_程序设计基础_的实施方案与改革实践_何钦铭

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“程序设计基础”的实施方案与改革实践

浙江大学 何钦铭

今天我与各位教师交流一门具体课程——“程序设计基础”的教学改革经验和教学实施方案。

1 教学中存在的问题

李未院士讲到“程序设计”是计算机学科的核心课程，吴文虎教授也谈到“程序设计”课程的教学经验，凡是主管这门课程的教师都知道，这门课程很难上，学生在学习过程中很难理解教学内容，掌握起来也有难度。原因有以下几方面：

(1) 教师以自己为中心，重教轻学；

(2) 教学中重理论轻实践，纸上谈兵，忽略了对程序设计能力的培养；

(3) 信息技术在中学的普及存在差异，教学中对学生个性化学习需求关注不够。

因此，大学教师在教学中需要重点解决的两个问题是： (1) 如何提高学生的实际编程能力；

(2) 如何在考虑学生基础差异性的基础上实施教学。

2 浙江大学教学改革与实践

浙江大学从90年代初开始进行该课程的教学改革，目标是：

(1) 培养学生的程序设计能力； (2) 解决学生基础差异的问题。

经过十多年的探索，我们总结出一套经验，目前基本形成了比较完整的教学体系，该课程还于2004年被评为“国家精品课程”。突破口概括起来有两点，第一，课堂

教学中采用案例驱动教学方式；第二，建立较好的教学实践体系。

2.1 改革研究的主要内容

总结十多年的改革，我们研究的主要内容有以下五个方面：

(1) 教学内容的组织方式：以程序设计为主，语言知识为辅。

(2) 在课堂教学中采用“案例引入的主题式教学”方法。 ① 教学内容分主题，以程序设计作为贯穿各主题的主线。

② 各主题的教学过程是：“案例分析－要点讲解”、“自学/上机实践”、“疑难解答”。

(3) 建立实践训练体系：通过2类训练/3种作业，从知识点、内容主线和应用面3个层次上逐步提高编程能力；不同类型的学生在这个体系中都有自己的发展空间。

(4) 强化动手能力的考核方式。

笔试(50%)＋(在线编程考试＋平时编程练习)(50%) (5) 借用网络支撑环境建设，包括考试系统和网站等。

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① 支撑实践教学的开展。 ② 鼓励个性化、自主学习。

2.2 突破口一——案例驱动教学

2.2.1 以程序设计为主线，编程案例为驱动

学生在高中阶段接触到计算机并学习了如何使用计算机，到了大学阶段，“程序设计基础”是大一或大二学生深刻理解计算机核心理念和思路的第一门课。在没有计算思维方式的情况下，学生的学习具有一定困难。如果照本宣科，以理论为主，学生无法学习到核心内容，也就对程序设计产生畏难情绪，很难接受。案例教学是很好的方法，通过具体案例让学生理解程序设计的理念和方法。教师在教学中把整个课程分为多个主题，每个主题通过案例引入程序设计的解决方案，其中贯穿讲解程序设计的方法，再引导学生进行上机实践，在上机过程中发现学生的疑难问题，并统一进行讲解。这四部曲周而复始，循环往复，以程序设计为主线，编程案例为驱动，其中程序设计贯穿各主题(纵向)，编程应用为驱动(横向)，通过实践训练学生的编程能力。

2.2.2 教学案例

如在讲解循环结构时，我们遵循“案例分析－要点讲解”、“自学/上机实践”、“疑难解答”的教学过程，用以下几个具体案例进行案例教学：

(1) 输出华氏摄氏温度转换表 学习的循环结构：for

(2) 用格里高利公式求π的近似值 学习的循环结构：while (3) 统计一个整数的位数 学习的循环结构：do-while (4) 判断素数

学习的循环结构：break /continue (5) 求1! + 2! + …. + 100! 学习的循环结构：嵌套循环

2.3 突破口二——程序设计实践能力的培养

2.3.1 加强实践存在的障碍

在“程序设计基础”课程中，提高学生的实践能力至

关重要，也是最核心的内容，具体就是让学生通过练习达到学习的目的。但在实际操作中，无论是在学生方面还是在教师方面都存在一定困难。

计算机专业学生一般四年内的编程量应在2万行以

上，重点学校学生应在4万行以上。分解到每个学年，第一年至少完成程序5000行以上，本课程应在2000行以上。以每个编程题30行计算，至少需要练习60道编程题。以一个班30名学生计算，教师批改作业量至少在6万条以上，这基本不可能完成。因此本课教师布置的作业量少，而学生无法得到充分锻炼。

第二，学生的计算机基础悬殊太大，作业量大，基础弱的学生完不成任务；作业量少，根本无法满足基础强学生的要求。

因此，学生的差异、教师工作量的差异导致本课的实际训练量不够，学生编程能力的培养和提高就存在严重障碍。

2.3.2 培养与提高学生实践能力的主要途径与方法

为了培养和提高学生的实践能力，我们开展了课程实践教学和课外实践活动(竞赛)。

课程实践教学培养学生的基本实践能力，实践训练体系包括2类训练/3种作业，从知识点、内容主线和应用面3个层次上逐步提高编程能力。

(1) 基本编程训练

包括自测作业(系统，在线判题)和主题作业。这两种训练是平常作业，有近100道题。

(2) 综合编程训练(project)

包括大型作业、小组合作、自己命题、分组答辩。学生小组合作做项目，鼓励学生创新，考核以答辩方式进行。学生在学习过程中找素材，团队合作，提高了自学能力、团队合作能力、探索能力和创新能力。

课外实践活动培养学生的创新实践能力，满足一部分优秀学生的发展需求。

我们采取了多层次、多方位的编程实践训练，采用了多种手段激发学生学习兴趣，学生根据自身水平和兴趣选择适合的训练方式，不同水平的学生在课程中都有锻炼机会。我们还提供了丰富的资源供学生自学，让不同程度的学生有不同的发展空间，鼓励个性化、自主性学习。