數(shù)學(xué)專業(yè)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革探討

數(shù)學(xué)專業(yè)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革探討數(shù)學(xué)專業(yè)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革探討

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用的迅速遍及,計(jì)算機(jī)已不再局限于計(jì)算機(jī)專業(yè)人才應(yīng)用的工具，許多非計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生都需要在學(xué)習(xí)和工作中根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)編寫實(shí)用程序。尤其對(duì)于與計(jì)算機(jī)學(xué)科有密切聯(lián)系的數(shù)學(xué)專業(yè)的本科生，需要開設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程。然而，在高校數(shù)學(xué)專業(yè)中發(fā)展計(jì)算機(jī)教育，其要求的教學(xué)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)專業(yè)有很大的不同，不能照搬計(jì)算機(jī)專業(yè)的做法，必須根據(jù)數(shù)學(xué)類專業(yè)的特點(diǎn)及規(guī)律組織教學(xué)，課程設(shè)置應(yīng)該基于數(shù)學(xué)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，以應(yīng)用為目的。筆者以“C語言程序設(shè)計(jì)〞課程為例，通過自身體會(huì)分析了在對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)本科生講授程序設(shè)計(jì)課程的過程中存在的突出問題，并對(duì)其在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法上的教學(xué)模式改革進(jìn)行了初步探討。

1數(shù)學(xué)專業(yè)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題

筆者按照傳統(tǒng)“C語言程序設(shè)計(jì)〞的教學(xué)辦法對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生講授程序設(shè)計(jì)語言課程的過程中，深刻體會(huì)到教師的教與學(xué)生的學(xué)存在下列幾個(gè)突出的問題，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)起來存在畏難情緒，積極性不高。

1.1學(xué)生根底相對(duì)較差，學(xué)習(xí)積極性不高。

筆者所在的單位是文科類院校的數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院，數(shù)學(xué)專業(yè)在以經(jīng)管商為優(yōu)勢(shì)的文科學(xué)校中處于較不被重視的地位，數(shù)學(xué)專業(yè)無論是招生規(guī)模還是招生的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他專業(yè)，錄取分?jǐn)?shù)線也相對(duì)較低，并且很多學(xué)生都不是以第一志愿考入數(shù)學(xué)專業(yè)。因此，本院數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生根底普遍較差，他們的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)自覺性也較弱；另外，有局部學(xué)生對(duì)于調(diào)劑到數(shù)學(xué)專業(yè)還沒有做好思想準(zhǔn)備，思想還不穩(wěn)定，對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)積極性不高。

1.2教學(xué)目標(biāo)的把握不準(zhǔn)確。

數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言課程的時(shí)候，局部學(xué)生雖然掌握了C語言的語法規(guī)那么，但卻不足對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析、編程和處理的能力。究其原因，筆者認(rèn)為教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)的把握不夠準(zhǔn)確，將教學(xué)目標(biāo)主要放在了讓學(xué)生掌握語法規(guī)那么上，而忽略了問題分析和算法思想等程序設(shè)計(jì)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。此外，這種教學(xué)方式還會(huì)導(dǎo)致局部學(xué)生在繁瑣和干燥的語法規(guī)那么學(xué)習(xí)中丟失了學(xué)習(xí)的耐心和興趣，造成了后續(xù)學(xué)習(xí)的困難。

1.3教學(xué)內(nèi)容的組織不合理。

目前,教師通常都按照教材編排的內(nèi)容和順序,按部就班地進(jìn)行教學(xué)工作。然而，C語言教材的編寫者主要考慮到知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和全面性來安頓教學(xué)內(nèi)容順序。筆者認(rèn)為，按照教材前后順序來組織教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生從易到難的認(rèn)知過程存在一定的偏差，主要表現(xiàn)在下列方面：(1)初期的知識(shí)點(diǎn)過于繁多。以數(shù)據(jù)類型局部為例，教材中除了講述根本數(shù)據(jù)類型之外，通常還要講述short、long、signed和unsigned修飾，其他進(jìn)制整數(shù)的表示、各種小數(shù)的表示、字符和字符串的表示等等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)伊始就要面對(duì)如此繁雜的內(nèi)容。許多學(xué)生反映很干燥，容易產(chǎn)生畏難情緒和放棄思想。(2)教材中每一章節(jié)也以大量篇幅羅列介紹C語言語法規(guī)那么為主，較少波及具體的C語言編程應(yīng)用。特別在整個(gè)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)局部，如較難掌握的數(shù)組、指針和函數(shù)，也側(cè)重介紹新概念和相應(yīng)的操作規(guī)那么，即使能輔以簡(jiǎn)單例子加以佐證,也由于這些例子不足與實(shí)際應(yīng)用的緊密結(jié)合而丟失了對(duì)學(xué)生的吸引力.

