機專業(yè)課程具有鮮活的工程來源，即使像數據結構、算法等課程，也與現實生活、工程設計實例之間存在密切聯系。目前的教學過程往往忽略了對此類聯系的深入挖掘，未能調動起學生的學習興趣，既影響了學生對理論模型的理解，又影響了程序設計能力的訓練。

（3）實驗環(huán)節(jié)過度強調算法執(zhí)行效率，忽略了編碼規(guī)范性，代碼寫完后就束之高閣，學生事后總結不夠，影響了學生對思路的整理。筆者認為，代碼功能、執(zhí)行效率固然是程序設計所追求的目標，但程序設計更應該清晰地表達編寫者解決問題的思路，程序應當成為記錄問題解決方案、傳播求解思路的載體，這才是程序設汁的根本。

2 培養(yǎng)模式

面對這些挑戰(zhàn)和困難，許多學校正加緊對計算機程序設計課程的教學進行改革實踐。隨著計算機應用的普及，甚至一些非計算機專業(yè)的學生也在強化程序設計能力的培養(yǎng)，已有學者進行了一些有益的探索 。筆者從優(yōu)化教學內容、構建新型教學模式和強化實驗教學等方面人手，對培養(yǎng)應用型本科院校學生程序設計能力進行了探索。

2.1 基本思路

以培養(yǎng)學生求解問題的能力為目的，以提高學生興趣為手段，以訓練程序設計技巧為核心，著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力 、提高學生程序設計能力?；舅悸啡缦拢?/p>

（1）提高學生采用計算機程序設計的思維求解實際問題的能力。建立實際問題與求解模型之問的關聯，訓練學生面對實際問題構建求解模型的能力。

（2）提高學生對程序設計方法的興趣。采用由簡到繁、由具體到抽象的思路，訓練學生逐步建立程序代碼與實際運行效果之間的關聯，形成代碼町視化的思維模式，引導學生逐步建立對程序設計的興趣 。

（3）訓練相應的程序設計技巧、編碼規(guī)范。通過剖析實際項目，引導學生養(yǎng)成科學、規(guī)范的程序設計習慣。

2.2 具體步驟

從優(yōu)化教學內容、構建新型教學模式和強化實踐教學等方面人手，改革程序設計基本訓練課堂教學和實驗教學，強化學生程序設計基本思路的訓練 ，培養(yǎng)學生良好的程序設計思維，養(yǎng)成良好的編程習慣，通過理論與實踐的緊密結合，并充分強調實踐教學，從而提高學生的程序設計能力。

（1）優(yōu)化教學內容，以訓練學生程序設汁基本思路為導向，構建程序設計基本訓練課程體系。課程教學中貫徹程序設計基本思路的訓練，強化分析問題、解決問題能力方面的訓練，注重問題分析思路 。加大基本算法、偽代碼、流程圖方面內容比例，培養(yǎng)學生面對問題形成求解思路的能力。教學內容組織如圖1所示。

以C語言教學為例，第一個階段采取雙管齊下的方法：一方面向學生展示最簡單的代碼示例，剖析代碼結構，使學生對源代碼有直觀認識，建立代碼與執(zhí)行效果之間的關聯；另一方面借助流程圖等工具，強化學生問題分析能力以及設計求解步驟能力的訓練，引導學生養(yǎng)成用流程圖分析問題的思維習慣。第二階段圍繞解決問題，逐漸融人基本語法的教學。第三階段結合更為復雜的問題求解，進行綜合訓練。其中流程圖工具的教學是本課程課堂教學的關鍵，應投入足夠的時間，讓學生充分理解。

同時，將基本語法的教學融人實際案例當中，加強學生用分析案例的思維理解基本數據結構、業(yè)務流程。增加程序案例分析的比重，通過閱讀代碼熟悉程序設計風格，理解程序設計皋本方法。

（2）構建具有課程特點的新型教學模式。一是多媒體教學方法。利用多媒體課件將很多難以理解的算法流程以直觀形象的方式演示出來。二是類比教學方法。用實際應用和生活中人們熟悉的事物與枯燥、抽象的數據結構、算法思路進行類比，幫助學生直觀、形象地理解和掌握程序設計基本知識，激發(fā)學生的學習興趣。三是參與式教學方法。由教師根據教學目標與教學內容設置若干的教學主題或問題，同時也有選擇地接受學生在課堂中提出的問題將其作為新的討論主題，圍繞對主題或問題的講解和討論讓學生充分參與到教學過程中來。四是源代碼比賽。通過“擂臺”的方式讓學生針對同一問題展示各自的解決方案，并評估方案的優(yōu)劣。提高學生對編程細節(jié)的把握。

