尹存燕，劉奇志，陳家駿

（南京大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，江蘇 南京 210023）

1 背 景

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程主要講授過程式程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法。在南京大學(xué)，這門課目前不僅是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的基礎(chǔ)平臺(tái)課，還是面向全校開放的選修課。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論教學(xué)環(huán)節(jié)由于是大班教學(xué)，課堂上教學(xué)互動(dòng)時(shí)間有限，多數(shù)學(xué)生是被動(dòng)學(xué)習(xí)，被動(dòng)接受知識(shí)的輸入，而程序設(shè)計(jì)本身對(duì)實(shí)踐有較高要求，學(xué)生必須通過編程實(shí)踐，才能真正掌握程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課中顯得尤為重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的目標(biāo)是充分激發(fā)學(xué)生興趣，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果。

2 學(xué)生編程興趣情況分析

傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要形式是教師布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求完成相關(guān)編程實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是教材上的習(xí)題。實(shí)驗(yàn)課上，教師和學(xué)生的互動(dòng)主要是回答學(xué)生編程中遇到的問題。此外，為了檢驗(yàn)學(xué)生的編程能力，還安排隨堂測(cè)驗(yàn)，要求學(xué)生當(dāng)堂閉卷完成編程題目。

通過收集學(xué)生的反饋信息，可以了解到：有些學(xué)生感覺程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程比較枯燥；編程基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，特別是中學(xué)階段沒有接觸過編程訓(xùn)練的學(xué)生普遍認(rèn)為程序設(shè)計(jì)難度大；實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少，在實(shí)驗(yàn)課上教師無法和所有學(xué)生互動(dòng)，有些內(nèi)向的學(xué)生遇到問題時(shí)就選擇沉默。對(duì)于有一定復(fù)雜度的編程題，一部分學(xué)生在編程中會(huì)有挫敗感，失去編程的興趣。

分析學(xué)生的反饋信息，不難發(fā)現(xiàn)其中的原因，主要有3點(diǎn)：①受到中學(xué)教學(xué)方式的影響，學(xué)生還習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)輸入，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠；②教材習(xí)題往往是為了配合程序設(shè)計(jì)基本知識(shí)而設(shè)計(jì)，和實(shí)際應(yīng)用有一定的偏差，實(shí)驗(yàn)程序缺乏趣味性；③編程能力本身需要經(jīng)過一定代碼量的實(shí)踐訓(xùn)練才能提高，不可能一蹴而就。初學(xué)者往往會(huì)因?yàn)榫幊讨杏龅降睦щy而氣餒，慢慢失去編程實(shí)踐的積極性。

以上這些原因歸結(jié)到一個(gè)最根本的因素就是學(xué)生缺乏編程的興趣。做學(xué)問的本質(zhì)是以趣味始，以趣味終[1]。盧梭有句名言“問題不在于教他各種學(xué)問，而在于培養(yǎng)他愛好學(xué)問的興趣，而且在這種興趣充分增長(zhǎng)起來的時(shí)候，教他以研究學(xué)問的方法?！睂W(xué)生如果對(duì)編程產(chǎn)生了興趣，就會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)程序中涉及的基本知識(shí)和方法，主動(dòng)分析問題、思考問題和解決問題[2]。

以興趣為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，從編程趣味性的角度出發(fā)，充分激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的編程興趣，挖掘?qū)W生的潛能，讓他們由被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)學(xué)習(xí)，充分參與編程實(shí)踐，最終達(dá)到提高編程能力的教學(xué)目標(biāo)。

3 激發(fā)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)形式

就實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式而言，首先，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式[3-5]，除了隨堂測(cè)驗(yàn)的題目外，實(shí)驗(yàn)題目及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)一般提前一周在課程網(wǎng)站上公布。學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)難度做到心中有數(shù)，如果有不熟悉的知識(shí)點(diǎn)，可以提前在教材上找到相關(guān)編程示例學(xué)習(xí)。有了提前的知識(shí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生就不會(huì)手足無措。

