開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的有效策略

李海強(qiáng)　黃芬梅

【摘 要】分析程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，探討開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的有效策略，從而為教學(xué)改革提供理論依據(jù)，推動(dòng)教學(xué)水平的提升。

【關(guān)鍵詞】開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué) 程序設(shè)計(jì) 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）09C-0048-02

現(xiàn)階段高職院校學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力還相對(duì)較低，這主要是由實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在問(wèn)題所致，傳統(tǒng)教學(xué)模式仍在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中沿用，這在很大程度上抑制了教學(xué)成效的提升。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，它以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維為目標(biāo)，在運(yùn)用科學(xué)思維方法的基礎(chǔ)上大膽設(shè)計(jì)解決某個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題，作為一種教學(xué)模式具有高度開(kāi)放的特征。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的有效培養(yǎng)，是推動(dòng)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的核心途徑。相對(duì)于其他教學(xué)模式，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在鞏固相關(guān)知識(shí)、培養(yǎng)工作能力、養(yǎng)成科學(xué)作風(fēng)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它能夠在提升教學(xué)成效的同時(shí)有效培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，對(duì)于教學(xué)目標(biāo)的完成更加有利。因此，高職院校教師應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步強(qiáng)化開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而培養(yǎng)出更多具備較高程序設(shè)計(jì)能力的人才。本文試分析程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，探討開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的有效策略，從而為教學(xué)改革提供理論依據(jù)，推動(dòng)教學(xué)水平的提升。

一、程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)圍繞教師開(kāi)展，教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱和教學(xué)大綱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)的布置，學(xué)生被動(dòng)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式應(yīng)用于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程JAVA、C++中，會(huì)使得學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力難以得到有效培養(yǎng)，最終造成理論與實(shí)踐相脫節(jié)。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生缺乏明確目標(biāo)，學(xué)生無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)課程產(chǎn)生強(qiáng)烈興趣，他們機(jī)械化完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)創(chuàng)造性思維發(fā)展會(huì)受到抑制，其程序設(shè)計(jì)能力很難得到實(shí)質(zhì)上的提升。指導(dǎo)教師的輔導(dǎo)對(duì)象往往是個(gè)別有興趣的學(xué)生，很難提升整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。通過(guò)對(duì)多年程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了解不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式通常帶來(lái)以下問(wèn)題：

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式僵化，學(xué)生思維難以發(fā)散

教師開(kāi)展一段時(shí)間理論課程后就會(huì)安排實(shí)驗(yàn)課程，并依據(jù)教材配套實(shí)驗(yàn)任務(wù)演示講解，然后給學(xué)生預(yù)留一定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。配套實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)通常能夠較好地實(shí)踐和驗(yàn)證階段性理論知識(shí)，但是這種設(shè)計(jì)形式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也具有形式僵化、內(nèi)容陳舊等問(wèn)題，教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行正確結(jié)果的演示，學(xué)生模仿教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的重復(fù)。這種情況下學(xué)生思維很難得到鍛煉，如果完全依據(jù)教師演示就會(huì)獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是一旦出現(xiàn)偏差學(xué)生就不知道怎樣處理。一旦出現(xiàn)問(wèn)題學(xué)生通常會(huì)直接請(qǐng)教教師，或者重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)于為什么會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題學(xué)生很少會(huì)去思考，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后收獲很少。

（二）實(shí)驗(yàn)過(guò)程被動(dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果唯一

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中學(xué)生始終被動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，只是簡(jiǎn)單重復(fù)一遍實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，這樣就能夠獲得合格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，很多學(xué)生完成試驗(yàn)后很難產(chǎn)生深刻的理解和記憶。另外，還有一部分學(xué)生沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，只是簡(jiǎn)單地抄寫(xiě)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，他們連實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容都沒(méi)有掌握。當(dāng)前，很多高校學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容都基本相同，這種情況下學(xué)生不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索和研究，實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

（三）設(shè)計(jì)和實(shí)際相脫離，程序和問(wèn)題相脫離

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)通常將相應(yīng)理論知識(shí)驗(yàn)證作為重點(diǎn)，一些實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)目的正是驗(yàn)證理論。這種情況下學(xué)生即使很好地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)也無(wú)法做到理論聯(lián)系實(shí)際，雖然能夠正確運(yùn)行所寫(xiě)程序但卻無(wú)法達(dá)到解決問(wèn)題的目的。例如，在累加階乘計(jì)算中，學(xué)生編寫(xiě)的從1加到100程序雖然能夠正常運(yùn)行并獲得正確結(jié)果，但從1乘到100通常程序就無(wú)法獲得預(yù)期的運(yùn)行結(jié)果。由此可見(jiàn)在設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)任務(wù)中很難會(huì)去到某些實(shí)際問(wèn)題，而學(xué)生一旦遇到這些實(shí)際問(wèn)題就會(huì)束手無(wú)策，不知道怎樣處理和解決。

二、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的有效策略

作為一個(gè)新型教學(xué)改革項(xiàng)目，開(kāi)放式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式存在顯著區(qū)別，它通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，最終推動(dòng)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生不僅能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，還能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的作風(fēng)和較強(qiáng)的工作能力，對(duì)于完成教學(xué)目標(biāo)具有推動(dòng)作用，培養(yǎng)出的應(yīng)用型人才更加具備創(chuàng)新素質(zhì)。

