“做中教，做中学”在程序设计教学中的应用

向程冠　熊伟程　左羽　熊世桓

摘要：程序设计课程是计算机专业的核心“饭碗”课程之一，在程序设计课程教学中，传统的教学中教师只教不做，学生只学不做，而忽略了程序设计就是“做”任务的过程，导致教师教得吃力，学生缺乏学习动力，学生在课堂上看教师编写代码容易，但自己动手时不知从何入手，一写就错，对程序设计心生恐惧。课题组经过教学改革，采用“做中教，做中学”的程序设计教学方法，并贯穿于整个教学过程，教师在“做”任务中传授程序设计经验，学生在实践动手中形成计算思维能力，提高程序设计能力，取得了良好的教学效果。

关键词：程序设计；计算思维；教学改革；计算机专业

1概述

在计算机类专业中，各类高校从大一开始需开设程序设计类课程，程序设计课程的目标是培养学生具有解决问题的计算思维能力、算法设计能力、代码编写能力和算法测试分析能力。如C语言、JAVA语言等，如果给计算机类专业寻找一两门饭碗课程的话，程序设计类课程就是不可缺少的一门“饭碗”课程，然而目前国内高校，尤其是新建本科院校，在程序设计课程中的教学经验远不及国外高校，国内西部地区高校不如发达地区高校。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会明确指出：“高等学校计算机类相关课程在满足社会需要方面的针对性不够强，课程内容和课程模式必须进行大力度的改革”，各高校也在不断积极推进教学改革，以寻求培养学生计算机思维形成的最佳途径。目前大多高校教师在进行程序设计课程教学时，普遍存在以下不足：

1）程序设计教学中，老师在教学过程中照本宣科，上课主要靠PPT，代码直接复制到PPT上，只播放、解说给学生看，教学过程以“教师为中心”。反观国内的程序设计培训机构，教师在课堂上展示代码编写过程，故学生在大学里学不会的程序设计，在培训机构很快就学会了。

2）教师在实验课上给学生演示代码前，必定多次演练直到没有问题，再通过记忆在课上敲一遍没有问题的代码给学生看，导致学生看教师编写简单流畅，基本没有错误，即使有错误也是先设定的，而学生自己动手时，要么不知道如何人手，要么自己一写就错，久而久之对程序设计彻底失望。

3）在演示代码的过程中，按部就班地照教材上例题提供的代码编写，却不知对于每个程序，不同的人有不同的设计方法，教师也有自己的设计方法。

也有教師要求学生照教材上源程序多多练习，以任务型教学模式强调“以学生为中心”，但忽略了教师程序设计经验的传授过程。教师与学生一起照着教材敲代码，没有体现教师的程序设计经验传授过程，离开教材啥也不会。

上述问题的主要症结集中在“只教不做，只学不做”上，程序设计就是要会“做东西”，教师教而不做，学生学而不做是不行的。因此，课题组教学团队在程序设计课程教改中，采用“做中教，做中学”的教学方法，将二者有机结合，“做中教”就是教的过程围绕“做”任务展开，“做中学”是把知识的获得与“做”任务联系起来，自实施以来，取得了良好的教学效果。

2“做中教，做中学”的程序设计教学方法

本科计算机专业的培养，应达到扎实的课程理论基础，有过硬的实战动手能力，程序设计的学习过程就是一个不断解决问题的过程，通过以上的启发，程序设计过程是通过程序解决一个任务的过程，或者称为一个工程的开发过程，归根到底就是一个“做中教，做中学”的过程。

1）课前设计任务

传统教学模式下，教师在课前备课，会把整个教学过程备一遍，包括反复演练代码等过程，教学中只是固定地按照先前设计好的模式进行，而忽略了程序设计的本质特征，即现场展示设计过程，这个过程中应完全体现从无到有的设计过程。在“做中教，做中学”的模式下，教师课前要做的工作只需设计任务，设计出的任务要根据教学目标、教学大纲的要求选取难易程度适中、代表性高的任务作为“做中教”的载体，也就是教师将在课堂上完成的任务，再设计出难、中、易三个层次的“做中学”任务，便于分发到层次不同的学生完成，做到因材施教。在任务设计时需把握好任务的好坏，难度因素，不必设计任务的解决过程，也就是“做中教”的任务要求教师在课堂上完成的（即兴完成）。

