首頁(yè) > 精品范文 > 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)論文
時(shí)間:2023-03-17 18:03:19
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì);數(shù)學(xué)建模;數(shù)據(jù);效率;VBA
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9599 (2012) 19-0000-02
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用不僅在工程技術(shù)、自然科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,而且以空前的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)、金融、生物、醫(yī)藥等新的領(lǐng)域滲透。不論是用數(shù)學(xué)方法在科技和生產(chǎn)領(lǐng)域解決哪類實(shí)際問題,還是與其它學(xué)科相結(jié)合形成交叉學(xué)科,首要的和關(guān)鍵的一步是建立研究對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,并加以計(jì)算求解。數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)技術(shù)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的作用可謂是如虎添翼。[1]
計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天,已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了許多非常優(yōu)秀的專業(yè)軟件,在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中一定要使用計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件,如Excel,Spss,Lingo,Mapple,Mathematica,Matlab甚至排版軟件等。數(shù)學(xué)建模初期,數(shù)據(jù)質(zhì)量通常較差,可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行規(guī)范化和目的化處理,這需要較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力,如熟練使用EXCEL中的VBA(Visual Basic Application)。
1 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)意義重大
早在1994年,原國(guó)家教委高教司司長(zhǎng)周遠(yuǎn)清同志就提出了層次教育的做法,并且將計(jì)算機(jī)教育的三個(gè)層次依次定為“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”、“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”和“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”,現(xiàn)已將“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”更名為“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”,“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”更為“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”,并在2006年后出現(xiàn)“計(jì)算思維”的新思想。
我校作為藥學(xué)類專業(yè)重點(diǎn)高等院校,在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方面主要培養(yǎng)學(xué)生使用Visual Basic進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力,該語(yǔ)言被微軟公司的OFFICE軟件等內(nèi)置,稱為VBA(VB應(yīng)用),也稱為宏。
計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)最基本的應(yīng)用應(yīng)該在于數(shù)據(jù)處理和分析,簡(jiǎn)化人工操作,提高效率,提升數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度,為項(xiàng)目開展?fàn)幦氋F的時(shí)間。在建模和科研工作過程中,原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量大、格式不統(tǒng)一、質(zhì)量不高,甚至無法直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件,也就無法進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析,所以計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的工作是非常重要的。因此,對(duì)于認(rèn)為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)就是搞軟件開發(fā),藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生不需要太重視這方面知識(shí)學(xué)習(xí)的人來說,是片面甚至錯(cuò)誤的。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)教育是讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)應(yīng)用技術(shù),并能利用這些技術(shù)為本專業(yè)服務(wù)的。
以2012年高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽中的本科組題目“太陽(yáng)能小屋”為例,對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理,包括24種光伏電池組件、一年365天的輻射強(qiáng)度(分高于和低于70W、高于和低于200W四種情況)的計(jì)算、發(fā)電量、價(jià)格等,如果沒有較好的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力,在這項(xiàng)工作上將花費(fèi)1-2天的時(shí)間(比賽時(shí)間共為3天),而在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)VBA的幫助下,只需要在1小時(shí)內(nèi)完成上述工作,只要方法正確,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度完全可以保障,大大改善了數(shù)學(xué)建模的工作進(jìn)程,節(jié)省出的大量時(shí)間就可以用于問題的進(jìn)一步分析和求解,得出好的結(jié)論。