1.4課程內(nèi)容豐盛，理論及上機(jī)課時(shí)較少。

本院選擇了譚浩強(qiáng)的?C語言程序設(shè)計(jì)》第三版作為教材。教學(xué)方案安頓了總共72個(gè)學(xué)時(shí)教授，其中28個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。然而，程序設(shè)計(jì)這門課程教學(xué)內(nèi)容豐盛，課程難度大，實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)任務(wù)重。在所給的44個(gè)教學(xué)課時(shí)范圍內(nèi)幾乎不能全部完成教學(xué)任務(wù)，為了在有限的課時(shí)內(nèi)盡可能地講授更多的內(nèi)容，為學(xué)習(xí)?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》等后續(xù)專業(yè)課打下根底，教學(xué)進(jìn)度的安頓上超出了學(xué)生能接受的范圍，學(xué)生們普遍反饋速度過快。因此，教學(xué)過程中面臨學(xué)生負(fù)擔(dān)重而課時(shí)少的矛盾。另外，C語言是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，上機(jī)實(shí)踐也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是，在實(shí)際的教學(xué)中，往往由于上機(jī)實(shí)踐課時(shí)的嚴(yán)重不足，上機(jī)內(nèi)容也只局限于驗(yàn)證教材實(shí)例程序。使學(xué)生只能紙上談兵，而無法充沛驗(yàn)證學(xué)習(xí)中的疑點(diǎn)、掌握學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題目的局限性限制了學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的發(fā)展和發(fā)明性思維的培養(yǎng)。

2數(shù)學(xué)專業(yè)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革探討

針對(duì)上述在高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)施中存在的幾個(gè)突出問題，筆者結(jié)合自己在教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)以及吸取優(yōu)秀教師教學(xué)過程中較好的辦法，淺談關(guān)于如何在文科院校數(shù)學(xué)專業(yè)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式[1]改革的幾點(diǎn)拙見，以到達(dá)拋磚引玉的作用。

2.1調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)。

程序設(shè)計(jì)課程由于它有一定的靈活性，難理解性；又由于它的開展迅速性，為當(dāng)下學(xué)生所畏懼。所以培養(yǎng)好學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的興趣、習(xí)慣、辦法、能力顯得尤為重要。

程序設(shè)計(jì)解決問題都是實(shí)際應(yīng)用問題，波及各種各樣的科學(xué)計(jì)算，而實(shí)際問題轉(zhuǎn)換為程序，要經(jīng)過一個(gè)對(duì)問題抽象的過程，建立起完善的數(shù)學(xué)模型，才能設(shè)計(jì)一個(gè)問題解決的程序。這需要程序員具有良好的數(shù)學(xué)根底。數(shù)學(xué)試題與應(yīng)用程序試題是許多大型軟件公司面試中指向性最明顯的一類試題。示例馳名企業(yè)微軟和Intel的招聘面試題目：中間只隔一個(gè)數(shù)字的兩個(gè)素?cái)?shù)被稱為素?cái)?shù)對(duì)，比方3和5，5和7，證明素?cái)?shù)對(duì)之間的數(shù)字總能被6整除(若這兩個(gè)素?cái)?shù)都大于6)等等。因此，在為數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生講授程序設(shè)計(jì)之初，可以引出數(shù)學(xué)在程序設(shè)計(jì)里所扮演的重要角色，讓他們知道自己作為數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生具備很好的學(xué)習(xí)背景，并且告知他們?cè)趯砭蜆I(yè)時(shí)選擇計(jì)算機(jī)行業(yè)具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。從而使得他們有信心并且有動(dòng)力認(rèn)真的學(xué)好程序設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)。

2.2明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

?高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)Ⅰ》教學(xué)中，由于課時(shí)的限制，教學(xué)的目標(biāo)多以介紹語法為主，忽略了學(xué)生的問題分析及算法思想等程序設(shè)計(jì)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。而又由于數(shù)學(xué)專業(yè)的課程規(guī)劃中沒有系統(tǒng)地開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的課程。因此，有必要調(diào)整程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)：以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手編程能力為目標(biāo)，調(diào)整授課順序，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，采用目標(biāo)型教學(xué)模式，側(cè)重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

針對(duì)課程初期知識(shí)點(diǎn)過多的問題，筆者參考國內(nèi)程序設(shè)計(jì)教學(xué)成功的組織方式[2-8]，并站在初學(xué)者的角度，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀重新組織課堂教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，圍繞不同類型的數(shù)據(jù)，將?高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)Ⅰ》課程劃分為下列五個(gè)階段進(jìn)行:

〔1〕根底局部：在課程講授之初，以整型數(shù)據(jù)為主，重點(diǎn)介紹整型數(shù)據(jù)及其相關(guān)操作，示例，常量、變量及其定義、如何正確的輸入、輸出和計(jì)算等概念。這樣，學(xué)生就不會(huì)被繁多的數(shù)據(jù)類型及其變換所嚇倒，增強(qiáng)了他們信心。

〔2〕根底擴(kuò)展局部：在第一局部的根底上，通過簡(jiǎn)單擴(kuò)充，講授常用的float、double等數(shù)據(jù)類型，但他們具體的存儲(chǔ)及多種修飾方式可以讓學(xué)生作為課后參考；另外，對(duì)于有關(guān)字符及字符串的概念及其操作做特殊表明。