其次，除了傳統(tǒng)的學(xué)生提問、老師回答之外，實(shí)驗(yàn)課上還采用以下幾種形式激發(fā)學(xué)生興趣。

（1）學(xué)生相互批改作業(yè)程序。初學(xué)者在編程中遇到的問題主要是語法問題和邏輯問題。這些問題涉及的知識(shí)點(diǎn)，教師覺得很基本，學(xué)生應(yīng)該會(huì)很快掌握，但是實(shí)際編程實(shí)踐中，初學(xué)者要經(jīng)過多次訓(xùn)練才能掌握。如果只是單一地布置編程訓(xùn)練，學(xué)生難免會(huì)覺得乏味。采用相互批改作業(yè)的方式，學(xué)生首先要看懂別人的程序，才能判斷程序的對(duì)錯(cuò)。學(xué)生在閱讀別人的程序過程中，可以充分體會(huì)到良好程序設(shè)計(jì)風(fēng)格的重要性，在今后的編程實(shí)踐中會(huì)有意識(shí)地形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格；在調(diào)試別人程序的過程中，根據(jù)別人的錯(cuò)誤現(xiàn)象，可以加強(qiáng)自身對(duì)語法知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。

（2）小組討論。將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組的平均編程能力相近，針對(duì)某個(gè)問題進(jìn)行討論。每名學(xué)生都要提出對(duì)問題的分析思路以及解決方法，小組成員共同探討哪些思路和方法是可行的。通過小組討論，學(xué)生能夠拓展編程思維，看到同一個(gè)問題，可以有不同的解決方法，并且經(jīng)過編程實(shí)踐可以對(duì)比不同方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

（3）項(xiàng)目答辯。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)考查的是學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力，項(xiàng)目程序往往具有一定復(fù)雜度和難度。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是每名學(xué)生都積極參與編程，通過項(xiàng)目答辯，可以考查每名學(xué)生是否真正參與項(xiàng)目程序的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目評(píng)分包括項(xiàng)目報(bào)告、項(xiàng)目程序和項(xiàng)目答辯，對(duì)于個(gè)別編程能力較弱的學(xué)生來說，不會(huì)因?yàn)槠錈o法完整實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所有功能，就評(píng)分很低。項(xiàng)目評(píng)分機(jī)制的改變使得這些學(xué)生不再畏懼項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，而會(huì)盡自己的能力完成項(xiàng)目，鍛煉自己的編程能力。學(xué)生能獨(dú)立完成項(xiàng)目基本功能，要好于抄襲完成所有功能。

（4）編程小競(jìng)賽。編程小競(jìng)賽在每年的暑假進(jìn)行，面向所有學(xué)生。編程能力的培養(yǎng)是一個(gè)持續(xù)的過程，單憑一個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課訓(xùn)練是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。實(shí)驗(yàn)課上舉辦編程小競(jìng)賽，就是想讓已經(jīng)完成程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生再次回顧編程訓(xùn)練，在學(xué)生中制造一種人人愛編程的氛圍?？紤]到參賽者的編程能力差異，競(jìng)賽題目難度設(shè)計(jì)上應(yīng)既考慮到基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，又考慮到編程能力強(qiáng)的學(xué)生，這樣可以吸引更多的學(xué)生參加。在競(jìng)賽形式上，可以盡量舉辦得活潑生動(dòng)，如今年的競(jìng)賽名稱叫“編程甜品會(huì)”，競(jìng)賽規(guī)則是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成一題就可以獲得一個(gè)甜點(diǎn)或者飲料，學(xué)生以輕松愉快的心情參加競(jìng)賽，對(duì)競(jìng)賽的參與度越來越高。

最后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)如果單單局限于有限的課時(shí)，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生不能及時(shí)得到教師幫助的情況。如果學(xué)生性格內(nèi)向，課上不主動(dòng)和教師交流，課后也不向同學(xué)請(qǐng)教，問題越積越多，一個(gè)學(xué)期過去，其編程能力就會(huì)和同班同學(xué)存在明顯的差距。為了能讓所有學(xué)生得到及時(shí)的幫助，每屆實(shí)驗(yàn)課班級(jí)都建立有QQ群。在QQ群里，不僅學(xué)生可以及時(shí)和教師交流，而且學(xué)生間的交流也有所加強(qiáng)。一個(gè)學(xué)生提出問題，不僅教師回答，其他學(xué)生還會(huì)參與回答。課程群里允許匿名提問，這樣內(nèi)向害羞的學(xué)生也敢于提出問題，從而獲取幫助。QQ群濃厚的學(xué)習(xí)氣氛可以感染所有學(xué)生，促進(jìn)大家共同進(jìn)步。

