時間：2023-03-07 15:21:09
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1引言
遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局優(yōu)化概率搜索算法。總的說來，遺傳算法是按不依賴于問題本身的方式去求解問題。它的目標是搜索這個多維、高度非線性空間以找到具有最優(yōu)適應值(即最小費用的)的點[1]。
基本遺傳算法是一個迭代過程，它模仿生物在自然環(huán)境中的遺傳和進化機理，反復將選擇算子、交叉算子和變異算子作用于種群，最終可得到問題的最優(yōu)解和近似最優(yōu)解。
2遺傳算法程序設計改進比較
2.1基本遺傳算法對TSP問題解的影響
本文研究的遺傳算法及改進算法的實現(xiàn)是以C++語言為基礎，在Windows2000的版本上運行，其實現(xiàn)程序是在MicrosoftVisualStadio6.0上編寫及運行調(diào)試的。
1)遺傳算法的執(zhí)行代碼
m_Tsp.Initpop()；//種群的初始化
for(inti=0；i<m_Tsp.ReturnPop()；i++)
m_Tsp.calculatefitness(i)；//計算各個個體的適應值
m_Tsp.statistics()；//統(tǒng)計最優(yōu)個體
while(entropy>decen||variance>decvar)//m_Tsp.m_gen<100)
{
//將新種群更迭為舊種群，并進行遺傳操作
m_Tsp.alternate()；//將新種群付給舊種群
m_Tsp.generation()；//對舊種群進行遺傳操作，產(chǎn)生新種群
m_Tsp.m_gen++；
m_Tsp.statistics()；//對新產(chǎn)生的種群進行統(tǒng)計
}
2)簡單的遺傳算法與分支定界法對TSP問題求解結(jié)果的對比
遺傳算法在解決NPC問題的領(lǐng)域內(nèi)具有尋找最優(yōu)解的能力。但隨著城市個數(shù)的增加，已沒有精確解，無法確定遺傳算法求解的精度有多高。一般情況下，當?shù)鷶?shù)增大時，解的精度可能高，但是時間開銷也會增大。因此可以通過改進遺傳算法來提高搜索能力，提高解的精度。
2.2初始化時的啟發(fā)信息對TSP問題解的影響
1)初始化啟發(fā)信息
在上述實驗算法的基礎上，對每一個初始化的個體的每五個相鄰城市用分支界定法尋找最優(yōu)子路徑，然后執(zhí)行遺傳算法。
2)遺傳算法與含有啟發(fā)信息的遺傳算法求解結(jié)果的對比
當城市數(shù)增至20個時，用分支定界法已經(jīng)不可能在可以接受的時間內(nèi)得到精確的解了，只能通過近似算法獲得其可接受的解。試驗設計中算法的截止條件：固定迭代1000代。表2中的平均最優(yōu)解為經(jīng)過多次試驗(10次以上)得到的最優(yōu)解的平均值，最優(yōu)解的出現(xiàn)時間為最優(yōu)解出現(xiàn)的平均時間，交叉操作次數(shù)為最優(yōu)解出現(xiàn)時交叉次數(shù)的平均值。
表220個城市的TSP問題求解結(jié)果數(shù)據(jù)
算法交叉操作
次數(shù)最優(yōu)解
出現(xiàn)時間平均
最優(yōu)解
簡單遺傳算法80244.479.4s1641.8
含初始化啟發(fā)信息的GA79000.237.4s1398.9
從表2中可以看出，當初始種群時引入啟發(fā)信息將提高遺傳算法的尋優(yōu)能力。同時縮短了遺傳算法的尋優(yōu)時間和問題的求解精度。
2.3交叉算子對TSP問題解的影響
1)循環(huán)貪心交叉算子的核心代碼
for(i=1；i<m_Chrom；i++)
{
flag=0；
city=m_newpop[first].chrom[i-1]；//確定當前城市
j=0；
while(flag==0&&j<4)
{
sign=adjcity[city][j]；//adjcity數(shù)組的數(shù)據(jù)為當前城市按順序排列的鄰接城市
flag=judge(first，i，sign)；//判斷此鄰接城市是否已經(jīng)存在待形成的個體中
j++；
}
if(flag==0)//如果所有鄰接城市皆在待擴展的個體中
{
while(flag==0)
{
sign=(int)rand()/(RAND_MAX/(m_Chrom-1))；//隨機選擇一城市
flag=judge(first，i，sign)；
}
}
if(flag==1)
m_newpop[first].chrom[i]=sign；
}
2)問題描述與結(jié)果比較
下面筆者用經(jīng)典的測試遺傳算法效率的OliverTSP問題來測試循環(huán)貪心交叉算子的解的精度和解效率。OliverTSP問題的30個城市位置坐標如表3所示[2]。
從表4、圖1中可以看到，貪心交叉算子大大提高了遺傳算法的尋優(yōu)能力，同時也降低了交叉操作次數(shù)。在多次試驗中，貪心交叉算子找到的最優(yōu)解與目前記載的最佳數(shù)據(jù)的誤差率為2.7%。而部分匹配交叉算子找到的最優(yōu)解與目前記載的最佳數(shù)據(jù)的誤差率高達7%。從而可以得到交叉算子對于遺傳算法
2.4并行遺傳算法消息傳遞實現(xiàn)的核心代碼
1)主程序代碼
//接收各個從程序的最優(yōu)個體
for(i=0；i<slave；i++)
{
MPI_Recv(Rchrom[i]，chrom，MPI_UNSIGNED，MPI_ANY_SOURCE，gen，MPI_COMM_WORLD，&status)；
}
//計算接收各個從程序的最優(yōu)個體的回路距離
for(i=0；i<slave；i++)
{
fitness[i]=0.0；
for(intj=0；j<chrom-1；j++)
fitness[i]=fitness[i]+distance[Rchrom[i][j]][Rchrom[i][j+1]]；
fitness[i]=fitness[i]+distance[Rchrom[i][0]][Rchrom[i][chrom-1]]；
}
//找到最優(yōu)的個體并把它記錄到文件里
for(i=0；i<slave；i++)
{
if(1/fitness[i]>min)
{
sign=i；
min=1/fitness[i]；
}
}
fwrite(&gen，sizeof(int)，1，out)；
for(i=0；i<chrom；i++)
fwrite(&Rchrom[sign][i]，sizeof(unsigned)，1，out)；
fwrite(&fitness[sign]，sizeof(double)，1，out)；
//每九代向從程序發(fā)送一個最優(yōu)個體
if(gen%9==0)
MPI_Bcast(Rchrom[sign]，chrom，MPI_UNSIGNED，0，MPI_COMM_WORLD)；
2)從程序代碼
//將上一代的最優(yōu)個體傳回主程序
MPI_Send(Rchrom1，chrom，MPI_UNSIGNED，0，gen，MPI_COMM_WORLD)；
//每九代接收一個最優(yōu)個體并將其加入種群中替換掉最差個體
if(gen%9==0)
{
PI_Bcast(Rchrom2，chrom，MPI_UNSIGNED，0，MPI_COMM_WORLD)；
Tsp.IndiAlternate(Rchrom2)；
}
//進行下一代的計算
Tsp.Aternate()；
Tsp.Generation()；
Tsp.Statistics()；
3)并行遺傳算法的性能
筆者在MPI并行環(huán)境下，用C＋＋語言實現(xiàn)了一個解決TSP問題的粗粒度模型的并行遺傳算法。該程序采用的是主從式的MPI程序設計，通過從硬盤的文件中讀取數(shù)據(jù)來設置染色體長度、種群的規(guī)模、交叉概率和變異概率等參數(shù)。試驗環(huán)境為曙光TC1700機，測試的對象是OliverTSP問題的30個城市的TSP問題。
正如在測試串行遺傳算法所提到的數(shù)據(jù)結(jié)果，并行遺傳算法也沒有達到目前所記錄的最好解，但是它提高了算法的收斂性，并行遺傳算法的收斂趨勢如圖2所示[4]。
圖2遺傳算法的收斂過程
3結(jié)束語
本文通過對基本遺傳算法的不斷改進，證明了添加啟發(fā)信息、改進遺傳算子和利用遺傳算法固有的并行性都可以提高遺傳算法的收斂性，其中對遺傳算法交叉算子的改進可以大大提高遺傳算法的尋優(yōu)能力。
參考文獻
[1]劉勇、康立山，陳毓屏著．非數(shù)值并行算法－遺傳算法．北京：科學出版社1995.1
2實驗對象與分析方法
實驗對論文作者所授課的廣西師范大學物理教育專業(yè)4屆5個班本科生，其中1997級81人、1999級78人、2000級65人、2001級1班59人、2001級2班55人，選取大學一年級的力學、熱學的期考成績，力熱課程開設之后的計算機程序設計課程的段考、期考成績。利用相關(guān)系數(shù)法反映計算機程序設計課程成績與力學、熱學課程成績之間線性關(guān)系的密切程度[7,8]。
3實驗結(jié)果
分析所選取的計算機程序設計課程成績比例分布，考慮優(yōu)秀、不及格兩端的學生人數(shù)相對較少，進行相關(guān)分析的誤差較大，而良好、中等、及格分數(shù)段的學生人數(shù)較多，因此將分數(shù)S分為優(yōu)良分數(shù)段（S≥80）、中等分數(shù)段（70≤S<80）、及格與不及格分數(shù)段（S<70）三段，三段中的學生人數(shù)相差不大，分別計算計算機程序設計課程成績?nèi)?、?yōu)良分數(shù)段、中等分數(shù)段、及格與不及格分數(shù)段與力學、熱學課程相對應成績的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表1、表2。可以看出，表中所有相關(guān)系數(shù)均為正值，除個別外主要分布在0.40~0.80之間，絕大部分相關(guān)系數(shù)均大于0.45，大于0.8的相關(guān)系數(shù)很少，沒有大于0.9的相關(guān)系數(shù)，說明力學、熱學課程成績對計算機程序設計課程成績有一定的影響，但影響并不是特別顯著，有一定的正相關(guān)性，但相關(guān)性并不是特別高，計算機程序設計課程成績還受其它因素的綜合影響。
一、引言
近年來，隨著科技的進步，各行業(yè)對計算機技術(shù)的應用越來越普及，為適應社會對高層次人才的需求，各高校也在非計算機專業(yè)加強了計算機知識的教學，在一些理工科專業(yè)中開設了計算機公共基礎課程，并進一步提升了程序設計課程的重要性。另外，程序設計課程是高職高專院校計算機專業(yè)的專業(yè)基礎課程之一，它不僅可以培養(yǎng)學生的編程能力，增強學生的邏輯思維能力，還是學生學習好后續(xù)專業(yè)課程的前提和保障。
為了將學生順利地領(lǐng)進計算機程序設計語言的大門，為了培養(yǎng)和訓練學生的邏輯思維能力和編程的實際動手能，為了取得較好的教學效果和提高教學質(zhì)量。筆者通過近年來的教學經(jīng)驗，對程序設計課程教學中存在的實際問題做個分析、在教學思路與教學方法上提出一些建議。
二、教學中存在的問題
1、學習目標不明確，興趣不濃，積極性不高
由于高職院校學生的入學成績相對較低，學習基礎和學習能力相對較差，對知識的渴望程度有限，在沒有明確的學習目標指引下，很難學好一門課程。免費論文參考網(wǎng)。在教學中本人發(fā)現(xiàn)，有很多學生不清楚學習程序設計語言課程的重要性，認為程序語言設計課程與他未來的工作毫無關(guān)系；有些學生認為學習程序設計語言太枯燥，不如學習多媒體或網(wǎng)絡的一些課程；有些學生是因為學習程序設計需要較強的邏輯思維能力和一定的數(shù)學、英語基礎，因而在學習程序設計時顯得力不從心，不能掌握應用計算機解題的基本思維方式，對計算機程序設計產(chǎn)生畏懼感，知難而退。
2、教學方式呆板，教學內(nèi)容陳舊
在教學過程中，有許多教師仍在沿用傳統(tǒng)的教學方法，偏重知識的傳授，忽視能力的培養(yǎng)。課堂上往往只是知識的傳授者、灌輸者，以教師作為課堂的中心，以廣大學生為講授對象，教師一邊講解教學內(nèi)容，一邊進行演示，課堂氣氛沉悶，師生間缺乏互動溝通，課堂上留給學生練習的時間偏少，忽視了學生的認知主體作用，無法激發(fā)學生的積極主動性，所有學生被迫按照老師的講授速度進行學習，不利于培養(yǎng)思維能力與創(chuàng)造能力，多數(shù)理論停留在紙上談兵的階段。