2 微軟公司VBA基本操作
通常情況下,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的數(shù)據(jù)都會(huì)被存儲(chǔ)在EXCEL電子表格中,如何對(duì)EXCEL中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的處理是常見工作,同樣也是科研項(xiàng)目中經(jīng)常遇到的問題。對(duì)于有VB語(yǔ)言基礎(chǔ)的人來說,只需要學(xué)會(huì)如何在EXCEL中操作VBA就可以對(duì)這些復(fù)雜繁瑣的問題快速處理完畢。對(duì)于參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的學(xué)生而言,掌握VBA的使用就應(yīng)該像會(huì)打字一樣有必要。
2.1 啟動(dòng)VBA
打開EXCEL數(shù)據(jù)文件,執(zhí)行菜單命令“視圖-工具欄-Visual Basic”,打開Visual Basic對(duì)話框,點(diǎn)擊按鈕 進(jìn)入“設(shè)計(jì)模式”,點(diǎn)擊按鈕 打開工具欄,添加“按鈕”控件到表格上,雙擊按鈕進(jìn)入代碼窗口,編寫Click事件過程及相關(guān)過程代碼。
2.2 對(duì)于表格數(shù)據(jù)操作的基本語(yǔ)句
左側(cè)資源管理器中可以查看當(dāng)前表格的名稱,如果想將Sheet1表格中的第一行第一列的數(shù)據(jù)復(fù)制到Sheet2表格的第一行第一列,可以使用語(yǔ)句如下:
Sheet2.Cells(1,1).Value=Sheet1.Cells(1,1).Value
選定區(qū)域單元格的語(yǔ)句如下:
Sheet1.Range("A1:A100").Select
應(yīng)用函數(shù)Sum求和,將A列1~10行的數(shù)據(jù)求累加和放到第11行,語(yǔ)句如下(中括號(hào)中的數(shù)據(jù)表示相對(duì)偏移行或列數(shù),R表示Row,C表示Column):
Sheet1.Cells(11,1).FormulaR1C1="=Sum(R[-10]C:R[-1]C)"
2.3 學(xué)會(huì)使用錄制宏來學(xué)習(xí)和應(yīng)用VBA
對(duì)于不熟悉的VBA操作,可以通過錄制宏的形式來學(xué)習(xí),執(zhí)行菜單命令“工具-宏-錄制新宏”,接下來所有在EXCEL中的操作將被自動(dòng)錄制成VBA代碼,結(jié)束錄制后,執(zhí)行菜單“工具-宏-宏”,選擇錄制好的宏名,點(diǎn)擊“編輯”按鈕即可以查看VBA代碼。
3 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的期望
對(duì)于教學(xué)科研型院校,培養(yǎng)學(xué)生的科研能力需全面,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)應(yīng)該就像要求學(xué)生必須具有打字和論文排版的基本能力一樣得到普及和重視,這樣才能在科研工作中,提升數(shù)據(jù)處理和分析的本領(lǐng),科研工作因得到計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的輔助進(jìn)一步得到改善。
在實(shí)際教學(xué)過程中,我校對(duì)于“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”和“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的課程安排比較合理,但是相對(duì)缺少“第三學(xué)期”的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”相關(guān)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐學(xué)期,會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)了知識(shí),但是往往不能很好地應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模和科研工作中。希望學(xué)校能夠向其他醫(yī)藥院校一樣,考慮增加第三學(xué)期計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)實(shí)踐課程,這一做法一定對(duì)我校數(shù)學(xué)建模工作,甚至全校科研水平提升和改善有著重要意義。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:武警院校;NCRE;計(jì)算機(jī)語(yǔ)言;Visual Basic;C語(yǔ)言;
武警院校大多為指揮院校,目標(biāo)是培養(yǎng)“適應(yīng)武警部隊(duì)信息化建設(shè)和履行職能使命需要的新型高素質(zhì)指揮警官”。學(xué)員既有參加高考的學(xué)生,又有從部隊(duì)考上的戰(zhàn)士。生源不同,其文化基礎(chǔ)知識(shí)相差甚遠(yuǎn),但都按統(tǒng)一的實(shí)施方案和計(jì)劃模式進(jìn)行組織教學(xué),采用封閉式的全程軍事化管理制度。主要學(xué)習(xí)政治理論、科學(xué)文化、軍事基礎(chǔ)、專業(yè)業(yè)務(wù)、身體心理等課程。
武警院校的學(xué)員畢業(yè)后大部分去基層部隊(duì)工作,經(jīng)常需要通過可視化的開發(fā)工具快速高效進(jìn)行軟件開發(fā),比如建設(shè)網(wǎng)站或開發(fā)維護(hù)本單位的小型管理信息系統(tǒng)等,所以程序設(shè)計(jì)課程的科目選擇不易過于專業(yè)化。選用Visual Basic(以下簡(jiǎn)稱VB)等可視化易學(xué)易用的語(yǔ)言為宜,它不但簡(jiǎn)單易學(xué),功能強(qiáng)大,而且因其先進(jìn)的Windows編程思想理念,可以滿足一些后續(xù)專業(yè)課程或畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)編制程序的需求。
