《程序设计基础》课程实践教学改革探索

《程序设计基础》课程实践教学改革探索
摘 要：针对《程序设计基础》课程的教学特点和当前教学中存在的
问题，对实践教学体系进行了设计，提出以课程实验与课程实训两个
渐进式实验教学环节进行改革与实践，提高了学生的实践动手能力和
综合应用能力。
关键词：程序设计；实践教学；教学改革
0 引言
程序设计基础是高校电子信息科学领域相关专业，是计算机、电
子、信息管理、通讯等专业学生跨入大学校门后接触的第一门专业基
础课程，不管使用的入门语言是C语言、C++还是Java语言，它都
是以编程语言为平台介绍程序设计的思想和方法，重在培养学生良好
的程序设计素养和对计算机科学的浓厚兴趣，对学生后续专业知识的
掌握起着重要的基础作用。
目前，许多高校将C语言列为程序设计基础课程的首选语言，
该课程是一门实践性很强的课程，听不会，也看不会，只能练会。其
教学效果的优劣直接影响着学生计算机编程的能力和水平，对后续
《数据结构》、《算法设计与分析》、《嵌入式程序设计》等课程的学习
效果有直接影响，尤其是实践环节教学效果的好坏，直接影响到学生
对C语言的语法、算法的理解和应用以及分析问题、解决问题能力
的培养和锻炼。因此，如何深入研究和改革课程实践教学的体系、设
计理念、内容以及实践教学的组织与考核，是广大计算机专业教师探
索和实践的课题。
1 实践教学中存在的问题
在传统的“狭义工具论”课程教学理念和思想下，过于注重语言
的语法、语句以及一些语言细节的教学，没有把问题求解方法和计算
思维能力的培养放在首位，在实验教学的设计和安排上，实践环节比
较单一，以课程内实验为主，实验内容的设计多以验证型实验为主，
其目的是使学生通过训练， 加深对某个知识点的理解。这种教学模
式，轻视或忽略了培养学生分析问题、解决问题的能力，未将实验项
目与实际应用问题相结合。主要表现在以下几个方面：
（1）教师对实践教学内容安排不合理。在实践教学内容的安排
上，实践内容主要来源于书本中的习题或从课本中提炼出来的问题，
这种实践教学模式立足于书本知识，重在对课本知识的理解，学生在
基本理论上经过实践有一定的基础，但不能应用于实践，在解决实际
问题时往往无从下手。
（2）教师和学生对实践教学环节重视不够。实践操作前，教师
要求学生对当次实践内容进行预习，预先写出程序代码清单或画出程
序流程图，拟好程序设计的思路，这样可以充分利用实践操作的时间
完成实验内容，但一些学生实验前没做任何准备，实验过程中一边思
考，一边写程序，效率极低，甚至根本没有完成实验，最后只有抄袭
同学的实验报告应付实验成绩的考核。实验指导过程中，教师一般只
对学生的提问进行指导，有时只告诉学生该如何进行操作，较少给学
生解释。实验结束后，没有对实验中学生普遍出现的问题进行归纳总
结和讲评，上完实验任务就了事，没有达到实验的预期效果。
（3）学生创新设计能力及综合应用水平不高。对于初次学习程
序设计课程的大一新生，面对程序设计语言中繁杂的语法规则有些畏
难，把大量的学习时间用在基础知识点的认识理解上，注重语言语法
细节而对程序设计的思想关注较少，很少关注或参与企业对程序设计
的应用。因此，当课程学时结束后学生觉得只学会一些基本的东西，
只会理解课本中的程序，能够看明白别人写的程序，但如果要自己设
计出程序就显得特别困难，毫无头绪，对于稍微复杂的系统设计，需
要创新的思想和算法的设计时，就难以动手，综合应用的能力相对较
差。
2 实践教学探索与实践体系设计
传统的教学体系中实践教学处于对理论知识的补充地位，实践内
容主要围绕着教材基础知识的理解和对语法的验证，忽略了学生创新
设计能力及综合应用水平的培养，针对这些问题，设计了以问题求解
方法为主线的实践教学。遵循以应用为目的，以任务来驱动，采用多
环节、循序渐进的原则，构建了课程实验和课程实训二个层次和阶段
的实践教学体系，来培养学生的动手编程能力、计算思维能力和解决
实际问题的分析应用能力。
3 教学改革措施与实践
3.1 课程实验
课程实验是与理论讲授同步的配套实验项目，分为基础实验项目
和综合实验项目两类。基础实验项目重在加深学生对语言语法、概念
的理解和应用，每讲完一个知识点，安排学生进行一次实验编程练习，