教材內(nèi)容陳舊、枯燥，脫離課程教學目的，脫離實際。有些教師往往把很大的精力甚至是主要精力放在程序設計語言的語法規(guī)則和語義上，不自覺地把“程序設計”課變成“程序語言”課，在考查方式上也常常是一張試卷決定該課程的成績，導致了學生學習精力的偏移教材中的例題和習題大都是立足于程序語言本身的語法規(guī)則，與現(xiàn)實生活相差太遠，致使部分學生覺得學習編程語言是一件枯燥的事。
3、過于注重理論學習而忽略了編程實踐能力
在高職院校中，非計算機專業(yè)的程序設計語言課程的課時量往往很少，例如我校安排的理論課時和實踐課時加起來總課時為64課時。在教學過程中，很多老師由于受到課時的限制，無法按照正常進度講授完所需的課程知識，或者無法對知識進行詳細展開講解，只好占用上機時間講授理論知識，導致學生過度重視課本上的理論細節(jié)的東西，忽略問題的整體結(jié)構(gòu)，輕視實驗課上的上機操作。
三、提高語言程序設計教學質(zhì)量的幾點思考
1、努力培養(yǎng)學生學習興趣
對于計算機程序設計語言而言，由于許多學生在進入大學以前并未接觸過它，所以，他們會認為計算機語言很深奧、很難學，導致對計算機語言的學習缺乏信心。教師應該采取適當?shù)姆绞郊ぐl(fā)學生的積極性和自信心。
“興趣是最好的老師”， 因為高職學生有基礎較弱自律性不強的特點，所以在講授語言程序設計課時更應該優(yōu)先考慮如何調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生的學習興趣，點燃他們的學習熱情。所以在上課伊始應該向?qū)W生介紹作為 21世紀的大學生在計算機應用方面的要求，以及計算機應用對于他們今后就業(yè)的影響以及工作中的用途。另外，在剛進行計算機語言教學時，不易涉及難度大、不易理解的內(nèi)容，要突出趣味性、易學性，降低學生對新事物的困難感。可在課堂上當場編寫一些小程序、小游戲，并進行演示，以調(diào)動學生的興趣和積極性。
2、采用靈活多變的教學方法
1）實例教學法
教師根據(jù)本節(jié)課的教學目標，確定本節(jié)課的教學目的，然后再精選具有一定代表性的、能涵蓋本節(jié)課要講的知識點的案例程序，通過對案例程序的簡單講解引出本節(jié)課要講的語法知識，運用語法反過來分析程序的運行結(jié)果，根據(jù)程序的執(zhí)行過程分析程序的功能，根據(jù)程序的功能反過來分析編程思路，理解了上述編程思路后，運用這種方法結(jié)合原程序結(jié)構(gòu)再來完成一系列類似程序的編寫。
下面以本人C語言課程中“for 語句”的教學過程為例，詳細闡述一下運用實例教學法如何來實施課堂教學。
①根據(jù)本節(jié)課在教學大綱中的要求：熟練掌握for語句的使用，利用任務驅(qū)動的方式為本節(jié)課設定任務。(任務：求1-100之間所有的奇數(shù)和)
②精心選擇案例程序。
③以案例程序引入本節(jié)課的for語句的語法知識，介紹for語句的一般形式，講解for語句的執(zhí)行過程。
④通過前面兩項的講解，將所學知識運用到案例中去，畫出程序執(zhí)行的實際過程，從而得出程序運行的結(jié)果。
⑤針對案例進行編程思路上的分析，讓同學們真正地理解各變量及表達式在for語句中所起的作用，以便于他們今后獨立編寫程序。
2）比較歸納法
程序設計語言中有很多的定義、概念、語法規(guī)則，它們的使用靈活，功能強大，但是難以記憶。教師可以通過比較歸納的方法將這些概念、語法歸類，使學生獲得的零散知識系統(tǒng)化，對知識理解的更深刻，掌握得更牢固。
下面還是以本人C語言課程為例，在講解完指針這一章后，及時歸納和總結(jié)指針的數(shù)據(jù)類型是至關(guān)重要的。學生們普遍反映這樣一個問題，前面的章節(jié)學得挺明白的，一到了指針這一章就開始糊涂起來。而指針又是C語言的一個重要概念，也是 C語言的一個重要特色，如果不掌握指針就是沒有掌握C的精華。免費論文參考網(wǎng)。所以在教學中一定要提醒學生，在學習本章內(nèi)容時要多思考、多比較、多上機，應用的時候應十分小心。
3、突出上機實踐的重要地位，加強操作環(huán)節(jié)教學指導
為了鍛煉學生解決較大型復雜問題的能力，老師在安排實驗課內(nèi)容時，可以布置一個大題目作為長期任務，再按不同功能模塊分解開來，形成一個個短期任務。每次實驗課要求學生完成其中一個或幾個簡單的功能模塊，這樣，每次實驗課就好像一條鐵鏈上的一個個鐵環(huán)，緊密聯(lián)系。僅以VF語言課程教學中的“學生信息管理系統(tǒng)”為例，把這個系統(tǒng)作為一個長期任務，然后把這個系統(tǒng)劃分為若干個小的模塊。免費論文參考網(wǎng)。比如輸入輸出學生信息、添加學生信息、修改學生信息、查詢學生信息等模塊。這樣，當學生完成每一個功能模塊后，便發(fā)現(xiàn)原來自己實現(xiàn)的是一個復雜的程序。通過這種方法，一方面可以大大降低學生對大型復雜程序的懼怕心理，另一方面也可以培養(yǎng)學生結(jié)構(gòu)化程序設計方法的思想。
四、結(jié)束語
程序設計語言課程作為高職院校學生的計算機基礎課程，直接影響到學生的后續(xù)課程的學習以及未來就業(yè)中的實踐能力，所以在為高職院校的學生講授該課程時，一定要從內(nèi)因和外因兩方面進行深入研究學生的狀況，合理利用教學環(huán)境中的各種教學資源，注重以興趣為導向設計教學內(nèi)容，并且采用有效的教學方法，這樣就能夠使該門課程的教學質(zhì)量上一個臺階。
參考文獻
［1］ 譚浩強.C 程序設計［M］ .北京：清華大學出版社， 2004.
［2］ 楊延廣.對高職程序設計課教學方法的研究與探討.高教論壇，2006(2).
二、我校的計算機基礎教育新舊課程結(jié)構(gòu)的比較
根據(jù)高等教育的發(fā)展,對我校非計算機專業(yè)的計算機基礎教學提出了新的要求,相應的課程體系改革為:計算機基礎分為大學計算機基礎、計算機技術(shù)基礎和計算機應用基礎三個層次,為必修課或選修課。其中:理工類建議選擇C語言程序設計、java語言程序設計等,文科類選擇VB程序設計、web程序設計等;第四、五學期各專業(yè)可根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)需要選擇。同時為了使同學們能更好的掌握知識,將《C語言程序設計》《java語言程序設計》《VB程序設計》《web程序設計》《動漫設計》課程分為兩個學期完成,稱為《C語言程序設計(1)》《C語言程序設計(2)》,其他課程以此類推。
三、教改具體措施以及效果
(一)全程機房教學,增強動手能力
教學方法是為實現(xiàn)教學目標、完成教學任務所采取的措施。傳統(tǒng)的三中心(教師、教材、課堂)教學方法既不適應社會發(fā)展的需求,也不符合計算機教育的特色,必須改革。我校的《大學計算機基礎》由原來的課堂教學,改為全程機房教學,使同學們在邊聽教師講解的同時,可以直接上機進行操作,在學習理論知識的同時,可以立刻得到對計算機操作的感性認識。通過三個學期的教改實踐,完善了全程機房教學模式,對同學們使用計算機的動手能力有很大的提高。
(二)配套教學軟件,提高學習能力
本課程組為《大學計算機基礎》課程開發(fā)了一個《大學計算機基礎輔導練習系統(tǒng)》,該系統(tǒng)分為抽題模塊、答題模塊、判卷模塊,本系統(tǒng)為C/S結(jié)構(gòu),當管理員在服務器端設置好本次模擬練習的題型比例后,系統(tǒng)自動生成一套模擬試卷;所有的同學們可以在客戶端進行答題,當答卷完畢時,由服務器端自動進行判卷并將本次練習的結(jié)果反饋給同學們;該系統(tǒng)可以提供給學習本課程的同學們經(jīng)過教師的指導后,在課堂內(nèi)外自行進行練習。以便同學們完成練習后,自己可以評判自身的學習程度,并在下一階段的課內(nèi)外學習中調(diào)整自己的學習狀態(tài)。本系統(tǒng)已經(jīng)提供給2005級大一學生進行了初步使用,體現(xiàn)了較好的作用。
(三)開發(fā)網(wǎng)絡平臺,整合教學資源
本課程組在調(diào)研了周邊各高校的計算機基礎教育的情況,開發(fā)了一個本校的《計算機基礎教育中心教學平臺》,在本教學平臺上,提供了基礎部課程的相關(guān)介紹,教學信息的,教學資料的下載等等功能,可以提供給任課教師所任課程重點難點詳細介紹。對課堂教學起到了很好的補充作用,方便了同學們在課余時間繼續(xù)學習計算機基礎課程。在本課題的后續(xù)時間里,擬設計開發(fā)計算機基礎教學課程的基于校園網(wǎng)教輔系統(tǒng),使得同學們可以開展課余時間自由學習。該平臺具有以下優(yōu)點:①發(fā)揮以計算機為基礎的現(xiàn)代多種媒體的作用,使教學信息組織超文本化。多媒體的超文本特性可實現(xiàn)教學信息最有效的組織與管理。②在培養(yǎng)高級認知能力的場合中,因特網(wǎng)和校園網(wǎng)是協(xié)作學習的主要形式,實現(xiàn)了協(xié)作式教學。③教學過程的生動性是多媒體計算機的強大魅力之所在。在教學中可以同樣重視教與學這兩個部分。強調(diào)學生的參與意識,教與學成為兩個相輔相成的部分。調(diào)動學生學習的主動性,培養(yǎng)學生的“發(fā)現(xiàn)式”學習能力,使學生不僅學會,而且會學。④在短時間里要獲得大量的信息與知識,這在傳統(tǒng)的教學模式中是可望不可及的,而以多媒體網(wǎng)絡作為傳播信息的渠道,使教師與學生、學生與學生之間,可以同時傳播大量的信息,大大提高教學效率。
(四)編制多媒體課件,增加課堂吸引力
根據(jù)我校計算機基礎教學的實際情況,我們重新編制了《大學計算機基礎》《計算機程序設計A》《計算機程序設計B》的電子課件,使之更符合我校的實際教學情況,更符合浙江省計算機等級考試的要求。其中《計算機程序設計A》課件獲得中國計量學院首屆多媒體課件競賽二等獎。改編后的課件具有以下優(yōu)點:界面清晰、美觀,結(jié)構(gòu)清晰,例題豐富、并附有書本外的課后習題。
(五)出版教輔材料,同步教學改革
根據(jù)高等教育中對計算機基礎教學提出的新要求,和結(jié)合浙江省計算機等級考試的要求,本課題組編制了《C語言程序設計實驗與習題指導》面向21世紀高等院校計算機系列規(guī)劃教材,該教材由“科學出版社”出版,并于2005~2006學年第二學期開始投入我校、浙江工業(yè)大學等高校使用;根據(jù)我校學生應考浙江省計算機等級考試的需要,本課題組編制了《C語言輔導與講義》、《VB程序設計輔導與講義》,并與2005~2006學年第一學期開始投入使用,學生們反映良好。
(六)開發(fā)考試系統(tǒng),改革測試手段
計算機基礎課程是一門應用技術(shù)學科,主要憑試卷來檢測大學生的學習效果,并不能完全反映出學生的實際能力。而且試題類型目前多是測試學生對所學知識是否了解,不是考核學生解決問題的能力,并沒有掙脫應試教育的樊籠,嚴重影響了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。現(xiàn)在這種考試方法,使得學生為了考試而學習,不能提高學生學習的積極性,不能發(fā)揮學生的創(chuàng)造力,這種考試方法與素質(zhì)教育大相徑庭。本課題組開發(fā)了《大學計算機基礎上機考試系統(tǒng)》,本系統(tǒng)具有抽題功能、答題功能、判卷功能、存儲功能、輸出功能,對其中的實踐部分從以前的“紙上談兵”改為“上機實戰(zhàn)”。其中的判卷功能、存儲功能、輸出功能也使得該課程實現(xiàn)無紙化考試,該考試系統(tǒng)于2004~2005學年第二學期開始投入使用。新的考核方法給了學生一個發(fā)揮才能的空間,變被動的死記硬背為靈活的實踐操作,使學生成為知識的主人。
四、實際作用與效果
中圖分類號:TP311.1 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 05-0000-01
Teaching Reform in Computer Program Curriculum
Wu Wenyun,Deng Yaming
(Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic,Changsha410127)
Abstract:How to do a good job teaching computer program is the teachers embarrassing question.In this paper the author many years teaching experience,teaching on the characteristics of computer programs, teaching problems,reform needs of teaching and teaching methods to make plain the reform of areas for reference.