武警院校在非計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中明確指出:應(yīng)屆本科畢業(yè)學(xué)員,需要完成大學(xué)本科人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部課程和各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)規(guī)定的內(nèi)容,并且要求課程學(xué)習(xí)和畢業(yè)考試、畢業(yè)論文按照學(xué)籍管理規(guī)定成績(jī)合格,較好地掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專門知識(shí)和基本技能,具有初步的科學(xué)研究和崗位任職能力者,在英語(yǔ)通過四級(jí),計(jì)算機(jī)通過二級(jí)時(shí),授予學(xué)士學(xué)位。這就給武警院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程提出了更高的要求。
1NCRE與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言
全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試(National Computer Rank Examination,簡(jiǎn)稱NCRE)是經(jīng)教育部批準(zhǔn),由教育部考試中心主辦,面向社會(huì),用于考察應(yīng)試人員計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)與技能的全國(guó)性計(jì)算機(jī)水平考試體系。目前該考試共設(shè)四個(gè)等級(jí),考核內(nèi)容是根據(jù)社會(huì)不同部門應(yīng)用計(jì)算機(jī)的不同程度和需要、國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展情況以及中國(guó)計(jì)算機(jī)教育、教學(xué)和普及的現(xiàn)狀而確定的;它以應(yīng)用能力為主,劃分等級(jí),分別考核,為用人部門錄用和考核工作人員提供一個(gè)統(tǒng)一、客觀、公正的標(biāo)準(zhǔn)。
NCRE二級(jí)考核的主要內(nèi)容是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和使用一種高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫程序以及上機(jī)調(diào)試的基本技能。考試科目有語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(C、C++、Java、VB、Delphi)、數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)(Visual FoxPro、Access)兩大模塊共七個(gè)科目。
如果單純從取得計(jì)算機(jī)等級(jí)考試證書、提高考試通過率的角度出發(fā),選擇數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)模塊較為理想(比如Access科目,簡(jiǎn)單易學(xué)),但從滿足武警院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)員畢業(yè)后的任職需要來說,選擇一個(gè)與教學(xué)大綱相一致的科目則更為合理,能起到“既通過課程考核又取得證書”一箭雙雕的效果。
根據(jù)教育部近年來對(duì)高等學(xué)校非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程提出的“1+X”的教學(xué)方案,即一門基礎(chǔ)課程(“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”)+若干必修/選修課程,武警院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)課程一般分為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)兩個(gè)層次,其中的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程正好與計(jì)算機(jī)二級(jí)考試中的語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(C、C++、Java、VB、Delphi)模塊相對(duì)應(yīng)。為此,武警院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程的科目選擇尤為重要,選擇的恰當(dāng)不僅能讓學(xué)員在校期間學(xué)到非常適用的編程知識(shí)、增長(zhǎng)能力,而且能大大提高計(jì)算機(jī)等級(jí)考試通過率,更能使得課程建設(shè)與計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二者兼顧,符合科學(xué)發(fā)展觀的規(guī)律。
2更新教學(xué)觀念,樹立學(xué)生與教師的雙主體理念
傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師教為主體,所以課程內(nèi)容的選擇往往多從教師易于教的方面考慮。對(duì)于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程,因其授課教師大多是計(jì)算機(jī)或相關(guān)專業(yè)畢業(yè)的人員,對(duì)C語(yǔ)言比較熟悉,所以若從備課方便、講授熟練程度來選擇語(yǔ)言科目,教師喜歡選用C語(yǔ)言。因?yàn)镃語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊、使用靈活;同時(shí)C具有很強(qiáng)的流程控制結(jié)構(gòu)、語(yǔ)言生成的代碼質(zhì)量高、運(yùn)行速度快、可移植性較好,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的精確控制[1]。但是對(duì)于初學(xué)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來說,情況卻不盡如此。
新的教學(xué)理念是發(fā)揮學(xué)生與教師的雙主體教學(xué)設(shè)計(jì),即教師是教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo),學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體。這就表明在教學(xué)過程中,課程內(nèi)容的選擇也要充分考慮教學(xué)中學(xué)的一面,要從學(xué)生的任職需要和特點(diǎn)出發(fā),進(jìn)行程序設(shè)計(jì)科目的選擇,要從教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性,教學(xué)內(nèi)容既要簡(jiǎn)單易學(xué),又要滿足學(xué)生畢業(yè)后的任職需要。
