加強實驗設(shè)計、引入分組教學(xué)，提高課堂實驗的授課效果

陳明華

文章編號：1672-5913(2009)10-0160-03

摘要：實驗是程序設(shè)計課程中提高學(xué)生應(yīng)用和實踐能力的一個重要手段，本文針對.NET程序設(shè)計課程，討論了實驗設(shè)計中如實驗內(nèi)容、實驗時間、實驗流程以及實驗的驗收與評分標(biāo)準(zhǔn)等細節(jié)問題的設(shè)計思路；課堂實驗設(shè)計的新穎之處在于將小組協(xié)作引入到實驗中，并基于因材施教的思想，在實驗中引入附加題。從課堂情況看，該實驗設(shè)計的效果良好，實驗設(shè)計的方案是可行的。

關(guān)鍵詞：.Net程序設(shè)計；實驗時間；實驗內(nèi)容；實驗驗收

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：B

1引言

我院于第7學(xué)期(大三第1學(xué)期)為軟件工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)“.Net程序設(shè)計”課程。該課程的授課目標(biāo)是讓學(xué)生掌握相應(yīng)程序設(shè)計語言(C#)的語法及編程思想，掌握簡單的編程技巧，到學(xué)期結(jié)束時能夠在.Net平臺上使用C#語言開發(fā)簡單的Windows應(yīng)用程序。

由于程序設(shè)計課程本身的特點，決定了這是一門對動手能力要求較高的課程，不但要讓學(xué)生從理論上掌握語法、程序設(shè)計的流程等內(nèi)容，更要讓學(xué)生具有編寫可運行程序的能力。本文將討論課堂實驗內(nèi)容的設(shè)定及實驗課流程安排的細節(jié)問題。

在本門課程的實驗設(shè)計中除了常見的實驗步驟之外，還加入了附加題作為小組作業(yè)，從而達到培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力和自學(xué)能力的目的。

2課堂實驗的設(shè)計

2.1.Net程序設(shè)計課堂實驗內(nèi)容

本課程共96學(xué)時，講授的內(nèi)容及時間安排如表1所示。

為加深學(xué)生對課堂理論知識的理解，幫助學(xué)生將掌握的語法知識及時應(yīng)用到程序中，掌握相關(guān)的編程技巧，課堂實驗的安排緊隨課程內(nèi)容，我們針對每一章的授課內(nèi)容設(shè)定了相應(yīng)的實驗。實驗內(nèi)容如表2所示。

對于其中的每個實驗，盡量設(shè)計其內(nèi)容為應(yīng)用到當(dāng)前知識點的趣味小程序的編寫，讓課堂實驗從枯燥的代碼轉(zhuǎn)變成有趣的游戲，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和愿望，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

例如，在實驗三中，對循環(huán)控制語句部分的實驗內(nèi)容設(shè)計為一個猜數(shù)字游戲，先隨機生成一個0-10之間的整數(shù)；然后讓用戶猜測一個0-10之間數(shù)，從控制臺輸入；如

果用戶輸入的數(shù)字與隨機生成的數(shù)字不相等，就讓用戶重新輸入，直到相等為止；統(tǒng)計用戶猜測的次數(shù)，并輸出。同學(xué)之間可以相互測試，檢查程序是否有錯誤。

2.2課堂實驗的流程和各部分時間安排

課堂實驗的流程安排如下：

(1) 介紹實驗內(nèi)容及實驗的預(yù)期效果。

(2) 以提問的方式，帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)和實驗相關(guān)的原理和知識點。

(3) 對實驗中的主要步驟給出適當(dāng)?shù)奶崾尽?/p>

(4) 讓學(xué)生動手做實驗，并允許學(xué)生在小組內(nèi)進行討論。

(5)對各小組的問題進行總結(jié)，并統(tǒng)一講解。實驗中學(xué)生遇到的部分問題，不是當(dāng)堂做出解答，而是作為實驗的附加問題，算作一個小組作業(yè)，要求學(xué)生課后通過查閱書籍或在通過網(wǎng)絡(luò)查詢，獲取答案，這個問題每個小組給出一個統(tǒng)一的答案即可。

課堂實驗中各個步驟的時間是根據(jù)具體的實驗內(nèi)容而定的，一般情況下，時間的比例為0.5∶2∶0.5∶5∶2。每個課堂實驗總的時間根據(jù)實驗的具體內(nèi)容控制在1-2課時。