Keywords:Computer language;Logic;Abstract;Process;Object
一、計算機程序課程教學的特點
計算機語言具有很強的理論性、抽象性,學生學習起來難度大,很難激起他們的學習積極性;并且計算機語言發(fā)展速度非?？?種類繁多,并且都有各自的適用范圍。基于各個學校的實際情況,課堂教學內(nèi)容也遠遠滯后于計算機發(fā)展速度,只能將那些具有代表性的語言(面向過程程序設計語言如c語言、面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言如C++等)引入到教學課堂。因此,搞好計算機程序課程教學難度很大,如何上好計算機語言課程也是大家都在探求的問題。
二、目前計算機程序課程教學中存在的問題
(一)教學方法存在有問題
在計算機程序的教學過程中,傳統(tǒng)的教法是按照教材編排的順序講授,即先介紹一條條語句及語言的語法規(guī)則,然后做適當?shù)木毩暫蛯嵱枴＿@種傳統(tǒng)的教學方法存在以下幾方面的問題:
1.堆積的語法規(guī)則和語句學生很難在短時間內(nèi)消化;
2.學生不能明確課程的學習目標和方向;
3.按步就班的教學順序會導致學生的厭學情緒;
4.達不到預期的教學效果。
(二)計算機程序課程教學中存在的客觀問題
實際中的語言程序課程教學又存在幾大棘手問題:
1.眾多的語言規(guī)則讓初學者望而生畏;
2.靈活多變的使用方法又令人捉摸不透;
3.課堂講授時間非常短暫,所學知識得不到及時鞏固;
4.學生不好的學習態(tài)度:學習思維、行為懶惰。
基于以上存在的問題,計算機程序課程教學改革勢在必行。我們在教學中應該有的放矢,不斷探索新的教學理念和方法。
三、教學改革方法
(一)突破傳統(tǒng)的思維方法,根據(jù)市場人才培養(yǎng)需求確定課程目標體系
1.認知目標:通過項目實踐,掌握程序、程序設計的基本概念、程序設計思路與方法;
2.能力目標:小組合作或獨立操作,簡潔明快,易于識別,寓意準確,內(nèi)涵豐富,特征明顯,編寫精細的應用程序;
3.情感態(tài)度目標:培養(yǎng)學生的學習情趣,通過觀察,實踐,感受成就感,設計感,空間感,體驗程序設計的樂趣。
(二)精心選取教學內(nèi)容
課程教學內(nèi)容可以模擬一個軟件公司的設計部門,以一個普通的設計人員在工作中所遇到的實際問題為主線,將客戶的要求轉(zhuǎn)化為實際的任務,要求學生解決。整個教學過程共模擬若干個工作場景,設計教學過程于工作(生產(chǎn))過程中的職場環(huán)境,將課程教學內(nèi)容和要求都融入到這些案例中。
(三)認真設計并精心組織實施教學過程
本課程基于案例模擬真實公司環(huán)境的情景下,以項目案例驅(qū)動學生動手操作,進而對項目中的知識點進行總結(jié)。具體內(nèi)容包括:
1.實訓項目:可根據(jù)課程教學需要來確定
2.實訓目標:掌握模塊結(jié)構(gòu)設計、面向?qū)ο蟪绦蛟O計及程序設計風格,掌握程序基本結(jié)構(gòu)設計及實現(xiàn)方法。
3.基本做法
a參與人員:全體學生(分組)
b實訓地點:教室+專業(yè)機房
c實訓途徑:設計+上機操作
4.實施步驟
策劃:情景引出―明確任務―教師引導分析任務,設計討論具體的解決方案。(由于學生初學,對代碼設計的掌握還沒有達到游刃有余的狀態(tài),所以前期以教師引導,幫助設計解決方案為主。后期可減少策劃時間,將實施時間延長,讓學生自由發(fā)揮)
實施:事前要求學生分組設計模塊流程圖,設計實施方案,動手設計代碼,完成項目,鞏固知識點。(巡查學生的掌握程度,對實施過程中出現(xiàn)的問題進行輔導)
總結(jié):小組互評設計的優(yōu)劣
a緊扣實訓目標,總結(jié)達標程度。
b思考與互動:你學會了這個實訓項目,對你的畢業(yè)論文/設計,職業(yè)資格證書考試有什么幫助?
(5)課程評價
a教學效果考試方式
平時成績:考察學生的學習態(tài)度(20%)
學生自評:緊扣實訓目標,總結(jié)項目達標程度(20%)
老師評價:理論考試和實訓評價(60%)
b教學效果評價:
i組織學生參加軟件水平考試的合格率
ii畢業(yè)生在相關(guān)行業(yè)就業(yè)情況:畢業(yè)生就業(yè)信息反饋獲取數(shù)據(jù)
四、教學改革過程中應該注意的問題
(一)注重學生計算機思維的培養(yǎng)
在講課中,應集中精力對章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)進行詳細闡述、對所要解決的實際問題進行深入剖析,不應花太多的時間放在對語句語法的過多講解。當遇到實際編程時,需積極引導學生把“要想干什么”的問題,直接轉(zhuǎn)化為“要解決什么”的問題。當問題確定以后,必須選擇正確的算法。當然,計算機編程中的算法和數(shù)學中的算法存在很大區(qū)別,需要教師對學生們的計算機思維進行長期而有針對性的訓練和培養(yǎng)。
(二)啟發(fā)式教學激發(fā)學習主動性
計算機語言教學的關(guān)鍵是培養(yǎng)學生的編程思維,我們可以大膽采用啟發(fā)式教學,引導學生盡快明確編程思路,掌握基本編程方法。在課堂上,可以嘗試讓學生自己去編程實現(xiàn),教師只扮演“打字員”的角色,直接把內(nèi)容輸入到語言環(huán)境中,一邊輸入一邊和大家交流,如果實在有困難,教師停下來再加以詳細分析,直到程序編譯、運行和顯示出正確結(jié)果。啟發(fā)式教學很容易讓學生掌握程序設計的完整過程,也可以大大提高我們授課的效率。
(三)抓住重點、化解難點
講授重點內(nèi)容時,應放慢速度、加重語氣,從而吸引學生的注意力。當遇到難點時,善于化解,把問題逐漸細化,所有小問題解決了,難點自然就解決了。
(四)強化實踐
計算機語言的實踐就是上機編程,是培養(yǎng)學生綜合運用相關(guān)知識解決問題的重要途徑,也是我們了解教學反饋信息的直接渠道。只有親自動手、親自實踐,才能真正體會到語言編程的樂趣,才能發(fā)現(xiàn)自己的智慧閃光點。通過上機練習也可以進一步加深對理論知識的掌握,也將有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維、獨立分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)學生實際編程的能力。需要強調(diào)一點,實驗內(nèi)容安排上應由淺入深,開始時給出引導性實例,后期提出問題,讓學生分組自主發(fā)揮,教師抽空進行總結(jié)講解,這樣更能激發(fā)他們自主學習的主動性和積極性。
(五)搞好總結(jié)
課堂教學以后,授課教師特別年青教師多寫寫教學心得體會,多回憶回憶課堂情況,多和授課對象交流反饋,成功的有哪些,不足的有哪些,以后就能做到有的放矢,揚長避短,更好更快地提高我們教學能力和業(yè)務素質(zhì)。
總之,要教好計算機程序課程,不能按照單一的“黑板―書本”教學模式,應大膽進行課程教學改革,采用豐富多彩、滿足學生需要的教學模式,精心設計并認真把握各個教學環(huán)節(jié)。只有如此,教學質(zhì)量才會有本質(zhì)的提升。
參考文獻:
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[2]彭邵東.信息技術(shù)教育研究,湖南師范大學出版社,2002,6
一、物理學與計算機的密切關(guān)系
電子計算機是因解決物理問題的需要而產(chǎn)生的，二次大戰(zhàn)期間為了快速計算彈道，被公認為世界第一臺電子計算機ENIAC于1946年研制成功，萬維網(wǎng)的出現(xiàn)是因歐洲核物理學家們進行學術(shù)交流的需要而設計出來的。由此可見，計算機與物理學的關(guān)系是非常密切的，物理學的發(fā)展促成了計算機的產(chǎn)生與發(fā)展，計算機的出現(xiàn)是二十世紀最偉大的科學技術(shù)成就之一，它延伸了人們的思維能力，成功地解決了很多物理、數(shù)學等方面的難題，沒有計算機就不可能準確計算出火箭和衛(wèi)星的軌道位置、就沒有今天的航天成就，計算機應用跨越各個學科，在工業(yè)技術(shù)、企業(yè)管理、情報信息處理、國民教育等領(lǐng)域引起深刻的變革，在今天幾乎沒有哪一個學科能夠離開計算機的應用。
作為孕育計算機誕生與發(fā)展的物理學，如果說早期物理學應用計算機主要解決人們的計算速度、強度的技術(shù)問題，那么到了今天，計算機已在更深刻的層次上促進物理學的發(fā)展，由于在物理學很多領(lǐng)域中能夠找到精確解的理論問題已經(jīng)不多了，剩下的是大量的復雜的非線性問題，對這些問題的分析、預測和求解離開計算機，人們幾乎無能為力了。另外一個方面，在計算機出現(xiàn)之前，人們只能夠通過真實的實驗來驗證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費巨額資金做實驗來探測某些數(shù)據(jù)和驗證方案的可行性。而今天很多實驗可以通過計算機仿真實驗來完成，達到與真實的實驗完全相同的效果，成本低廉且安全環(huán)保，用計算機來進行科學實驗是科學技術(shù)史上革命性的變化。
物理學與計算機科學互相促進、共同發(fā)展的情況對我們今天的物理教學提出了更新更高的要求，物理學的教學內(nèi)容、教學手段和教學方法必須與時俱進，適應新形勢的要求。
二、物理教學中結(jié)合計算機教學的一些思考
大學物理課內(nèi)容很多，結(jié)合不同的專業(yè)，在保證教學大綱的基本要求的前提下，內(nèi)容上作一些必要的取舍，針對計算機科學技術(shù)和應用等相關(guān)專業(yè)，教學內(nèi)容上適應地向?qū)I(yè)傾斜，使基礎課更好地為專業(yè)課服務，明確基礎課的服務目標，讓學生明了物理課程對后續(xù)專業(yè)課程的重要性，提高學習的積極性和主動性，以取得良好的學習效果，具體做法以下幾方面進行：
（一）精選典型物理問題用計算機編程求解