3以學(xué)生為本,統(tǒng)籌兼顧,VB是非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的最好選擇
VB是微軟公司推崇的面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)工程技術(shù)人員的首選程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,無疑也是武警院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)的首選科目。
(1)VB是現(xiàn)今流行的應(yīng)用程序開發(fā)工具,具有強(qiáng)大的生命力。
VB是基于Windows應(yīng)用程序的開發(fā)工具,它為非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員開發(fā)程序提供了強(qiáng)大的編程工具。“Basic”指的是BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code)語(yǔ)言,意為“初學(xué)者最通用的語(yǔ)言代碼”,是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展歷史上應(yīng)用最為廣泛的語(yǔ)言。“Visual”意即可視的、可見的,指的是開發(fā)像Windows操作系統(tǒng)的圖形用戶界面(Graphic User Interface,GUI)的方法,它不需要編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置,只要把預(yù)先建立好的對(duì)象拖放到屏幕上相應(yīng)的位置即可。
VB功能強(qiáng)大,語(yǔ)法簡(jiǎn)單,執(zhí)行代碼效率高。因此,VB已成為每一個(gè)編程工作者學(xué)習(xí)時(shí)的首選語(yǔ)言,但其功能一點(diǎn)也不比VC++遜色。據(jù)統(tǒng)計(jì),開發(fā)同樣的應(yīng)用程序,采用VB要比VC++的效率提高70%[2],所以VB具有強(qiáng)大的用戶群和生命力。
(2)VB易學(xué)實(shí)用,許多高校把它作為大學(xué)生的入門語(yǔ)言。
自從1975年Basic語(yǔ)言問世以來,“Basic”已成為編程入門者學(xué)習(xí)語(yǔ)言的代名詞,Basic語(yǔ)言以其易學(xué)易用的特點(diǎn)風(fēng)靡全球。自從微軟公司推出了劃時(shí)代的VB,Basic又從一門“玩具語(yǔ)言”一躍而成為功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件開發(fā)語(yǔ)言。專業(yè)人員可以用Visual Basic實(shí)現(xiàn)其他任何Windows編程語(yǔ)言的功能,而初學(xué)者只要掌握幾個(gè)關(guān)鍵詞就可以建立實(shí)用的應(yīng)用程序。
許多很有威望的計(jì)算機(jī)專家對(duì)VB也是情有獨(dú)鐘,如同濟(jì)大學(xué)的龔沛曾教授對(duì)VB深有研究,清華大學(xué)的周穎老師說自己是從VB的學(xué)習(xí)而成長(zhǎng)起來的,我們從他們編著的有關(guān)VB書籍的學(xué)習(xí)中受益非淺。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多高校都把VB作為大學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的入門語(yǔ)言。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)在人才培養(yǎng)中發(fā)揮著越來越突出的作用。美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真(Jeannette M. Wing)教授于2006年提出了計(jì)算思維概念[1],她認(rèn)為,計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱教指委)于2010年7月發(fā)表了聯(lián)合聲明[2],正式提出:要旗幟鮮明地把計(jì)算思維能力的培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù),加強(qiáng)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究,要讓學(xué)生像計(jì)算機(jī)科學(xué)家那樣去思維。
計(jì)算思維為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),有了計(jì)算思維的課程指導(dǎo)思想后,很多教育專家開始研究計(jì)算思維的落地問題[3-5],專家們普遍認(rèn)為:計(jì)算思維的落地就是如何在計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法上提高學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力,即問題的求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等[6]。基于此,構(gòu)建適合引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)的項(xiàng)目和尋找更能激發(fā)學(xué)生興趣、積極性的案例成為我們必須面對(duì)的問題。
1 計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是計(jì)算思維培養(yǎng)的重要載體
在2016世界人工智能科學(xué)誕生60周年之際,谷歌公司的AlphaGO圍棋軟件與世界圍棋冠軍李世石上演了“世紀(jì)人機(jī)大戰(zhàn)”。2017年伊始,Master圍棋網(wǎng)測(cè)又取得了60場(chǎng)全勝的戰(zhàn)績(jī),隨后,卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的Libratus在德州撲克比賽中輪流擊敗了4名頂尖人類高手,人工智能再次引發(fā)了世界范圍內(nèi)的研究與開發(fā)熱潮。目前很多學(xué)者認(rèn)為:人類社會(huì)正在從“互聯(lián)網(wǎng)+”向更高階的“人工智能+”躍遷,智能科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)所有學(xué)科發(fā)展的重要因素,計(jì)算機(jī)博弈是人工智能領(lǐng)域的重要研究方向[7]。
