开放式实验教学中提高学生程序设计能力的有效策略

李海强　黄芬梅

【摘 要】分析程序设计类课程实验教学现状，探讨开放式实验教学中提高学生程序设计能力的有效策略，从而为教学改革提供理论依据，推动教学水平的提升。

【关键词】开放式实验教学 程序设计 教学改革

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）09C-0048-02

现阶段高职院校学生程序设计能力还相对较低，这主要是由实验教学模式存在问题所致，传统教学模式仍在程序设计教学中沿用，这在很大程度上抑制了教学成效的提升。开放式实验教学是一种先进的实验教学模式，它以培养学生创新意识和创新思维为目标，在运用科学思维方法的基础上大胆设计解决某个领域的相关问题，作为一种教学模式具有高度开放的特征。开放式实验教学能够实现对学生创新精神和实践动手能力的有效培养，是推动高校人才培养目标实现的核心途径。相对于其他教学模式，开放式实验教学在巩固相关知识、培养工作能力、养成科学作风方面具有明显的优势，它能够在提升教学成效的同时有效培养学生的程序设计能力，对于教学目标的完成更加有利。因此，高职院校教师应当进一步强化开放式实验教学，进而培养出更多具备较高程序设计能力的人才。本文试分析程序设计类课程实验教学现状，探讨开放式实验教学中提高学生程序设计能力的有效策略，从而为教学改革提供理论依据，推动教学水平的提升。

一、程序设计类课程实验教学现状

传统实验教学围绕教师开展，教师依据实验大纲和教学大纲进行实验任务的布置，学生被动执行实验任务。这种传统实验教学模式应用于计算机程序设计类课程JAVA、C++中，会使得学生实际动手能力难以得到有效培养，最终造成理论与实践相脱节。由于实验教学中学生缺乏明确目标，学生无法对实验课程产生强烈兴趣，他们机械化完成实验任务时创造性思维发展会受到抑制，其程序设计能力很难得到实质上的提升。指导教师的辅导对象往往是个别有兴趣的学生，很难提升整体实验教学效果。通过对多年程序设计类课程实验教学进行了解不难发现，传统实验教学模式通常带来以下问题：

（一）实验教学形式僵化，学生思维难以发散

教师开展一段时间理论课程后就会安排实验课程，并依据教材配套实验任务演示讲解，然后给学生预留一定时间完成实验任务。配套实验任务设计通常能够较好地实践和验证阶段性理论知识，但是这种设计形式下的实验教学也具有形式僵化、内容陈旧等问题，教师依据实验步骤进行正确结果的演示，学生模仿教师进行实验步骤的重复。这种情况下学生思维很难得到锻炼，如果完全依据教师演示就会获得相应的实验结果，但是一旦出现偏差学生就不知道怎样处理。一旦出现问题学生通常会直接请教教师，或者重新进行实验步骤，对于为什么会出现这些问题学生很少会去思考，实验结束后收获很少。

（二）实验过程被动，实验结果唯一

传统实验教学模式中学生始终被动地进行实验，他们机械地进行实验操作，只是简单重复一遍实验指导书，这样就能够获得合格的实验结果，很多学生完成试验后很难产生深刻的理解和记忆。另外，还有一部分学生没有进行实际的实验操作，只是简单地抄写同学的实验报告，他们连实验的内容都没有掌握。当前，很多高校学生实验报告的内容都基本相同，这种情况下学生不会对实验进行探索和研究，实验教学很难发挥出应有的作用。

（三）设计和实际相脱离，程序和问题相脱离

传统实验任务通常将相应理论知识验证作为重点，一些实验任务的设计目的正是验证理论。这种情况下学生即使很好地完成实验任务也无法做到理论联系实际，虽然能够正确运行所写程序但却无法达到解决问题的目的。例如，在累加阶乘计算中，学生编写的从1加到100程序虽然能够正常运行并获得正确结果，但从1乘到100通常程序就无法获得预期的运行结果。由此可见在设计好的实验任务中很难会去到某些实际问题，而学生一旦遇到这些实际问题就会束手无策，不知道怎样处理和解决。

二、开放式实验教学中提高学生程序设计能力的有效策略

作为一个新型教学改革项目，开放式教学与传统教学模式存在显著区别，它通过创新实验方式实现学生创新精神和实践动手能力的培养，最终推动高校人才培养目标的实现。在开放性实验教学中学生不仅能够对所学知识进行巩固，还能够形成严谨认真的作风和较强的工作能力，对于完成教学目标具有推动作用，培养出的应用型人才更加具备创新素质。