2.3實驗的評分標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1計入總成績

實驗是整個課程中的一個重要環(huán)節(jié)，在課程中，我們通過對總成績的分配來引導(dǎo)學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。為了強調(diào)實驗的重要性，實驗的成績最終也要計入期末的總成績中。

實驗的成績分為兩部分：實驗本身的成績對應(yīng)實驗報告冊要求的內(nèi)容；小組附加成績，對應(yīng)2.2節(jié)中流程(5)提到的要求學(xué)生課后完成的內(nèi)容。

實驗本身的成績最終會計入總成績的平時成績部分，在平時成績中占40%的比例(本門課程的平時成績和期末成績的比例為50∶50)；小組成績除了實驗中的問題之外，還包括課堂上遇到的其他問題，最終的小組成績也會計入到平時成績中，占平時成績的40%。

小組成績設(shè)置的目的，是為了引導(dǎo)學(xué)生，通過協(xié)作和自學(xué)的方式獲取知識和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神和自學(xué)能力。

2.3.2單個實驗的評分細則

本學(xué)期共設(shè)置了16個實驗，每個實驗的實驗本身的成績總分為5分，具體細則如下：

(1) 實驗要求的代碼占3分。評分標(biāo)準(zhǔn)為：代碼能夠?qū)崿F(xiàn)實驗要求的功能，并且結(jié)構(gòu)清晰合理；對于未能當(dāng)堂完成的同學(xué)，實驗代碼部分的成績滿分為2分。

(2) 實驗報告冊占2分。評分標(biāo)準(zhǔn)為：每一部分都按照要求填寫，并且實驗結(jié)果書寫正確；重點考查實驗原理、預(yù)習(xí)中的問題和實驗結(jié)論。

3實驗指導(dǎo)書的設(shè)計

為了提高課堂實驗的授課效果，幫助學(xué)生加深對知識點的理解，我們編寫了實驗指導(dǎo)書，該指導(dǎo)書現(xiàn)在仍在試用階段，尚未出版發(fā)行。

每個實驗指導(dǎo)包含了如下幾個部分：

(1) 實驗題目，說明該實驗的內(nèi)容；

(2) 實驗?zāi)康?，說明該實驗，針對哪些知識點；

(3) 實驗背景，介紹該實驗對應(yīng)的原理知識，也可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)相關(guān)知識點的指導(dǎo)；

(4) 實驗內(nèi)容，介紹本實驗中要實現(xiàn)的功能；

(5) 實驗步驟，對于實驗中的關(guān)鍵步驟進行提示，引導(dǎo)學(xué)生的思路，從而完成實驗，實現(xiàn)功能；

(6) 實驗圖示，對于部分語言描述仍難于理解的實驗，給出相應(yīng)的實驗圖示，幫助學(xué)生理解實驗功能的要求；

(7) 實驗附加題，根據(jù)課堂上學(xué)生的問題情況，對部分實驗，總結(jié)出難易適當(dāng)?shù)膯栴}，作為附加問題，附在實驗的后面。

4實驗實例

下面以實驗十四時鐘程序為例，說明前面論述的課堂實驗的設(shè)計方法。

4.1實驗內(nèi)容

該實驗幫助學(xué)生掌握GDI+圖形編程相關(guān)的知識點，實驗內(nèi)容為編寫Windows應(yīng)用程序，實現(xiàn)如圖1所示的小時鐘程序。該時鐘包含時、分、秒三條指針，每秒鐘指針的位置變化一次，以符合當(dāng)前的時間；時鐘的背景為圓盤型，要有背景圖片；可以使用鼠標(biāo)拖拽時鐘窗體。

4.2實驗包含的知識點

該實驗中包含的知識點有：

(1)Windows應(yīng)用程序窗體屬性的設(shè)置，包括去掉窗體的標(biāo)題欄，設(shè)置窗體的背景圖片。

(2) 時鐘控件的使用。控制指針每秒鐘變換一次位置。

(3)GDI+中如何修改窗體的外觀(默認外觀為矩形)。

(4)GDI+中線條的繪制。

(5) 類的定義和類的繼承。

這些相關(guān)的知識點都會在實驗指導(dǎo)書中該實驗的背景知識中給予介紹。

4.3實驗步驟的設(shè)定

時鐘程序的實驗步驟設(shè)定如下。

(1) 使用Visual Studuo.Net2005，新建Windows應(yīng)用程序ClockEx；

(2) 編寫代碼，修改窗體Form1的外觀為圓形，并去掉窗體的標(biāo)題欄，為時鐘設(shè)置背景圖；

(3) 編寫指針接口IPointer，聲明指針對應(yīng)的相關(guān)屬性和方法；

(4) 對應(yīng)時針、分針和秒針分別編寫相應(yīng)的類HPointer、MPointer和SPointer，都繼承接口IPointer，實現(xiàn)其中的方法；