在具體開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師在實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)中不應(yīng)當(dāng)設(shè)定具體指標(biāo)，只需將要體現(xiàn)的理論知識(shí)羅列出來(lái)，這樣學(xué)生就能夠自由發(fā)揮，通過(guò)自主設(shè)計(jì)提出自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程不固定、實(shí)驗(yàn)結(jié)果不統(tǒng)一的情況下，學(xué)生就不會(huì)提交相似的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣他們不僅會(huì)產(chǎn)生更大的實(shí)驗(yàn)熱情，還會(huì)將自身的創(chuàng)新精神最大限度發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)和教師充分交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。這種方式對(duì)于那些過(guò)去不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的學(xué)生也會(huì)產(chǎn)生影響，由于和其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)不同，他們無(wú)法抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，只能根據(jù)教師的指導(dǎo)設(shè)計(jì)和完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

（一）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)改變教師單純演示、布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)的做法，而是由教師從理論課出發(fā)針對(duì)某個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)的自主設(shè)計(jì)，然后在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)理論知識(shí)的運(yùn)用和驗(yàn)證。這樣學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)就能夠充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力才能夠得到有效培養(yǎng)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)生科研工作方法和科研思維方式的形成，使得學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題，進(jìn)而更好地進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行火車(chē)售票模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)先將其中會(huì)應(yīng)用到的理論和知識(shí)傳授給學(xué)生，并讓學(xué)生歸納程序設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題和需要解決的問(wèn)題，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，對(duì)于學(xué)生難以解決的問(wèn)題教師可以給予相應(yīng)的指導(dǎo)。在這個(gè)過(guò)程中不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，還能夠鍛煉他們的動(dòng)手能力和科學(xué)思維方式。

（二）學(xué)生掌控實(shí)驗(yàn)過(guò)程，產(chǎn)生多樣化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在提出問(wèn)題、形成概念、解決問(wèn)題等過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)獨(dú)立思考、積極探索，這樣他們才能夠處于教學(xué)活動(dòng)的中心，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲拍軌蛟诮處煹囊龑?dǎo)下有序運(yùn)行。在開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生應(yīng)當(dāng)獲得更加廣闊的空間發(fā)揮能動(dòng)性和創(chuàng)造性，通過(guò)貫徹因材施教、發(fā)展個(gè)性的原則，為學(xué)生創(chuàng)造出良好的發(fā)展成長(zhǎng)氛圍。讓學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，不僅能夠?qū)W(xué)生主體作用充分發(fā)揮出來(lái)，還能夠使他們產(chǎn)生更大的參與熱情，用主動(dòng)學(xué)習(xí)代替被動(dòng)學(xué)習(xí)。另外，教師還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生多樣化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這樣學(xué)生探索創(chuàng)新的欲望才能夠被有效激發(fā)出來(lái)，進(jìn)而更加積極地投入到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，多樣化實(shí)驗(yàn)結(jié)果還能夠引發(fā)學(xué)生進(jìn)行更加深入且廣泛的思考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身設(shè)計(jì)能力的提升。例如，在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師往往會(huì)規(guī)定程序設(shè)計(jì)步驟，告訴學(xué)生在哪個(gè)階段應(yīng)當(dāng)進(jìn)行什么內(nèi)容的設(shè)計(jì)，在開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生自主進(jìn)行程序設(shè)計(jì)步驟的安排，然后根據(jù)自身的思路和想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)不定時(shí)了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，并給予必要的指導(dǎo)。

（三）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，程序貼近實(shí)際

對(duì)學(xué)生掌握理解計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行訓(xùn)練是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的主要目的，學(xué)生能夠通過(guò)程序設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程進(jìn)行控制。所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)目的來(lái)源于問(wèn)題、設(shè)計(jì)結(jié)果回歸到問(wèn)題。研究問(wèn)題是學(xué)生進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)的目的，這樣學(xué)生能夠在問(wèn)題解決過(guò)程中獲得成就感，進(jìn)而更好地培養(yǎng)相應(yīng)實(shí)踐能力。實(shí)際當(dāng)中程序設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)和實(shí)際生活應(yīng)用緊密結(jié)合，而不能局限于課堂上構(gòu)建的理想環(huán)境。例如學(xué)生設(shè)計(jì)火車(chē)售票模擬系統(tǒng)時(shí)，教師可以首先提出實(shí)際中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，包括一個(gè)人一次可以買(mǎi)幾張，多個(gè)窗口同時(shí)購(gòu)票情況下的先后順序。

三、結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)得到普遍應(yīng)用的今天，程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為日常工作中的重要技能。然而，當(dāng)前高職院校學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力還存在較多問(wèn)題，這主要是由于教學(xué)模式陳舊、落后造成的。因此，高職院校應(yīng)當(dāng)對(duì)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行強(qiáng)化，用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)替代傳統(tǒng)教學(xué)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用型人才的有效培養(yǎng)，以滿足信息化社會(huì)發(fā)展的需求。由于程序設(shè)計(jì)需要學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力，所以高職院校應(yīng)當(dāng)有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放程度，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中充分貫徹開(kāi)放性教學(xué)思想，通過(guò)相互銜接、多種形式的開(kāi)放模式有效提升學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力。本文分析了程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上探討了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略，希望高職院校教師能夠加強(qiáng)對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效，最終為社會(huì)培養(yǎng)出更多的合格人才。

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【基金項(xiàng)目】2014年度廣西高等教育教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目“提高學(xué)生軟件設(shè)計(jì)能力的研究——?jiǎng)?chuàng)辦高職高專軟件興趣小組的實(shí)踐”（2014JGA438）

（責(zé)編 劉健華）