在具体开放式实验教学中，教师在实验任务设计中不应当设定具体指标，只需将要体现的理论知识罗列出来，这样学生就能够自由发挥，通过自主设计提出自己的实验报告。在实验过程不固定、实验结果不统一的情况下，学生就不会提交相似的实验报告，这样他们不仅会产生更大的实验热情，还会将自身的创新精神最大限度发挥出来，同时和教师充分交流实验过程中遇到的问题。这种方式对于那些过去不进行实验、抄袭实验报告的学生也会产生影响，由于和其他学生的实验任务不同，他们无法抄袭别人的实验报告，只能根据教师的指导设计和完成简单的实验任务。

（一）开放实验教学，鼓励学生自主创新

实验教学应当改变教师单纯演示、布置实验任务的做法，而是由教师从理论课出发针对某个问题引导学生进行实验任务的自主设计，然后在设计实验过程中进行相关理论知识的运用和验证。这样学生创新意识就能够充分发挥出来，实验创新能力和动手能力才能够得到有效培养，进而推动学生科研工作方法和科研思维方式的形成，使得学生能够在实验中解决问题，进而更好地进行程序设计和项目开发。例如，教师在指导学生进行火车售票模拟系统设计时，应当先将其中会应用到的理论和知识传授给学生，并让学生归纳程序设计中应当注意的问题和需要解决的问题，再在此基础上进行自主设计，对于学生难以解决的问题教师可以给予相应的指导。在这个过程中不仅能够培养学生的创新意识，还能够锻炼他们的动手能力和科学思维方式。

（二）学生掌控实验过程，产生多样化实验结果

在提出问题、形成概念、解决问题等过程中，学生应当独立思考、积极探索，这样他们才能够处于教学活动的中心，开放式实验模式才能够在教师的引导下有序运行。在开放式实验教学中学生应当获得更加广阔的空间发挥能动性和创造性，通过贯彻因材施教、发展个性的原则，为学生创造出良好的发展成长氛围。让学生主导实验过程，不仅能够将学生主体作用充分发挥出来，还能够使他们产生更大的参与热情，用主动学习代替被动学习。另外，教师还应当引导学生产生多样化的实验结果，这样学生探索创新的欲望才能够被有效激发出来，进而更加积极地投入到实验当中去，多样化实验结果还能够引发学生进行更加深入且广泛的思考，进而实现自身设计能力的提升。例如，在程序设计教学中，教师往往会规定程序设计步骤，告诉学生在哪个阶段应当进行什么内容的设计，在开放式实验教学中教师应当让学生自主进行程序设计步骤的安排，然后根据自身的思路和想法进行实验，同时不定时了解学生实验进度，并给予必要的指导。

（三）问题驱动设计，程序贴近实际

对学生掌握理解计算机逻辑设计进行训练是计算机程序设计课程的主要目的，学生能够通过程序设计对计算机解决实际问题的过程进行控制。所以在学习过程中学生应当实现问题驱动设计，设计目的来源于问题、设计结果回归到问题。研究问题是学生进行不断学习的目的，这样学生能够在问题解决过程中获得成就感，进而更好地培养相应实践能力。实际当中程序设计应当和实际生活应用紧密结合，而不能局限于课堂上构建的理想环境。例如学生设计火车售票模拟系统时，教师可以首先提出实际中经常遇到的问题，包括一个人一次可以买几张，多个窗口同时购票情况下的先后顺序。

三、结语

在计算机得到普遍应用的今天，程序设计已经成为日常工作中的重要技能。然而，当前高职院校学生程序设计能力还存在较多问题，这主要是由于教学模式陈旧、落后造成的。因此，高职院校应当对程序设计实验教学进行强化，用开放式实验教学替代传统教学，进而实现对应用型人才的有效培养，以满足信息化社会发展的需求。由于程序设计需要学生具有较强的实践能力和创造能力，所以高职院校应当有效提升实验教学的开放程度，同时在实验教学过程中充分贯彻开放性教学思想，通过相互衔接、多种形式的开放模式有效提升学生程序设计能力。本文分析了程序设计类课程实验教学现状，并在此基础上探讨了开放式实验教学改革策略，希望高职院校教师能够加强对开放式实验教学的重视，有效提升实验教学成效，最终为社会培养出更多的合格人才。

【参考文献】

[1]张永梅，马礼，孙晶静，等.培养学生程序设计、实践与创新能力的探索[J].电脑知识与技术（社会科学版），2016（1）

[2]张野，宋微，冯冬茹，等.程序设计实验课堂错误转化提升策略研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2016（4）

[3]任长普，何炎明，张兆梁，等.远程开放教育VB程序设计课程教学实践——以克拉玛依电大教学为例[J].开封教育学院学报（社会科学版），2015（3）

[4]王晓东，朱华，王金发，等.加强实验教学示范中心建设 促进实验教学改革[J].实验室研究与探索（自然科学版），2015（1）

【基金项目】2014年度广西高等教育教学改革工程立项项目“提高学生软件设计能力的研究——创办高职高专软件兴趣小组的实践”（2014JGA438）

（责编 刘健华）