大學物理課程一般在大一的下學期和大二的上學期進行，而大多數(shù)專業(yè)的計算機程序設計課程也恰好在此階段展開，這就為物理課與計算機程序設計課相結(jié)合創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)物理教學的不同階段，可以精選一些典型的物理問題用計算機編程進行數(shù)值求解。例如在力學部分講拋物運動時，先按教材講授忽略空氣阻力時的運動方程，求出精確解，然后補上空氣阻力二次項，方程就變成非線性的了，讓學生體驗含有空氣阻力時實際問題求解的難度，再介紹計算機數(shù)值計算的方法與思路，給出編程示范，作為綜合習題讓學生完成程序設計與調(diào)試，并與計算機程序設計課教師協(xié)商，程序調(diào)試可利用計算機上機課時間完成，通過這種方式，理論聯(lián)系實際，既培養(yǎng)鍛煉了學生解決實際問題的能力，又提高了學生學習物理課和學習計算機程序設計課雙方面的積極性。又例如在振動學章節(jié)用計算機演示單擺大角度強迫振動的混沌效應；在熱力學章節(jié)用計算機模擬二維布朗粒子運動；在電磁學章節(jié)用計算機編程求解一般位置的電場和磁場分布情況，像載流圓形線圈，根據(jù)畢粵--薩伐爾定律和對稱性，教材上只給出了求線圈軸線上點的磁感應強度，但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了，因此可在課堂上簡單介紹計算機積分法，要求學生在此基礎上利用計算機完成求解圓形電流非軸線上點的磁場分布情況，鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握，學習和體會計算機編程的方法與技巧。
通過精選少量典型物理習題利用計算機編程進行數(shù)值求解，以小論文或綜合作業(yè)的形式布置練習，具體實施中充分征求計算機相關(guān)教師的意見并請求協(xié)助和參與實施，加強不同學科、不同課程之間的交流與協(xié)作，達到事半功倍的雙贏的教學效果，充分體現(xiàn)大學物理課的基礎地位與作用，體現(xiàn)計算機對物理學習和研究的重要性，知道這兩門課程關(guān)系如此密切，學習的認真態(tài)度和積極性自然就得到了加強和提高。
（二）部分物理實驗利用計算機仿真課件來進行
1.引言
近年來，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展和高等教育大眾化的快速推進，計算機及相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴峻，就業(yè)難現(xiàn)象日益突出，而行業(yè)企業(yè)卻難以找到所需的大量計算機人才。計算機專業(yè)人才培養(yǎng)與行業(yè)企業(yè)需求出現(xiàn)了錯位，讓我們反思現(xiàn)有計算機專業(yè)培養(yǎng)模式存在的問題。
2014年6月刀日，國務院頒布了《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》，指出采取試點推動、示范引領(lǐng)等方式，引導一批普通本科高等學校向應用技術(shù)類型高等學校D型。隨后，湘南學院加入“中國應用技術(shù)大學聯(lián)盟”。2014年11月，湘南學院成為湖南首批兩所轉(zhuǎn)型發(fā)展應用技術(shù)大學試點高校之一。計算機科學與技術(shù)專業(yè)作為地方本科高校應用性較強的專業(yè)之一，轉(zhuǎn)型發(fā)展符合國家和學校的轉(zhuǎn)型政策，培養(yǎng)面向行業(yè)企業(yè)需求的應用型人才刻不容緩。
本文通過我校參與ACM競賽的歷程，以賽促學，提高學生自主學習的積極性、團隊協(xié)作能力和實踐操作能力，培養(yǎng)適合行業(yè)企業(yè)需求的應用型人才。
2.地方本科高校計算機人才培養(yǎng)模式存在的問題
隨著計算機與通信技術(shù)的快速發(fā)展，行業(yè)企業(yè)需要大量的計算機人才，但是地方本科高校計算機畢業(yè)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量卻逐年降低。
第一，由于本科辦學時間較短、財政投入偏少等原因，地方本科高校計算機專業(yè)實踐訓練場地有限，實驗設備較為落后，受傳統(tǒng)培養(yǎng)方式的影響，偏重理論教學，對實踐操作重視程度不高，影響了學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。
第二，地方本科高校的計算機人才培養(yǎng)方案更新較慢，計算機技術(shù)發(fā)展與應用又日新月異，新的知識與理論未能及時引入到計算機教學中來，出現(xiàn)了授課內(nèi)容與計算機應用新技術(shù)脫節(jié)現(xiàn)象。
第三，計算機是應用性比較強的學科，由于專業(yè)課時有限，實踐訓練有待加強，實踐教學模式陳舊，缺乏一種學生課外自主學習的激勵機制。
第四，教師教育學生的方式仍停留在應試教育階段，學生學習積極性不高，以致教師所講授的知識學生未能很好地理解與掌握。
第五，傳統(tǒng)的實驗考核、作業(yè)批閱都由教師人工完成，受限于教師的知識水平和經(jīng)驗，缺乏嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)進行測試，降低了實踐與練習效果。
第六，計算機專業(yè)課程的考核還停留在紙質(zhì)試卷上，學生只需通過死記硬背便能獲得高分，但遇到實際問題卻不能運用所學專業(yè)知識來動手解決，出現(xiàn)了高分低能現(xiàn)象。
3.ACM競賽簡介
ACM國際大學生程序設計競賽（ACM International Collegiate Programming Contest，ACM/ICPC）是由國際計算機學會（Assoeiation for ComputingMachinery，簡稱ACM）的世界公認的規(guī)模最大、水平最高的國際計算機競賽田，也是全球大學生計算機程序設計競賽活動中最具影響力的賽事，被譽為計算機界的“奧林匹克”。ACM競賽從1970年開始舉辦至今已40屆，備受世界著名行業(yè)企業(yè)高度關(guān)注，ACM獲獎者成為各大行業(yè)企業(yè)爭搶對象。IBM公司是ACM國際大學生程序設計競賽長期贊助者，亞洲（中國）區(qū)域賽則由國內(nèi)著名公司華為、阿里巴巴等領(lǐng)銜冠名。ACM競賽成績成為百度、騰訊等著名行業(yè)企業(yè)招聘的重要參考條件。
ACM競賽是各高校計算機人才培養(yǎng)成果的直接體現(xiàn)，有利于提高計算機及相關(guān)專業(yè)的教學水平。ACM競賽旨在使大學生通過計算機來充分展示其分析問題和解決問題的能力。競賽涵蓋的內(nèi)容很廣，主要考查學生的邏輯思維能力、策略設計能力、團隊協(xié)作能力和運用交叉學科知識解決問題的能力。ACM競賽提倡創(chuàng)新和團隊協(xié)作，鼓勵學生在構(gòu)建全新的軟件程序時盡情發(fā)揮創(chuàng)意，幫助學生檢驗自己在強壓力下的實踐操作能力。
4.建立依托ACM競賽的計算機應用型人才培養(yǎng)新模式
計算機應用型人才培養(yǎng)主要由專業(yè)教育、素質(zhì)教育組成。專業(yè)教育分為專業(yè)教學、實踐教學。素質(zhì)教育包涵其它學科綜合教育。依托ACM競賽優(yōu)勢，將其融入計算機人才培養(yǎng)，可以彌補地方本科高校計算機應用型人才培養(yǎng)模式的不足。
1）ACM在線評測系統(tǒng)開發(fā)培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力
湘南學院ACM在線評測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)為湖南省大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目，為學生學習C/C++語言程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設計、Java等程序設計類課程提供一個學習、練習和交流的平臺。學生在項目開發(fā)過程中，團隊合作、協(xié)作分工，鞏固了所學的理論知識，系統(tǒng)學習了軟件開發(fā)理論，并將之貫穿于實踐，激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，促進了學生對科研項目興趣，提高了學生軟件開發(fā)水平和學術(shù)水平，充分鍛煉了學生的創(chuàng)新實踐能力、應用開發(fā)能力和科技論文寫作能力，培養(yǎng)了學生的專業(yè)能力。項目實踐讓學生在提高專業(yè)能力的同時，獲取了開發(fā)實際軟件項目的成就感，有利于學生積累項目開發(fā)經(jīng)驗，培養(yǎng)學生自信心和價值感，提升學生適應培養(yǎng)行業(yè)企業(yè)需要的就業(yè)競爭力。
2）以賽促教，提高學生的專業(yè)教育和綜合素質(zhì)教育水平
培養(yǎng)計算機應用型人才，主要培養(yǎng)學生的動手實踐能力。將ACM競賽引入程序設計類課程日常教學中，可以改革傳統(tǒng)實踐教學模式和以筆試為主的課程考核體系，學生通過ACM在線評測系統(tǒng)進行實踐訓練，教師通過答題情況來反饋學生對講授知識的掌握程度，采用ACM在線測評系統(tǒng)考核結(jié)束后的最終排名為主和平時成績及實驗成績?yōu)檩o進行課程評價。程序設計類課程作業(yè)和實驗，隨意性大，題意模糊，解答也模糊。而ACM在線評測系統(tǒng)要求非常嚴格，題意清晰，解答精確。ACM競賽雖然要求程序運行結(jié)果與題意完全符合，但并不限制用何種算法去實現(xiàn)，學生可以嘗試各種可以實現(xiàn)的算法，充分鍛煉了學生的動手操作能力，提高了實踐教學水平。通過實踐來鞏固理論教學，提高了學生的專業(yè)教學水平和質(zhì)量。ACM競賽涵蓋計算機、數(shù)學、英語、心理學等學科，有利于學生的綜合素質(zhì)教育的培養(yǎng)。
3）以賽促學，建立四級競賽學習機制
