基于在线系统的程序类课程教学改革

0 引 言 
  程序类课程包括程序设计基础、数据结构、编译原理、操作系统等计算机专业核心课程。通过程序类课程的学习可使学生掌握计算机程序设计的基本原理、基本方法和基本技能,培养学生程序设计的意识,提高分析问题、解决问题的初步能力,为后续专业课学习奠定必要的理论和实践基础。 
  程序类课程教学区别于其他纯理论类课程教学:程序设计语言的基本语法、语句、程序设计的基本思想和方法、基本的算法和数据结构等属于接受性教学,可以采取侧重理论的教学方式;而程序设计本身属于一项典型的创造性活动,需要在已有知识与方法论基础上设计实现并不存在的知识类作品(程序),属于过程性教学,主要通过实验教学、课程实践和项目实践等教学手段提高活动技能。如何在教学过程中接受性教学与过程性教学并重,既注重学生程序设计理论体系的架构,又关注学生实际操作水平的提升,已经成为当前程序设计类课程教学改革的当务之急。 
  1 程序类课程教学现状 
  程序类课程现有教学仍以传统计算机教育的方法为主,采用“以教为主”的方式,注重知识的传授,学生局限于基本概念与基本理论的掌握,难以将所学知识应用于实际应用。现将程序类课程教学存在的不足归纳如下: 
  (1)课程教学虽区分理论与实践,但实际教学环节中仍以理论为主,理论与实践教学结合度不够,导致学生实践能力明显滞后于相应的理论学习,无法满足后续专业课程对程序设计能力的实际需求。 
  (2)缺乏完善的实践平台支撑,课内外的实践教学与训练得不到有效保证,课堂理论教学知识点无法及时巩固消化,学生普遍出现“学无所练”,实践能力提高难度大。 
  (3)教学目标、教学內容、教学实施等普遍采用一刀切标准,使得学习好的学生“不够吃”,学习吃力的学生“吃不了”,无法满足学生的基础差异和个性发展。 
  (4)考核方式单一,注重对语法知识的考核,而对学生运用程序设计语言解决实际问题的能力缺乏行之有效的检查手段,实验成绩比重不足以激发学生积极动手,长此以往形成“重知识,轻能力”的普遍现象。 
  为了有效解决上述问题,笔者所在的教学团队尝试将在线系统引进程序类课程教学,坚持理论与实践结合,突出实践能力的培养,完善与之相适应的资源建设,着力提高人才培养的质量。 
  2 基于在线系统的程序类课程教学 
  在线系统是指针对系统用户可提供在线服务的一种系统。在线系统以在线计划为开发基础,需要针对实际用户的需求进行现状分析、问题掌握、目的规定、范围设定等。程序类课程教学的在线系统主要以配合课程教学为目的,围绕程序类课程教与学过程中的各个环节设计开发。本教学团队基于在线系统进行了程序类课程教学改革,教学系统主要区分课前的预习、课内的教学、课后的作业训练和课堂延展的考试竞赛,设置有在线课程管理系统、课堂教学管理系统、作业管理与考核系统和程序设计在线自动评判系统,同时配套有题库、试卷库和网络课程等教学资源。形成了覆盖课内教师授课、学生学习、课外预习、作业训练、各阶段考核、系列创新竞赛等既自成体系又相互关联的教学环节,内容上实现了理论与实践相结合,方式上实现了讲解与训练相结合,时空上实现了课内与课外相结合。 
  2.1 教学系统的支撑教学作用 
  基于在线系统的程序类课程教学改革中,课前,学生可以有效利用“在线课程管理系统”了解后续课堂的教学目的、重难点、易错点、与前期教学和其他相关课程的关联点,能够对课堂做到有的放矢;课中,充分考虑程序类课程实践性强的特点,有效整合课程的接受性教学部分与过程性教学部分内容,利用“课堂教学管理系统”的交互教学功能改变传统理论与实践分离的课堂组织形式。课堂全面进机房,将教师讲与学生练紧密结合,学生过程性的实践操作紧跟接受性的理论教学,教师依托系统监控学生的随堂实践,及时引导学生自主解决问题,进而使其加深对课堂的理解,学生基本可以在课堂将知识点进行消化吸收,提高课堂教学效果。课后,教师可以通过“作业管理与考核系统”对课堂重难点、易错点的理论与实践部分以作业形式进行检查、辅导,学生则可以利用“作业管理与考核系统”进行自主训练,巩固课堂教学效果。课堂延展,利用“程序设计在线自动评判系统”模拟真实的竞赛环境,为课程考核、创新竞赛提供条件保障。学生提交的源代码经编译得到可执行文件,执行结果与测评专用输出文件做对比,长度与内容完全相等,且时间和内存消耗在规定范围内的情况,判定为Accepted(通过)。 
  2.2 教学系统的协助反哺作用 
  程序类课程中引入在线系统不仅能够辅助课程的课堂、课外和延展教学, 还能借助在线系统能够自动记录大量数据的特点,在程序类课程教学过程中对在线系统产生的数据进行深入分析与挖掘,从“教”的角度,帮助教师及时掌握学生学习情况,合理调整教学计划;从“学”的角度,鼓励学生依据数据带来的有价值信息,构建符合自我特点的学习体系。这种借助在线系统快速、便捷地自动记录教学过程中产生的大量数据,供分析、挖掘有价值的教学信息,往往称之为在线系统的协助反哺作用。 
  在线课程管理系统能够记录学生对哪种类型的课程资源更感兴趣。作业管理与考核系统能够大量记录程序作业中包含的缺陷,对于教学方式的改进、教学重点的调整等有积极的意义。在线程序评判系统上积累了大量的与题目相关的程序提交,通过分类、统计题目中学生的易错点,教师能够对错误类型、错误原因进行进一步分析归纳,继而在后续授课中可以有针对性地进行讲解;对于部分的错误程序提交,学生也可以依据在线系统的分析发现错误位置,提高程序调试修改的效率;甚至可以对程序和学生编程行为做大量收集,从而分析学生编程特点与习惯。 
  3 结 语 
  随着网络技术的不断成熟,充分利用在线系统支持基本学习过程越来越普及。高校程序类课程教学各个环节中引入在线系统支撑教学,同时考虑在线系统能够自动记录大量过程数据,对这些数据进行分析和挖掘能够进一步对教与学进行反哺。
浏览次数:  更新时间:2018-01-26 08:37:55
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