前三點可以全面照顧到各層次學生的學習需求，第四點有助于基礎較好的學生進一步提高。實踐中發(fā)現，部分基礎較好的學生對源代碼比賽有強烈興趣，他們能夠自發(fā)地從代碼執(zhí)行效率、代碼長度、界面友好程度等方面闡述自己的代碼質量。

（3）強化實踐教學環(huán)節(jié)，提高學生的程序設計能力。營造良好的程序設計訓練氛圍。通過小型比賽、思考題、討論課等方式引導學生提高對程序設計的興趣，加強相關能力的訓練。引入實際項目，訓練學生閱讀代碼、理解代碼的能力，將對知識點的分析應用到對實際項目的理解中，提高學生學習的興趣。強化代碼規(guī)范意識，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的程序設計風格。注重實驗規(guī)范，引導學生書寫規(guī)范的實驗報告，繪制流程圖。

實踐環(huán)節(jié)要強調模塊化以及增量方法的教學，引導學生訓練“自頂向下、逐步細化、函數實現、增量開發(fā)”的思路與技巧，建立頂層設計、模塊化分析的思維，掌握增量開發(fā)方法。在作業(yè)、考試批改時，不能只看程序的最終執(zhí)行結果，還要給設計過程較高的分值比重，引導學生重視設計過程，強化“問題求解”理念。

2.3 操作方法

（1）授課過程中以“設計求解問題的方案”為主線，強化學生建立問題求解模型。通過實際的問題案例，引導學生構建“問題分析一算法描述一代碼實現”三步走的方案，訓練學生分析問題、用算法語言描述問題的能力。

（2）基本語法與程序設計相結合，每周確定特定知識點進行強化，并設計3～5道題目進行詳細分析。

（3）通過分析實際項目案例，提高學生閱讀代碼的能力，并熟悉代碼編寫規(guī)范，深入理解代碼執(zhí)行機理。

（4）通過講解流程圖、代碼比賽等形式調動學生的積極性，主動鉆研代碼，不斷提高程序設計能力。

操作中強調案例的引領作用，通過程序設計實例引導學生理解語法知識點和程序流程，通過項目案例引導學生理解程序結構以及業(yè)務流程。通過有形的案例融合問題分析以及代碼實現兩方面的能力，促進面向問題求解的程序設計能力培養(yǎng)。以案例為中心的教學模式如圖2所示。

筆者在兩個班的C語言教學中采用了上述方法。一個學期以來，班內對程序設計感興趣的學生日益增多，部分原來沒有動手習慣的學生也在逐漸嘗試編寫完整的代碼。學期結束時，有20余人報名參加ITO人才培養(yǎng)實訓，有5名學生主動申報了學校的智能家居學生科研計劃項目，10名學生積極參加服務外包創(chuàng)新應用大賽，并在省賽中獲得二等獎、三等獎各1項。這些成績的取得，表明學生在C語言的課堂學習中激發(fā)了興趣，增強了信心，切實掌握了“問題求解”的方法，而且對今后學生的學習將起到良好的示范帶動作用。

此外，加強與相關院校的交流合作，走出去學習成熟的經驗，也是探索培養(yǎng)模式的手段之一。程序設計類課程的授課教師應該經常參加相關教學方法改革的會議，不定期舉行跨校聽課學習。同時，要加強與國際服務外包人才培養(yǎng)基地的合作，交流培養(yǎng)經驗，共享教學研究成果。

3 結語

對于應用型本科院校計算機等專業(yè)學生而言，程序設計能力培養(yǎng)是綜合能力養(yǎng)成教育中的重要組成部分，也是影響其就業(yè)的關鍵因素。筆者針對目前這類學生的學習實際，提出以“設計求解問題的方案”為核心的程序設計能力培養(yǎng)方案，從教學內容、教學模式、實踐環(huán)節(jié)等部分對方案加以闡述，并總結了教學實踐中的操作方法。下一步將在程序設計能力培養(yǎng)方面作進一步研究，以此作為提高學生實踐能力、進而提高學生就業(yè)質量的有效途徑。