第一級是程序設計類課程的學習與練習。程序設計類課程任課教師在ACM在線評測系統(tǒng)布置作業(yè)和實驗，根據(jù)做題情況的動態(tài)排名來確定學生的平時成績和實驗成績，激發(fā)學生對程序設計類課程的興趣，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力。第二級是每年五月定期舉行湘南學院ACM程序設計競賽，吸引計算機及相關(guān)專業(yè)的學生參與ACM競賽，選拔優(yōu)秀學生組建ACM集訓隊，利用晚上和周末進行系統(tǒng)學習與集訓，通過ACM集訓隊員帶動其他學生提高編程水平。第三級是積極參加每年湖南省教育廳舉辦的湖南省大學生計算機程序設計競賽。讓學生走出去同全省各高校學生進行競爭，大力宣傳所獲成果，吸引更多學生參與。第四級是積極參與行業(yè)企業(yè)組織的程序設計比賽。一些著名行業(yè)企業(yè)通過舉辦競賽來選拔人才，如Google公司舉辦的Google Code Jam程序O計競賽、百度公司舉辦的百度之星程序設計大賽、計蒜客在線教育舉辦的計蒜之道程序設計大賽等。學生通過參與競賽，可以更加了解企業(yè)的需求和自己的不足之處，激發(fā)學習動力，盡快彌補短板，提高就業(yè)能力。
4）建立ACM競賽與人才培養(yǎng)共贏機制
為了充分調(diào)動學生、教師的積極性，克服各種困難，取得理想成績，應建立ACM競賽與人才培養(yǎng)共贏機制，既可以為ACM競賽提供源源不斷的動力，又能為培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才可持續(xù)發(fā)展提供保障。具體的舉措建議如下：建立ACM在線評測系統(tǒng)，為學生提供學習、訓練和交流的平臺；成立校ACM協(xié)會，通過協(xié)會來推動學生的參與，培養(yǎng)學習興趣；培養(yǎng)學生梯隊，實行老隊員帶新隊員，形成互相學習、競相趕超的學習氛圍；完善ACM競賽激勵機制，對獲獎的學生按獲獎級別及時給予現(xiàn)金獎勵和學分減免，對指導教師給予工作量補助和現(xiàn)金獎勵、職位晉升、評優(yōu)評先和職稱評定時給予政策傾斜用，對組織參賽的二級學院給予肯定和獎勵。
5.依托ACM競賽，培養(yǎng)應用型人才
依托ACM競賽建立的應用型人才培養(yǎng)新模式，主要從以下幾個方面來培養(yǎng)應用型人才。
1）更新人才培養(yǎng)觀念
地方本科高校計算機專業(yè)需要更新人才培養(yǎng)觀念，將ACM競賽制度納人教學體系，成為常規(guī)性、制度化的工作，積極探索“以賽促教、以賽促學”的應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。
2）搭建ACM學習平臺，建設ACM開放性實驗室
構(gòu)建ACM在線評測系統(tǒng)，學生可以在校園內(nèi)隨時隨地使用電腦在線做題，系統(tǒng)自動返回做題評測結(jié)果，有利于學生的自主學習。實驗室是培養(yǎng)學生實踐能力的重要場所。建設ACM開放性實驗室，配備專業(yè)素質(zhì)過硬、動手能力強的指導教師給予適時指導，以開放和包容的態(tài)度來滿足學生的學習熱情和求知欲望，學生通過ACM在線評測系統(tǒng)，自主練習，采用算法分析、程序優(yōu)化、歸納總結(jié)等方式提高學生的實踐能力和邏輯思維能力。
3）擴大ACM競賽的受益面，營造濃厚的學習氛圍，
ACM競賽已經(jīng)培養(yǎng)了一批高素質(zhì)應用型創(chuàng)新人才，將ACM競賽內(nèi)容列入程序設計類課程作為教學案例，擴大賽后的延伸效益，把ACM競賽融入程序設計類課程實踐教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和實際設計能力，提高教學質(zhì)量，促進計算機專業(yè)改革和建設。在四級競賽學習機制中，無論是作業(yè)、實驗，還是校賽、省賽、企業(yè)賽，由于均采用動態(tài)排名，客觀公正，因此可以激發(fā)ACM隊員編程興趣和積極性，逐漸形成良好的學風，營造濃郁學習氛圍。
4）鍛煉學生的競爭能力，培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)
在四級競賽機制中，無論是練習還是競賽，參賽隊員都能看見即時動態(tài)排名和做題情況，這樣給學生帶來了較大的心理壓力，能否及時調(diào)整心態(tài)將會起到至關(guān)重要的作用。通過平時訓練和不同級別的競賽，可充分鍛煉學生的心理承受能力，提升其適應行業(yè)企業(yè)需求的競爭優(yōu)勢。
5）通過ACM組隊集訓，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力
為了適應行業(yè)企業(yè)開發(fā)應用軟件的需求，按照ACM競賽規(guī)則，采用3人一組共用一臺電腦進行組隊訓練模式，組員之間分工協(xié)作，默契配合，有利于提高學生的團隊開發(fā)能力。
6）提升學生的英語應用能力
由于計算機專業(yè)資料大多數(shù)是英文資料，按ACM/ICPC規(guī)則組織的競賽基本上是英文題目，這讓參加ACM競賽的學生長期進行英語學習，極大提升了學生的英語應用能力。
6.應用效果
程序設計課程作為計算機專業(yè)的一門基礎課程，它有利于提高學生的思維能力，對學生深人學習計算機專業(yè)知識有很大的幫助。其目的就是通過學習程序設計語言的基本思想、語法知識和編程方法，提高學生的程序設計能力、分析解決實際問題的能力，并培養(yǎng)形成嚴密的邏輯思維能力。那么如何根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展變化，對程序設計語言課程的教學內(nèi)容、教學方法、考核方式進行相應的改革，實現(xiàn)培養(yǎng)高等技術(shù)應用型和高技能型計算機人才目標，已經(jīng)成為廣大中職教師普遍關(guān)注和重點研究的課題。
1程序設計語言教學中存在的問題
1.1教學課時少
目前我校計算機專業(yè)的學制2+1的模式，學校開設的程序設計語言課程的課時(包括理論課時和實踐課時)較少，這就導致實際教學中存在理論課時和實踐課時不夠的情況，學生只能掌握最基礎的程序設計知識，理解書本上現(xiàn)有的一些設計實例，而不能用該程序設計語言進行實際問題的處理。
1.2學生基礎參差不齊，學習程序設計的信心、興趣不足
因為學習程序設計需要較強的邏輯思維能力和較扎實的數(shù)學功底，而中職學校的學生普遍數(shù)學基礎較薄弱，導致在學習程序設計時顯得力不從心。由于缺乏對計算機本身解題的認識和了解，有些基礎較差的學生還對計算機程序產(chǎn)生一種莫名其妙的神秘感和畏懼感，人為的給自己學習程序設計語言設置了一道門檻。學生對程序設計課程的學習興趣不高，課堂教學中反常行為較多，如卜課睡覺、講話、玩手機、不配合老師、不交作業(yè)等。學生普遍反映難學，提不起學習興趣，感覺學不到知識或?qū)W的知識沒用。
1.3學校對程序課程的重視程度不高
計算機程序設計課程注重對學生的思維能力的訓練，這與圖像處理，動畫設計等培養(yǎng)學生動手能力的課程不同，不能立竿見影的看到學生的學習成果。這就導致一些領(lǐng)導對這門課程不夠重視，從而使部分教師對這類課程的教學參與興趣不濃厚，甚至有些學校以取消了程序設計語言的課程設置。
1.4教學方法落后
中職程序設計語言課程一般采用的教學方法是教師課上講授加學生實驗的形式，學生在上機實驗時僅僅是對書本上現(xiàn)有的一些實例進行編輯調(diào)試，一旦調(diào)試成功就完成任務。這種教學方法實際上只是讓學生掌握了一些程序設計的語法知識和調(diào)試技巧，而達不到培養(yǎng)學生利用該程序設計語言從一個實際問題人手分析問題、解決問題的能力。
1.5考核方式較簡單不能全面檢驗學生的學習效果
目前的考試方式以試卷為主，無法全面檢驗學生的學習效果，對學生的實踐能力考查無法體現(xiàn)學生的真正學習效果。
2間題分析
是什么原因造成了以上這些問題那?隨著高中教育不斷普及，中職生源及綜合素質(zhì)急劇下降。普遍特點是他們基礎薄弱，尤其數(shù)學和英語，這是學好程序設計的最大障礙。教材不能適應中職教學的要求?，F(xiàn)今中職程序設計語言教材存在的普遍問題是實踐性教學和實訓內(nèi)容不足，沒有體現(xiàn)教材的實用性和職業(yè)性，不能保證對學生實踐能力的培養(yǎng)，不能體現(xiàn)技術(shù)應用型人才的培養(yǎng)要求，缺少中職教育特色。面對這些問題，我們不能望而卻步，一味地去埋怨是起不到效果的，要真正想解決問題，最好就要去不斷地摸索，尋找解決問題的突破點，探索適合學生發(fā)展的教學方法和教學內(nèi)容，以充分調(diào)動他們的學生積極性和主觀能動性。
3解決間題的關(guān)鍵在于教育方法的創(chuàng)新
古人云:“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣對學生的學習有著神奇的內(nèi)驅(qū)動作用，能變無效為有效，化低效為高效。充分激發(fā)學生的學習興趣是當前開展素質(zhì)教育，優(yōu)化課堂教學，減負提質(zhì)的最根本、最有效的途徑之一。興趣的產(chǎn)生來源于興趣源，興趣源必須由教師來創(chuàng)造，并貫穿于教師授課全過程的各個環(huán)節(jié)中。針對程序設計這門課程的特點教師可采用以下一些方法提高學生的對本課程的興趣。
(1)基于問題的教學。提出問題，以學生獨立完成為主，教師只提供必要的輔導，培養(yǎng)學生探索問題和解決問題的能力，更有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(2)“項目驅(qū)動”教學。在理論教學中采用“項目驅(qū)動”教學法，整個課程教學圍繞一個“工程項目”進行，通過逐步拓展的實訓項目和設計，將每一階段的學習進行小結(jié)性的貫穿與能力提高，將知識點都溶化到一個個實訓項目的程序編寫中。
(3)討論教學法。在教學過程中，充分發(fā)揮學生的積極性與主動性是非常重要的一環(huán)。程序設計有一個最大的特點，一題多解。針對這個特點，教師在習題課的教學中，可以采用討論式教學方法。在此過程中，學生們通過提問、答辯、論證、反駁、判斷等激烈的討論，互相啟發(fā)、相互協(xié)作去分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，總結(jié)經(jīng)驗。不僅可以讓學生獲得課外的知識，同時也利于充分挖掘?qū)W生的學習潛力。