〔3〕重點(diǎn)局部：首先綜合介紹程序設(shè)計(jì)中的三種程序結(jié)構(gòu)根本概念和用法，然后本著由問題引入、由淺入深的原那么，精選課本的經(jīng)典例題，并增加一些實(shí)用程序例題，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)這三種根本結(jié)構(gòu)的理解。為了提高學(xué)生算法分析的能力，筆者認(rèn)為必須改革例題的講授辦法：例題必須從零開始，按照自頂向下逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過程逐步給出。

〔4〕難點(diǎn)局部：數(shù)組、指針和函數(shù)是C語言中的難點(diǎn)也是重點(diǎn)局部。在講授的時(shí)候，最好按照各局部的難易、重疊關(guān)系安頓教學(xué)順序。因此，筆者參照根底及其擴(kuò)展局部的做法，仍以整型數(shù)據(jù)為例，重點(diǎn)介紹這三局部的根本概念和操作，再在此根底上對(duì)其它數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)單擴(kuò)展；并重點(diǎn)介紹要求掌握的算法，示例排序、查找等。

〔5〕自學(xué)局部：在課時(shí)有限的情況下，有必要引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)自學(xué)的能力，教師根據(jù)學(xué)生的知識(shí)和能力精選出一些學(xué)生經(jīng)過努力能學(xué)會(huì)的內(nèi)容,給出學(xué)生自學(xué)提綱,教師在課堂上再給予檢查并歸納總結(jié)就可以了，示例，"結(jié)構(gòu)體"這章。有些教學(xué)內(nèi)容教材講得不夠深透,但又是主要內(nèi)容,可指導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)參考資料,培養(yǎng)其閱讀及自學(xué)能力。

2.3構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輔助課程,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的課外互動(dòng)。

由于課時(shí)有限,大量的上機(jī)實(shí)踐和教學(xué)內(nèi)容需要在課外完成。為了提高學(xué)生上機(jī)實(shí)踐和學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,急需構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輔助課程，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的課外互動(dòng)。筆者成功申報(bào)了廣東商學(xué)院第三批網(wǎng)絡(luò)輔助課程的建設(shè)工程，并作為?高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)Ⅰ》網(wǎng)絡(luò)輔助課程建設(shè)的負(fù)責(zé)人，根據(jù)自身教學(xué)的一些體會(huì)并從學(xué)生中集思廣益，主持了該門課程建設(shè)，并得到專家評(píng)委的一致肯定。?高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)Ⅰ》網(wǎng)絡(luò)輔助課程采用“案例導(dǎo)引，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自我評(píng)價(jià)〞的教學(xué)模式，在使用該網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)可以對(duì)課堂教師講授的內(nèi)容通過閱讀電子教案進(jìn)行復(fù)習(xí)，重點(diǎn)使用案例進(jìn)行練習(xí)，完成布置的任務(wù)，通過測(cè)驗(yàn)對(duì)自己學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

主要模塊包括課程信息〔教學(xué)大綱，實(shí)驗(yàn)大綱，考試大綱等〕、課程學(xué)習(xí)〔頒布各學(xué)習(xí)單元教師上課的講義及電子課件，并介紹了學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)分析〕、課程實(shí)驗(yàn)〔課程設(shè)計(jì)大綱，課后實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)案例等〕、擴(kuò)展資源〔包括常見錯(cuò)誤、趣味程序、常見算法、C語言900例及相關(guān)鏈接〕、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)〔各章在線測(cè)試，綜合在線測(cè)試，課后習(xí)題，模擬試題〕、交流互動(dòng)〔提供常見問題及答復(fù)，提供學(xué)習(xí)論壇供學(xué)習(xí)者之間互動(dòng)、交流〕。

網(wǎng)絡(luò)輔助課程的開設(shè),無論對(duì)教師還是學(xué)生來說,都是受益無窮的。以習(xí)題自測(cè)系統(tǒng)為例，對(duì)于教師來說,在網(wǎng)絡(luò)輔助課程中,習(xí)題自測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了習(xí)題的評(píng)判,將學(xué)生的錯(cuò)誤集中在錯(cuò)誤習(xí)題數(shù)據(jù)表中,便于教師及時(shí)了解學(xué)生習(xí)題中存在的問題,歸納出典型的錯(cuò)誤,并在交流互動(dòng)欄目中對(duì)這些典型的錯(cuò)誤進(jìn)行有針對(duì)性解答;通過習(xí)題情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果,教師能及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。對(duì)學(xué)生來說,習(xí)題的網(wǎng)上發(fā)布和測(cè)試,使學(xué)生做習(xí)題的時(shí)間自主性更強(qiáng),便于學(xué)生充沛利用和合理安頓時(shí)間；習(xí)題測(cè)試后的及時(shí)信息反應(yīng),使學(xué)生及時(shí)地了解和解決習(xí)題