经历“模仿、改写、编写”过程，掌握相应的知识点。综合实验是对
课程多个知识点进行综合训练，加深学生对课程内容的整体认识和综
合运用。
（1）基础实验。在基础实验中，每个实验项目设计了程序跟踪、
改错调试、设计实现三类递进层次的练习题目，前两个层次重在训练
学生对语言知识的理解和运用能力，后一个层次重在训练学生问题求
解能力。
程序跟踪训练是根据题目给出程序实现的完整代码，让学生利用
调试工具运行程序，跟踪并观察程序的运行情况和运行结果，分析程
序的执行过程，画出程序流程图，目的主要是加强和巩固学生对语言
某一知识点的认识和理解；改错调试训练是在给定题目的功能要求前
提下，在给出的程序中设置几个语法或算法结构上的错误，让学生调
试并排除错误，目的是培养和训练学生对程序结构的理解和算法设计
思想的领悟，以及程序调试能力；设计实现训练是根据项目主题，设
计几个可选的题目，学生可以根据自己能力选择几个或全部完成，目
的是训练学生掌握从问题提出、模型建立、数据表示、算法设计、代
码编写到调试测试程序的项目开发过程和方法，培养学生从对问题的
理解、分析、抽象、设计到用具体语言去实现并进行测试和评价的能
力。
一次实验项目中多个实验题目由浅入深、由易到难的渐进实验
法，让学生在每完成一个题目中收获信心，从而给学生很强的投入感，
迫使他们开动大脑，发挥创造力，使课程的实验阶段成为一个富有挑
战和乐趣的过程，从中获得很大的成就感。
（2）综合实验。综合实验通常是课程实验的最后一个项目，这
时理论讲授课程学时已基本结束或临近结束，因此在实验内容的设计
上，重在锻炼学生对复杂问题和复杂数据类型的处理，在功能模块上
要求相对较多，以培养学生的模块化程序设计思想和能力。在选题上，
实验内容应与实际应用联系紧密，以激发学生的兴趣，教师在综合实
验教学过程中启发、引导学生独立完成程序。3.2 课程实训
课程实训是在理论课和课程实验教学结束后安排的一个实践环
节，目的是通过实训练习，重点训练学生进行程序的模块化设计、程
序流程控制，从而能更加系统地理解语言基础知识，进一步培养学生
应用程序设计理论进行程序设计的能力。因此，在实训的组织和实施
过程中，我们进行了精心安排：
（1）精心安排、合理设计实训项目。在项目安排上，主要是将
一类问题让学生用不同的方法去实现，同时要与实际应用相结合。比
如在集合运算问题上，我们不仅训练和考查学生能用数组、指针等结
构去解决问题，还要让学生与实际问题相结合，验证在对集合数据初
始化时，元素应满足互异性。通过精心设计实训项目，不仅对学生的
程序设计思想和动手编程能力进行训练，还要让学生对输入输出数据
正确组织和合理处理。
（2）精心组织，认真做好项目实训 。实训实施过程中，要求学
生每次在2～3学时完成一个大类问题中的一个子项目，使学生在一
个受时间压迫的环境下练习、锻炼敏捷思维能力，同时要求教师对学
生的实训过程进行跟踪指导、审核、批改，并给出考核成绩。
实训的目的，在于“训”，重点是对学生程序设计思想和程序设
计能力的训练。在实训指导过程中，教师不是简单地给出考核成绩，
更重要的是，要求对学生程序设计中出现的问题进行指导，不仅要指
导帮助学生有正确的程序设计思想，还要为培养学生通过选取或设计
合适的算法来实现目标任务，在给出任务解决的程序设计与编程规范
方案时，遵循数据准备、输入、输出和处理四大步骤，培养编程能力。
即对于任一个现实任务找出合适的数据结构（比如合适类型的变量或
数组）、找出需要输入的数据、需要输出的内容以及处理步骤。这样，
学生才能够通过输入、输出的内容以及要进行的处理更容易地设计或
选择算法。
4 结语
实践教学是提高学生实践能力和创新能力的关键环节，我们通过
课程实验、课程实训、课程设计渐进式的实践教学模式，加强学生实
践能力的培养。经过探索和尝试，在程序设计基础课实践教学方面取
得了较多经验和较好的效果。教学改革的研究和实践是一项长期的、
持续渐进的过程，只有通过不断探索、研究和创新，才能使应用型的
实践教学达到最好的教学效果和教学水平。
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