(4)歸納教學法編程語言有很多的定義、概念、語法規(guī)則，它們使用靈活、難以記憶，也特別容易出錯。如果能夠引導學生進行歸納，將會起到事半功倍的效果。編程語言的定義、概念、語法規(guī)則有許多相似的地方，例如:for ……to……與do……w hile等命令，有很多語法規(guī)則是一樣的，對它們進行歸納之后，學生只要記住其中一個，另一個自然就會使用了。
(5)分組教學法。注重培養(yǎng)團隊精神，以“競”求進上機編程實踐是學好程序設計語言的關(guān)鍵。但上機實踐過程中如果“各自為戰(zhàn)”，或在教師的統(tǒng)一“指揮”下以完成不同題型的任務為實踐內(nèi)容，對于中職學生而言很容易失去上機興趣，也很難達到上機實踐之目的。因此，不妨針對中職學生的特點，適當轉(zhuǎn)變上機實踐的形式。以組建團隊的形式上機實踐，事前分配給每個學習小組不同的實踐任務。組長負責本組學生利用課余時間去思考、收集資料，上機時各組先分別完成相應任務，然后相互演示成果，評判優(yōu)劣，最后再進行任務交換，討論編程心得。在此過程中教師主要充當協(xié)調(diào)者的角色，對確有疑難的地方可適當加以指導，主要過程可由學生自行解決，則學習能力強的學生自然會成為教師的助手。
VB程序設計是很多高校非計算機專業(yè)學生必修的一門計算機基礎課程，我們學校也不例外。蘇州大學應用技術(shù)學院是民辦公有本科院校，該學院的非計算機專業(yè)理工科學生全部必修VB程序設計，并且要求學生通過江蘇省計算機等級考試二級，且與學位掛鉤。本人所教授班級學生每年等級考試的通過率均名列全院前茅，受到該院學生和教師的好評。今年在首次實行的由學生選擇任課教師過程中，出現(xiàn)了“漲停版”狀況，在短短的十分鐘內(nèi)，選我所授VB課程的學生人數(shù)爆滿，導致后面很多想選修我的VB課程的學生沒能選上，事后這些學生私下問我:“如果沒選上我的VB課，能不能到我的課堂聽課?”這件事情給我的觸動很大，學生的認可是最高的獎勵!通過多年的研究和探索終于摸索出一套適合民辦本科院校的程序設計的教學方法。
1教師的人格魅力是吸引學生學好知識的必要條件
“師者，傳道授業(yè)解惑者”，教師這個行業(yè)是一個非常神圣的職業(yè)。它不但給學生傳授知識、解答疑問，更重要的是直接影響學生的思想價值觀和世界觀的形成。老師的一言一行都銘記在學生的心目中，潛移默化地影響著他們的成長。所以教師的責任心和職業(yè)道德是非常重要的，在某種程度甚至比他的知識水平還重要。這是我的個人看法。要想做一名好教師，首先要做一個好人:一個有愛心、肯奉獻、有責任感和心胸寬闊的人。具備以上特點，再加上淵博的知識，則具備了教師的人格魅力?，F(xiàn)在的大多數(shù)學生雖然都是獨生子、嬌生慣養(yǎng)、相對比較自私，但他們很聰明，很活躍，很有正義感，明辨是非的能力也很強。他們當中絕大部分都是積極向上的，有進取心，想很好地完成自己的學業(yè)，給家長、朋友、老師以及社會一個完美的答卷。只是自制、自理能力相對較弱，需要老師的監(jiān)督和幫助。這個時候因為離父母較遠，每天接觸的長輩除了老師還是老師，老師的作用就體現(xiàn)出來。有很多學生愿意找他們喜歡的老師交流，甚至做知心朋友。學生喜歡的老師一定是有人格魅力的教師，這一點確定無疑。那么，一旦學生喜歡上這個老師，他們就愿意接受這個老師給他們傳授的知識，按時完成教師布置的任務，在這種和諧的學習氣氛中，學生的學習效果就不言而喻了?，F(xiàn)在的學生和老師的關(guān)系和多年以前不同，甚至有很大變化:當學生需要老師做長輩的時候，老師就好像他們的父母，給他們關(guān)心和愛護;當學生需要老師做他們的知心朋友的時候，老師和學生應該是平等的關(guān)系，放下老師的架子，暢所欲言，各抒己見，甚至可以爭論的面紅耳赤。當學生需要老師做他們的嚴師，督促他們學習和上進的時候，老師就是一個有威嚴、神圣不可侵犯的人。只有這樣，才能更好地引導學生成為一名會生存、會做人、會獲取新知識的人，這也正是當今高等院校培養(yǎng)本科生的目標。
2從社會實際狀況出發(fā)，讓學生明確學習目標
目前我國的教育現(xiàn)狀是:從小學甚至幼兒園開始，就強調(diào)學習、學習再學習!也就是孩子除了學習之外，不能有其他事情可做，只要學習好，什么都好。所謂的“一俊遮百丑”，卻忽略了其他方面的培養(yǎng)和教育，雖然政府也正在努力改變現(xiàn)狀，但因為社會競爭激烈以及人口眾多，一時還難以改變。正因為如此，家長也是為了孩子今后的生存考慮，不得不督促孩子學習、學習、再學習!其他方面的教育等上了大學再說。這就給高等院校的教育帶來了很大的壓力，大學生存在的問題很多:首先是為什么要學習?學習目的不是很明確。其次是學生認為在大學里不用刻苦學習。因為在中學階段學習很辛苦(這是不爭的事實)，學校為了升學率，學生為了考大學，甚至有中學教師給學生一種誤解:上了大學就可以放松了。導致學生上大學后不愛學習，認為沒必要再學習了，因為學習畢竟是一件很苦的腦力勞動。
針對當今大學生的現(xiàn)狀，我們的高校教師一定要讓學生明確自己為什么要學習?也就是學習的目的和意義是什么?結(jié)合實際狀況，首先一個有價值的人一定是一個知識豐富的人，不管是民營企業(yè)家，還是公司里的老板、董事長或者CEO，其次，如果沒有豐富的知識，也就談不上更強的能力，這是一般的道理。每個人都想成為一個有價值、有作為的人，如果沒有知識的的儲備，沒有學習新知識的能力，那他就很難達到目的。最后，學習無止境，學習的內(nèi)容也是豐富多彩的，不單單是書本上的知識，還有學做人、學做事，學習別人的好經(jīng)驗，等等，就像北京大學學生侯東說的:“學習不單純是學習知識，更多的是學習合理安排時間，合理調(diào)配資源，善于處理一些環(huán)境影響并最終找到自己的生活方式和目標”。
3采用適合民辦本科院校大學生特點的教學方法
(1) 消除學習計算機程序設計語言的畏難情緒，給足學生一定能學好這門課的信心。
VB程序設計是一門計算機高級程序設計語言，學生在學習這門課程之前，已經(jīng)掌握了計算機的基本操作和基本概念，也就是學過了“計算機應用基礎”這門課，具備一定的計算機基本操作，但計算機語言和計算機的基本操作不一樣，而且差別很大，基本操作是固定的動作，通過反復練習就可以熟練掌握，而且效果顯著。而計算機語言要通過思考、推理和判斷才能給出正確的算法，也就是解決問題的步驟，并用程序設計語言把它正確地表達出來。難度要比操作大得多。很多學生在學習VB程序設計時，最難的就是入門這一關(guān)，特別是民辦大學生更是如此，他們不習慣采用計算機解題方法，甚至覺得計算機程序設計語言太難學了，簡直像天書。他們更習慣于日常生活中的解決問題的思路。針對學生存在的這些問題，一般情況下我們首先要打消學生對學習程序設計語言的畏難情緒，給他們信心和希望，告訴他們計算機程序設計語言沒有他們想象得那么難學，任何事情都是一樣，只要努力認真用心去做了，都能做好，包括老師本身，也不是天生就會程序設計語言的，也是一點一滴學出來的。例如，在日常生活中，我想把一瓶醬油(簡稱a)和一瓶醋(簡稱b)交換一下，交換后，原來裝醬油的瓶子，現(xiàn)在裝醋;原來裝醋的瓶子，現(xiàn)在裝醬油，問:我們應該怎么操做才能實現(xiàn)呢?學生會認為這個問題太簡單了，很快就給出答案:先拿來一個空瓶子(簡稱c)，再把a瓶子里的醬油倒入空瓶，然后把b瓶中的醋倒入原來裝醬油的a瓶中，最后把倒入空瓶中的醬油倒入原來裝醋的b瓶中，就完成了醬油瓶和醋瓶互換的任務。這個問題不就是程序設計中的兩個變量交換值的道理嗎!一個變量a=1(醬油)，另一個變量b=2(醋)，現(xiàn)在要把a和b的值進行交換，(相當于把醬油和醋互換)則需要引用第三個變量c(相當于空瓶)，先用c保留變量a的值(把醬油倒入空瓶)，即c=a，再把變量b的值給a(把醋倒入醬油瓶)，即a=b，最后把c的值給b(把空瓶中的醬油倒入醋瓶中)，即b=c，則完成了a，b兩個變量值的交換。在程序設計過程中，有很多內(nèi)容是和我們現(xiàn)實生活中的內(nèi)容相似的，很好理解和掌握，相信同學沒有學不會的內(nèi)容。
(2) 由淺入深，循序漸進，逐步引導學生步入正確的程序設計大門
在介紹VB內(nèi)容的時候，教師不一定完全按照指定教材內(nèi)容組織的順序給學生講解，因為教材本身就是一種參考書，教師可以根據(jù)大綱要求，把教材內(nèi)容經(jīng)過仔細研究、斟酌、提煉、總結(jié)和歸納成由淺入深、循序漸進、通俗易懂、簡單明了的知識內(nèi)容，再結(jié)合日常生活中的實例展現(xiàn)給學生。如VB控件部分的內(nèi)容不必在開始時全部講解，結(jié)合實際情況，用到哪些控件再詳細的介紹那些控件。首先把窗體、文本框、命令按鈕和標簽控件介紹給同學就足夠使用了，因為窗體是VB程序設計的基石和容器，所有VB的其他控件都放在窗體中;文本框可以用來作為輸入和輸出界面;命令按鈕用來激活代碼的運行;標簽用來注釋。至于其他控件，如圖片框、列表框等等可以在后面介紹到數(shù)組的時候，作為數(shù)組輸出界面時再陸續(xù)介紹?？傊?，介紹的內(nèi)容以實際應用為主，有應用的需求就介紹，理論聯(lián)系實際，效果會更佳。
在介紹VB的語句語法時，不要急于求成，遇到問題需要解決時，再介紹相關(guān)的語法規(guī)則和語句內(nèi)容，以問題驅(qū)動內(nèi)容的進展。如設計一個加法計算器，用來求出n個數(shù)的和。如果n的值較小，如n=2可以直接把兩個數(shù)相加，但如果n=20或n=50的時候，如何實現(xiàn)這些數(shù)相加呢?方法很多，但最好的方法就是用循環(huán)語句來實現(xiàn)，引出循環(huán)的概念、語句和語法規(guī)則。
對同學們?nèi)菀壮霈F(xiàn)的一般性錯誤，盡量用通俗易懂的例子說明語句的含義。因為學生出錯的原因就是沒有真正理解語句的含義。例如，開始使用VB賦值語句的時候，很多同學容易出現(xiàn)的錯誤就是把賦值和被賦值對象寫錯位置。如把x的值賦給y，寫成x=y，其錯誤的原因就是學生把賦值號“=”理解成數(shù)學里面的等號“=”了;同樣的錯誤還有，把文本框1中的內(nèi)容賦給變量a，表達成text1=a。針對這種錯誤，我們就可以通過日常生活中“借錢”這件事情來舉例說明，如名字為x的人向某人y借了500元錢，前提是y一定有500元錢(y=500)，我們可以用式子x