4 激發(fā)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

除了實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置也要以激發(fā)學(xué)生興趣為導(dǎo)向。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既要保證基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生看得懂、跟得上、積極性不減，又要充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。

教材上每章習(xí)題的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是說明語法細(xì)節(jié)或者基本程序設(shè)計(jì)思想，因而和實(shí)際應(yīng)用有一定的偏差。這些題目用于編程訓(xùn)練固然沒有問題，但是要想提高學(xué)生的編程興趣，就需要引入吸引學(xué)生的編程題目。

首先，對(duì)于本科一年級(jí)的學(xué)生來說，還沒有深入學(xué)習(xí)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)題目如果有較多的算法題，會(huì)讓學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)課較為枯燥，此外，算法題目一般具有一定的難度，會(huì)讓一部分基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生對(duì)編程產(chǎn)生畏懼感。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上舍棄一些需要復(fù)雜算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，引入一些和實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的題目，如編程實(shí)現(xiàn)某個(gè)小游戲，將某個(gè)應(yīng)用實(shí)例的功能簡(jiǎn)化到大多數(shù)學(xué)生可以編程實(shí)現(xiàn)的程度。布置項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)時(shí)，明確項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的目的是考查學(xué)生對(duì)基本程序設(shè)計(jì)思想和方法的綜合應(yīng)用，目標(biāo)是鍛煉學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。在項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)編程規(guī)模上，設(shè)定是每個(gè)學(xué)生都能獨(dú)立完成，不考慮組隊(duì)完成，每名學(xué)生都需要努力訓(xùn)練和提高自己的編程能力。

其次，學(xué)生之間的編程能力差異是客觀存在的現(xiàn)象，有的學(xué)生在中學(xué)階段就已經(jīng)接觸編程知識(shí)，而有的學(xué)生沒有充足的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程時(shí)，明顯比有基礎(chǔ)的學(xué)生感覺難度大，因此若要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置就要考慮到不同層次學(xué)生的接受能力。實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容劃分難度層次，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可以選擇從基本驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)開始訓(xùn)練；有一定編程基礎(chǔ)的學(xué)生可以選擇從綜合實(shí)驗(yàn)題目開始訓(xùn)練。這樣，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生有成功完成實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷，就會(huì)增強(qiáng)自信心，會(huì)有嘗試挑戰(zhàn)綜合實(shí)驗(yàn)題目的欲望；而有一定編程基礎(chǔ)的學(xué)生，通過完成綜合實(shí)驗(yàn)題目，有了編程的成就感，會(huì)更加迫切地想學(xué)習(xí)后面的編程內(nèi)容。

最后，鼓勵(lì)運(yùn)用多種方法實(shí)現(xiàn)程序?，F(xiàn)在的高校人才培養(yǎng)提倡加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在編程實(shí)踐中，鼓勵(lì)學(xué)生不拘一格，打開思路，學(xué)會(huì)從不同的角度分析題目，在完成一個(gè)題目的編程后，思考是否還有其他方法也可以實(shí)現(xiàn)題目要求的功能。教師針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，列出學(xué)生提交的不同方法，讓學(xué)生通過比較，學(xué)習(xí)不同的編程方法，對(duì)所學(xué)的編程知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。

5 結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)需要不斷探索。為了跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，我們?cè)趯W(xué)期初和學(xué)期末都會(huì)讓學(xué)生在線填寫調(diào)查問卷。反饋的問卷信息顯示，在學(xué)期初一般會(huì)有一半甚至一半以上的學(xué)生對(duì)“你對(duì)編程是否有興趣”的選擇是“否”，而到了學(xué)期末，選擇“否”的比例會(huì)明顯下降。最近一次調(diào)查中，選擇“否”的比例下降到15%以下。隨著學(xué)生的編程積極性逐年提高，后續(xù)專業(yè)課程的教師對(duì)學(xué)生編程能力的滿意度也在提高。在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們還將繼續(xù)探索更加生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)形式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加深其趣味性，努力使每一名學(xué)生都能愛上編程實(shí)驗(yàn)課，積極參與編程實(shí)踐，訓(xùn)練并提高自己的編程能力，為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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