2）任务需求分析

在教学中，教师根据设计的任务，现场做需求分析，完整体现教师解决问题过程，充分展示任务完成的整个生命周期。需求分析是对任务的详细解读，无论问题规模大小，读懂用户需求是至关重要的，关系到任务完成目标的界定，因此，教师在课堂上“做任务”的过程中，将教会学生如何理解用户需求，如何从文档中提取出正确的用户需求，这也是工程能力的直接经验传递。

3）数据结构的分析

程序无论大小，都是对数据的处理过程，都需要对数据结构进行分析，该采用什么数据结构，如对一组数的排序，就会考虑使用什么数组，如对一个班的学生成绩排序就可使用对象数组。在这个过程中，教师“做”任务，学生学会分析该采用什么数据结构，此时教师现场“做”项目，其整个思考、分析、动手过程完全在学生的眼前完成，学生学会的不仅是知识，还学会老师解决问题的经验。

4）算法分析

数据结构一旦确定后，接下来要完成的工作是对这种数据结构的处理，即找到一种合适的算法来操作选取的数据结构，在传统的教学中，这个过程教师在备课时就完成了，可能备课时选择了几种算法，最终给学生的只是一个结果。在程序设计中，算法的这个选择、分析过程瀹恰是要教给学生的，也就是教师在“做”任务过程中怎样针对数据结构选择算法，这给学生展示“做”任务的过程，而在学生自己“做”的过程中，将会用这种思维选择、分析、设计算法，不断地尝试，最终设计出一个最合适的算法。

5）编码实现

程序设计不是停留在设计上、思维上，而是进一步把算法思维通过计算机语言实现出来。在传统的教学中，教师为了能顺利在规定的时间内完成教学，会先在课前反复编码演练需要讲解的算法，另一方面也担心在课堂上出现编码错误，自己也会掉“面子”，故不敢给学生展示代码的编写过程。但在“做中教，做中学”的过程中，老师需要临场完成算法编码实现，中途出现的问题需要不断想法解决，这个解决问题的过程恰好是应该教给学生的。因为这个过程就是“教学亮点”，将教会学生解决问题的能力，学生在编码实现过程中出现此类的问题时，也会用到教师解决问题的方法。传统教学中教师上课前先演练编码，课堂上的实现过程只是教师背代码的过程，没有实际意义。课题研究小组在教学中就发现，同一个任务，在第一个班级演示代码时效果很好，但在第二个班级演示同样任务时就会受到“背代码”的影响，编码过程非常顺利，相反教学效果不好。因此，对于“一师一课多班”的情况，应针对不同的班级设置不同的任务进行教学，备课时不需先编码，在课堂上给学生展示编码过程，在“做中教”，教给学生实战经验。

6）场景调用与评价

算法实现结果应放在一定的应用场景中，才有利于检验完成的效果，教师应给学生展示其调用过程，并根据任务设定时提出的评价指标进行评价，也就是教师自己要对自己做出的过程给出评价。

7）领进门，督修行

教师在“做”任务中完成教授经验的过程后，让学生自己先完成教师做的任务，再完成教师指定的任务，在“做”任务的过程中学会知识与能力，即“做中学”。并督促学生完成，实时检查，在“做”任务的过程中构造计算思维能力、算法设计能力、编码实现能力与算法分析能力。

3结束语

在应用型人才培养的过程中，要求培养的人才应有扎实的理论基础知识和卓越的动手实践能力，通过“做中教”可让学生直接窥视教师“做”任务的完整过程，在“做中学”的过程中锻造自己解决问题的能力，并构建自己的计算思维能力，提高算法实现能力。