在講解程序設計算法的時候，盡量從學生的角度去分析、理解和判斷，最后推出正確的解題方法。先用自然語言分析和闡述正確的算法，然后再用VB語句描述出來，要把分析和表達的全部過程展現(xiàn)給學生，和學生一起分析和判斷，最后再把初步寫出的VB程序放在VB環(huán)境中調(diào)試和運行，驗證算法是否正確。特別強調(diào)的是，有時需要故意設一些陷阱，讓學生跳進去，也就是程序不要一氣呵成，正確無誤。故意留出一些關(guān)鍵性的，容易犯的錯誤，運行結(jié)果出來，發(fā)現(xiàn)錯誤時，學生會很驚訝，在分析的過程中，覺得應該不會出錯，怎么最后結(jié)果不正確呢?這個時候教師也不要急于給出答案，讓學生思考幾分鐘，再慢慢引動學生發(fā)現(xiàn)問題，進而想出解決辦法，最后教師再給出正確答案。
歸根結(jié)底，我們在傳授知識的同時，最好能夠把如何學習新知識的方法傳授個學生，這才是我們的教育目的，小之以情，動之以理，由淺入深，循序漸進，慢慢的學生也就走進了VB這個新知識的大門。教師在授課的過程當中適時地出現(xiàn)一些幽默的句子或片斷，也會讓學生覺得VB程序設計的課堂不是那么枯燥乏味。把學生的情緒調(diào)動起來，學習的熱情也就隨之而來，效果也就可想而知了。
4結(jié)束語
民辦本科院校的計算機程序設計教學方法的探索與實踐是一項復雜和持久的系統(tǒng)工程，無論是在教學理念還是在教學方法上都需要不斷的改革和創(chuàng)新。今后我們還要不斷的研究和探索，在改進教學方法和教學手段的同時，加強學生實踐能力的培養(yǎng)，進一步完善我們的教學機制。
中等職業(yè)學校是培養(yǎng)高素質(zhì)專門技術(shù)人才的基地，肩負著向特定的行業(yè)和崗位培養(yǎng)合格的操作技能型人才的使命?，F(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展，促使社會體系、經(jīng)濟體系和教育體系不斷地變化，社會對技術(shù)人才的需求也在變化，要求越來越高，從過去的對相對單一型人才的需求轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的對多元化、復合型人才的需求。尤其是計算機專業(yè)的畢業(yè)生，知識結(jié)構(gòu)與能力更是難以滿足現(xiàn)代企業(yè)的需求，大量的畢業(yè)生在社會上找不到與所學專業(yè)相吻合的工作。因此，面對嚴峻的就業(yè)形勢，教學必須適應社會對人才的需求變化，改變傳統(tǒng)的以“知識為本位”的教學目標，代替以“能力為本位”，以“就業(yè)為導向”的教學目標，教師應改變傳統(tǒng)教學方法，重視對學生能力和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，以適應培養(yǎng)學生綜合能力的要求。而因地制宜的運用項目教學法就能夠培養(yǎng)學生的動手能力、解決實際問題的能力。
一、項目教學法的必要性
程序設計課程是計算機專業(yè)課程體系中重要組成部分，也具有較大難度。我校計算機專業(yè)開設的程序設計課程主要包括QBASIC、C、VFP、VB、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。QBASIC是低年級的入門語言，主要是引導學生從算法語言層面逐步認識計算機處理問題的方法，C語言是一種概念復雜，理論性和實踐性均很強的程序設計語言，要求學生有較好的程序設計基礎。不管是哪一門課程，程序設計教學的最終目的都是要培養(yǎng)學生分析和設計程序的思維方法和能力，也就是要會用語言這個工具去解決實際問題。傳統(tǒng)的教學方法大都是從理論入手，雖然能系統(tǒng)完整地講解各章各節(jié)各個知識點，但由于內(nèi)容比較枯燥，對于基本素質(zhì)、自學能力和自控能力都停留在比較低的層次上的職校學生來講，僅能夠灌輸?shù)揭稽c基本概念和理論，根本談不上能用語言這個工具去編寫實際的程序。筆者在多年的計算機程序設計教學實踐中，結(jié)合教學內(nèi)容和教學對象的實際情況，逐步總結(jié)出采用項目教學法能夠極大地提高學生學習的積極性和主動性，使他們的動手能力、解決實際問題的能力得到很大的提高。
項目學習法是一種教和學的模式，它集中關(guān)注于某一學科的中心概念和原則，旨在把學生融入有意義的任務完成的過程中，讓學生積極地學習、自主地進行知識的建構(gòu)，以現(xiàn)實的學生生成的知識和培養(yǎng)起來的能力為最高成就目標。項目學習可以成為概念的教與學所賴以存在的中心環(huán)節(jié)，而不僅僅是在努力學習過程之后進行的一種輔的充實。
項目教學法是符合建構(gòu)主義理論促進學生全面發(fā)展的科學教學方法。建構(gòu)主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學生在一定的情景下，借助他人(包括教師和同學)的幫助，利用必要的學習資料。通過意義建構(gòu)的方式而獲得?；诮?gòu)主義的教學法要求，在學習過程中，要以學生為中心，教師應起幫助者角色，利用情景、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素，充分發(fā)揮學生的主體性和創(chuàng)新精神，使學生有效地達到對當前所學知識的意義建構(gòu)。
二、項目教學法的實施
項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。通過選取工程項目來創(chuàng)設情境，通過協(xié)作學習的方式開展學習，通過完成工程項目來達到意義建構(gòu)。它突破了傳統(tǒng)的教學模式，通過解決學生身邊的一些現(xiàn)實問題來實現(xiàn)學生對知識的掌握，大大提高了學生學習的積極性和主動性。通過項目教學法學習的學生，他們的動手能力、解決實際問題的能力有很大的提高。這種方法不但適合職業(yè)學校的計算機程序設計課程教學，尤其適用于學生水平參差、學生自控能力比較薄弱、課程的應用性比較強的教學。
項目教學法是從職業(yè)學校計算機程序設計課程教學中總結(jié)出來的，與程序設計模塊化的思想相吻合，所以特別適用于培養(yǎng)“軟件藍領(lǐng)”專業(yè)的教學。
下面以《C程序設計》課程中函數(shù)這一章采用項目教學法教學為例，具體說明該方法基本的教學步驟。
C語言中的函數(shù)相當于其他高級語言中的子程序，是C語言中實現(xiàn)模塊化編程的基礎，也是學生初步形成模塊化開發(fā)軟件的基礎。在未學函數(shù)這一章之前，學生已經(jīng)編寫了一個成績處理程序，該程序的主要功能有成績的輸入、輸出、求總分、求平均分、求最高分、排序等。在花了5課時講解了函數(shù)的基本知識及概念后，要求學生用所學函數(shù)知識將前述程序改寫成一個完全模塊化的程序。
1、情境設置。創(chuàng)設學生當前所學習的內(nèi)容與現(xiàn)實情況基本相接近的情境-給出原先所編的學生成績處理程序，要求用函數(shù)部分的知識將該程序進行模塊劃分，把學生引入到需要通過函數(shù)來解決現(xiàn)實問題的教學環(huán)境。我所選取的學生成績處理項目中，有成績的輸入、輸出、求總分、求平均分、求最高分、排序等。這是一個貼近實際，學生比較熟悉，難度適合的項目，這樣容易調(diào)動學生解決問題的積極性。
2、操作示范。圍繞當前學習的知識點，以便于學生“知識遷移”的要求，選擇合適的小項目，并示范完成項目的過程。我選擇成績輸入這個小項目，示范用自定義函數(shù)來實現(xiàn)該模塊的功能。
3、獨立探索。讓學生獨立思考，對知識點進行理解，消化成績輸入這個示范項目的解決要點，為解決練習項目打下基礎。要消化的要點主要有函數(shù)定義部分的參數(shù)定義、返回值的確定，以及函數(shù)的調(diào)用，函數(shù)的原型聲明等。
4、分組并確定各小組的項目。小組通過研究討論，并在教師的指導下，將成績的輸出、求總分、求平均分、求最高分、排序等劃分好的小項目分配給各小組。
5、協(xié)作學習。各小組開展交流、討論，組員分工協(xié)作，調(diào)試運行，完成項目。采取分組協(xié)作學習的方式時，每組人數(shù)應適中，組員的個性、能力方面應采取互補方式搭配好，設立一小組長，協(xié)調(diào)組內(nèi)成員分工，有利于同學之間互相學習。最后各小組充分運用其他小組已編寫好的模塊集成出一個完全模塊化的程序。因為本項目中的各個模塊即小項目是由各小組分別用函數(shù)完成的，最后必須將各小組編寫的集成起來才能得到一個完全模塊化的程序。
6、學習評價。學生學習的效果直接由完成工程項目的情況來衡量，包括教師評價、學習小組評價和自評三部分。分三級來考核：第一級是由教師對小組完成項目情況進行評定：能否共同協(xié)作，實現(xiàn)預定功能；程序的優(yōu)化；是否具有創(chuàng)新意識。第二級是由各小組成員根據(jù)各組員對本小組貢獻的情況進行互評，組員的參與意識；第三級是由學生本人進行自評，是否在原有基礎上有所提高。綜合三級評定情況來確定每一名學生的學習成績。
三、項目教學法應用注意點
項目教學法是行為引導型教學方法中的一種。在整個教學過程中既發(fā)揮了教師的主導作用又體現(xiàn)了學生的主體作用，使課堂教學的質(zhì)量和效益得到大幅度的提高。但在具體使用時還應重點注意以下幾點：
1、項目的選擇與教材的處理
項目的選取是學習的關(guān)鍵。選取項目要以教學的內(nèi)容為依據(jù)，可大可小，既要包含基本的教學知識點，又能調(diào)動學生解決問題的積極性，讓學生既能運用學過的知識，又可以創(chuàng)造發(fā)揮。教師和學生可以共同參與項目的選取。作為教師對知識點進行講解的實例，所選取的項目必須簡單和典型，以此實例作為學生初始學習的例子，便于學生對知識的遷移；另外一個項目要有一定的難度，可促使學生學習和運用新的知識、技能，解決過去從未遇到過的實際問題。
教材是一個問題。由于現(xiàn)行的教材基本根據(jù)學科知識系統(tǒng)進行編寫，教師實施項目教學法時，不能夠完全按照教材一章一節(jié)地講授，所以要求教師在設計教學時，必須重點選好示范項目，緊密結(jié)合教材內(nèi)容，適當編寫講義，甚至編寫教材。
2、正確處理項目教學法與傳統(tǒng)教學法的關(guān)系