(5) 拖拽一個計時器控件到窗體，并編寫相應(yīng)的Tick事件處理方法，繪制三個指針(指針需要編寫單獨的類)，實現(xiàn)每秒鐘指針位置變化一次，符合當(dāng)前的時間；

(6) 添加鼠標(biāo)落下和移動對應(yīng)的事件處理方法，實現(xiàn)用鼠標(biāo)拖動時鐘的功能。

參照實驗步驟以及實驗指導(dǎo)中對相關(guān)知識點的介紹，學(xué)生就不至于看到實驗要求而無所適從，實驗步驟的設(shè)定能夠幫助學(xué)生理順?biāo)悸?，按部就班地完成實驗功能的要求?/p>

4.4實驗的時間安排

本實驗涉及到的代碼量比較大，難度也較高，技巧性較強，因此，課堂實驗的時間設(shè)置為2學(xué)時，90分鐘。

其中，介紹實驗內(nèi)容大約5分鐘時間，包括將實驗的結(jié)果演示給同學(xué)看，讓學(xué)生都對運行的結(jié)果產(chǎn)生興趣，有完成實驗的愿望；復(fù)習(xí)的時間大約為20分鐘，幫助同學(xué)回憶其相應(yīng)的知識點及相關(guān)問題的解決方法；用15分鐘左右的時間對實驗中的主要步驟給出適當(dāng)?shù)奶崾?，說明對應(yīng)的步驟應(yīng)用什么知識點，并對其中較難的代碼進行講解，如創(chuàng)建指針接口，給出創(chuàng)建分針Mpointer的代碼示例(需要注意的是，在這個過程中，要求學(xué)生認真地聽講、理解代碼，而不是抄寫代碼)；給學(xué)生約40分鐘的時間，進行代碼的編寫，在此期間解決學(xué)生的問題；最后用10分鐘左右的時間總結(jié)學(xué)生遇到的細節(jié)問題。

4.5附加問題的設(shè)定

根據(jù)以往的經(jīng)驗，在進行這個實驗時，最多的問題是在程序運行過程中發(fā)現(xiàn)鐘表指針移動時，原有的指針圖形沒有消失，從而在表盤上畫出了多個指針。

在這里可以將附加問題設(shè)置為：找出上述問題的原因，并說明在程序中如何避免這種情況。

這個問題的難度不是很大，只要修改很少量的代碼就可以解決；但是這又是一個常見的問題，而且需要動腦筋才能夠想出解決方案；在解決問題的過程中，通過小組討論，可以集思廣益，既培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神，又加深了學(xué)生對該問題的理解。

5課堂實驗效果總結(jié)

5.1實驗效果

從本學(xué)期的課堂實驗效果上看，半數(shù)以上的同學(xué)在課堂上就能夠完成實驗代碼；同時，從回答附加問題的情況看，以軟件工程06級(.Net)1班為例，全班共11個小組，每個小組都至少解決了一個問題，多個班級解決了3個以上的問題，學(xué)生已經(jīng)開始從以前對老師的完全依靠走向自立。

綜上，“.Net程序設(shè)計課程”的課堂實驗設(shè)計效果是良好的，是可行的。

5.2今后的工作

課堂實驗方面今后的工作將從如下三方面入手：

(1) 繼續(xù)深入探討和思考對實驗內(nèi)容的設(shè)計，提出更能提高學(xué)生興趣、幫助學(xué)生加深對知識點理解的實驗內(nèi)容。

(2) 通過一輪實驗指導(dǎo)教材的適用，對實驗指導(dǎo)書進行進一步的修改，并盡快出版。

(3) 通過一輪到兩輪實驗課程的講授，對附加題的內(nèi)容進行總結(jié)，并固定下來。通過課堂實驗，繼續(xù)推動分組教學(xué)的進行。