項目教學法并不是日常教學的全部，它只是教學環(huán)節(jié)中一個非常重要的部分卻不可能替代全部的正規(guī)教學，它側(cè)重于對學生能力的培養(yǎng)，在應用性比較強的程序設計課程教學中表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢；而傳統(tǒng)教學法具有完整的理論體系，所以學生對知識點和知識體系的掌握都比較牢固，這在理論課表的教學中表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。在具體運用中中兩者可以交叉使用，重視項目的完成，但不能忽略基礎知識的掌握；注意吸取傳統(tǒng)教學法的長處，把總目標細分成一個個小目標，每個小目標體現(xiàn)在項目中的小模塊上，從而讓學生建構(gòu)一個系統(tǒng)的、全面的知識框架
3、教師的角色定位
在教學過程中，教師的地位是經(jīng)常變化的，當學生學習新技能時，教師是知識的傳授者，當學生運用已學技能時，教師是導航員，當學生自主活動時，教師是觀察員，當學生以小組進行活動時，教師又需要充當協(xié)調(diào)員。
教師應當創(chuàng)設學生學習的資源和協(xié)作學習的環(huán)境，讓學生有多種的機會在不同的情景下來應用所學習的知識，充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)的手段給學生提供多種學習的資源；協(xié)商解決各個難關(guān)，使學生群體的思維與智慧為每個學生所共享，從而達到全體學生共同完成意義的建構(gòu)。教師應當做好對各項目的評估總結(jié)，在評估中要指出問題的所在及解決的方法，要總結(jié)比較各組的特點，引導他們學習別人的長處來改進和提高自己的設計，使學生的各種能力在評估中得到提高。教師應當發(fā)揮好協(xié)助作用，讓學生根據(jù)自身行為的信息來實現(xiàn)自我反饋。
通過項目教學法在計算機程序設計課程教學中的應用與實踐，筆者深刻體會到：項目教學法把理論教學與實踐教學有機的結(jié)合起來，不僅有利于學生加深理解和掌握書本的理論知識，更使他們懂得怎樣靈活應用這些知識。項目教學法充分發(fā)掘了學生的創(chuàng)造潛能，全面培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的思想和方法，提高了學生對程序設計的意義建構(gòu)，充分地展示了中等職業(yè)學校教學“以能力為本位”的價值取向。
一、課程定位
程序設計基礎這門課程是在學院第一個學期開設，共有56個學時，這門課是學校計算機應用技術(shù)專業(yè)的一門基礎課程。學院對此專業(yè)的培養(yǎng)方案的初次崗位定位中有軟件開發(fā)技術(shù)員崗位。根據(jù)計算機程序員崗位的職業(yè)要求，具體工作流程總共分為五部分：需求分析、系統(tǒng)設計、程序設計、程序調(diào)試、交付與維護。不難看出程序設計在其中占有至關(guān)重要的地位。程序設計基礎課正是來源于此，該門課程是培養(yǎng)程序設計員基本程序設計能力的一門基礎課程，在計算機應用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的課程體系中屬于專業(yè)技術(shù)課程中的基礎課。
《程序設計基礎》是直接面向程序員職業(yè)崗位的一門課程，課程的學習目的是使學生掌握結(jié)構(gòu)化程序設計的基本方法，培養(yǎng)程序設計的思維能力，為后續(xù)課程《C#程序設計》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《WEB程序設計》、《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》等課程的學習奠定基礎。
二、課程設計
為了符合學院提出的“走進校門的是大學生，培養(yǎng)出來的是職業(yè)人”的育人理念，和計算機應用技術(shù)專業(yè)要培養(yǎng)具有優(yōu)勢職業(yè)品質(zhì)與技能，面向現(xiàn)代服務業(yè)培養(yǎng)管理、服務第一線崗位的高素質(zhì)技能性職業(yè)人的專業(yè)目標，《程序設計基礎》的課程設計思路是以培養(yǎng)程序設計能力為目標，以實戰(zhàn)項目為載體，實現(xiàn)教、學、做一體化。
在教學過程中以案例為先導，學生完成演練為手段。這門課程要達到的品質(zhì)目標是以能力與知識相結(jié)合、以培養(yǎng)全面發(fā)展的具有優(yōu)勢品質(zhì)與技能的高素質(zhì)應用性職業(yè)人為培養(yǎng)目標，培養(yǎng)學生嚴謹細致、求真務實的工作作風和良好的團隊協(xié)作精神。技能目標是掌握結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設計方法與技能、培養(yǎng)自主學習獨立思考能力。知識目標是學會C語言的基本語法，掌握基本的算法、能夠編寫基本的C語言程序。
課程內(nèi)容的選取依據(jù)計算機程序員崗位需求、典型工作任務、行業(yè)技術(shù)動態(tài)發(fā)展趨勢、高職學生特點，分為理論教學和實踐教學，課時分配是1比1，其中實踐教學每一個模塊都以項目案例為導向，案例大多選自杭電的ACM平臺，同時也配備了為了激發(fā)學生學習興趣老師自己創(chuàng)作的案例，比如剪刀石頭布游戲，猜數(shù)字游戲等。
高職學生屬于高考最后批次，文化基礎知識相當欠缺，體現(xiàn)在C語言上，英語出錯提示看不懂，甚至有學生反映在C語言中的英語語句關(guān)鍵詞都不認識，在數(shù)學上同樣存在基礎相當差的問題，成為學習C語言的極大障礙。學生從小接觸計算機就在Windows下運行，習慣了用鼠標，而C語言運行在用鍵盤的命令行界面上，一個字都不能輸錯，對初學者有一定難度。這門課程的重點是：三大基本語句程序的設計、數(shù)組的定義與引用、函數(shù)的定義與參數(shù)傳遞；課程的難點：選擇與循環(huán)的嵌套、函數(shù)嵌套與遞歸調(diào)用、指針等。針對學院高職學生的特點，對于重難點的解決方法是從提高學生學習主動性方面突破首先，要激發(fā)學生的興趣，包括兩方面的內(nèi)容：第一興趣教學，盡量選取學生感興趣的題目或項目進行教學，如猜數(shù)游戲，石頭剪刀布游戲等。第二實用教學，解決學生學了有什么用的困惑，盡量選取貼近生活實際的題目，如百元錢兌換方案、誰是騙子等，讓學生感受到學后能解決問題的小小成就感。
三、教學實施
教學實施流程分為三個階段：準備階段，實施階段和總結(jié)階段。在準備階段中，根據(jù)課程標準，主講教師組織任課教師討論，選擇典型的工作任務，制定教學計劃。實施階段以學生為主體，以教師為主導，以職業(yè)能力培養(yǎng)為中心，融‘教、學、做’為一體教學?？偨Y(jié)階段主講教師組織任課教師討論，提出存在問題，找出解決方案。
針對課程特點，靈活使用“啟發(fā)式教學”、“趣味教學”“任務驅(qū)動”等方法，突出“理論教學構(gòu)筑學生的知識結(jié)構(gòu)，實踐教學構(gòu)筑學生的職業(yè)技能結(jié)構(gòu)”的教學原則。課程教學全面推行“學中練，練中學”教學思路。
接下來以循環(huán)結(jié)構(gòu)的第一次課為例來闡述一下教學流程：學生對循環(huán)結(jié)構(gòu)沒有概念，對while和dowhile語句也不感興趣，為了提高他們的學習積極性，首先使用五分鐘的時間情境導入，選取杭電ACM平臺上面的三個案例：猜數(shù)字游戲，百錢百雞問題，誰是騙子，在學生對將要學的知識有了一定的期待后，用十五分鐘的時間講解相關(guān)的語法知識，接下來通過解決案例的方式教師給學生示范編程，并且給學生留出一定的時間自己動手實現(xiàn)，最后十分鐘進行總結(jié)反思。
這門課程的教學評價由三部分組成：其中平時成績和課內(nèi)實驗成績分別占20%，期末筆試成績占60%。
四、教學條件
程序設計課程有一支不論是年齡結(jié)構(gòu)還是職稱結(jié)構(gòu)都比較合理的教學團隊，每個老師都有自己的優(yōu)勢，有的具有多年的企業(yè)編程經(jīng)驗，有的主持多項相關(guān)的省級課題，有的對指導學生程序競賽有豐富的經(jīng)驗。此外課程聘請杭電ACM集訓隊教練劉老師擔任學校ACM集訓隊特聘教練，劉老師也參與系相關(guān)的實習實訓活動。
該門課程的教學資源也很豐富，主要包含以下幾個部分：教學大綱、授課計劃、教材、實驗實訓項目指導書、多媒體教學課件、網(wǎng)上C語言精品課程、試題庫、圖書資料等。教材選用譚浩強教授編著的《C語言程序設計》，系周岳松老師自主研發(fā)了客觀題在線測試軟件，該軟件分為教師版和學生版，教師版可用于平時隨堂測試，學生版可用于學生自主學習，網(wǎng)絡資源主要有C語言網(wǎng)等。學院也提供了相應的硬件支持，設有軟件開發(fā)實訓室、大學生程序競賽實訓室等多個實訓室。
五、教學效果
校內(nèi)督導組和校外專家都對《程序設計基礎》這門課程給予了充分的肯定，專家評語是以項目為導向，以任務驅(qū)動，符合高職教育教學特點，以提高學生的編程能力為宗旨，能較好符合企業(yè)對軟件人才的需求。
迄今為止，該專業(yè)共有一千七百余人修了這門課程，取得了豐碩的成果。我校代表隊參加了十屆浙江省大學程序設計競賽，共獲32塊獎牌，尤其去年今年連續(xù)兩次獲得?？平M的特等獎，同時四次獲得優(yōu)秀組織獎。除了ACM競賽，在藍橋杯比賽中我系學生也取得了不錯的成績。
通過這門課的學習，鍛煉了學生的邏輯思維能力和基本程序設計能力，為以后的工作和創(chuàng)業(yè)打下了堅實的基礎，2008級計應學生林清瑞，曾經(jīng)參加ACM競賽并獲得銀獎，自主創(chuàng)業(yè)，建立了杭州安豆信息技術(shù)有限公司，從事手機游戲開發(fā)。2003級計應學生黃道笑，自主創(chuàng)立了杭州五角星科技有限公司，從事網(wǎng)站開發(fā)。2010年公司銷售額超過了200萬；2011年被評為杭州市高新技術(shù)企業(yè)；2012年被評為杭州市雛鷹計劃企業(yè)。
六、課程特色
這門課程特色：以賽促教，賽教結(jié)合。把ACM競賽平臺里面的題目融入到平時的教學過程中，也會把平時表現(xiàn)好的學生充實到競賽集訓隊伍里面；教學結(jié)合，學以致用，教師指導，學生自主研發(fā)一些小游戲，比如石頭剪刀布的游戲。