計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目涉及的方法主要包括:博弈問題的提出、棋盤的數(shù)據(jù)描述、棋面的評(píng)估模型、搜索算法的選擇、算法的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化、人機(jī)交互處理等方面,這些內(nèi)容剛好與計(jì)算思維的思想相一致,非常適合培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
一段時(shí)間以來,學(xué)生網(wǎng)游上癮困惑著家長(zhǎng)和教育工作者,以何種方式引導(dǎo)青年學(xué)生遠(yuǎn)離網(wǎng)游以及網(wǎng)游的魅力一直是不解之謎。而多個(gè)高校的實(shí)踐證明,計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目能迎合青年學(xué)生的愉悅、冒險(xiǎn)、好奇和高對(duì)抗需求,讓他們?cè)诳鞓分蟹治觥⒕幊獭⒍分牵乳L(zhǎng)知識(shí),也長(zhǎng)能力,既培養(yǎng)了計(jì)算機(jī)實(shí)踐與創(chuàng)新能力,也培養(yǎng)了計(jì)算思維、科研思維和團(tuán)隊(duì)合作精神。
學(xué)會(huì)將人的思維過程用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn),學(xué)會(huì)處理相關(guān)的問題,學(xué)會(huì)做好最優(yōu)決策,這對(duì)于所有學(xué)生來說都是有助益的。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型項(xiàng)目,更是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。
2 新課程體系與課程內(nèi)容改革
現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系沒有充分考慮計(jì)算思維和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),也沒有突出寬、專、融的教學(xué)特點(diǎn),并且課程內(nèi)容陳舊。2015年教指委推出了新版的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》(以下簡(jiǎn)稱基本要求)[8],指出了新的歷史時(shí)期計(jì)算思維能力的培養(yǎng)將成為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的新常態(tài),對(duì)課程體系、教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)行了全面闡述。
依據(jù)基本要求和部分學(xué)校的改革實(shí)踐[9-10],提出了適合沈陽(yáng)航空航天大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的寬、專、融相結(jié)合的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程新體系(見表1)。新的課程體系以計(jì)算思維為主線,以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)、計(jì)算思維方法和計(jì)算思維能力為目標(biāo),分為3個(gè)層次,每個(gè)層次設(shè)置不同的課程。隨著課程體系的重新構(gòu)建,各類課程的教學(xué)內(nèi)容也重新進(jìn)行了調(diào)整,例如:在第1層次,減少了Office方面的內(nèi)容,增加了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和Python內(nèi)容;在第2層次,取消了VF內(nèi)容,增加了C#內(nèi)容;在第3層次增加了基于計(jì)算機(jī)博弈的科技創(chuàng)新平臺(tái)的內(nèi)容。
2.1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容改革
在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中,主要設(shè)置了4個(gè)模塊:①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與操作系統(tǒng);②信息編碼與信息處理技術(shù);③數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ);④計(jì)算思維、算法與程序設(shè)計(jì)初步。在第4部分中,加入了排序算法、黎曼積分、機(jī)器博弈、旅行商、哥尼斯堡七橋等常用問題的算法。還特別增加了Python語(yǔ)言部分[11],通過求解三角形面積,引出了順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本用法;通過求解π的值,引出了蒙特卡羅方法和公式方法;通過蟒蛇的繪制,引出了Turtle庫(kù)的使用方法。通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生可以對(duì)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和利用計(jì)算思維解決問題的方法有一個(gè)初步的了解,初步培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的基本能力和計(jì)算思維意識(shí)。
以全面開放的形式設(shè)置了3個(gè)專項(xiàng)實(shí)驗(yàn):計(jì)算機(jī)拆裝、操作系統(tǒng)安裝和計(jì)算機(jī)組網(wǎng),通過學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的認(rèn)知能力和計(jì)算機(jī)維護(hù)能力。
2.2 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容改革
在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中,本著為專業(yè)服務(wù)、與時(shí)俱進(jìn)的思想,將課程設(shè)置成3個(gè)模塊:C#語(yǔ)言主要面向航空類專業(yè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班學(xué)生;VB語(yǔ)言主要面向文管類和安全類專業(yè)學(xué)生;C語(yǔ)言主要面向電子、自動(dòng)化、材料、機(jī)械類專業(yè)學(xué)生。在開課過程中允許學(xué)生跨專業(yè)選課,學(xué)生可以選擇更適合自己的語(yǔ)言或多種語(yǔ)言同時(shí)學(xué)習(xí)。
為了突出實(shí)踐能力的培養(yǎng),課程內(nèi)容中增加了8個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),專門用于綜合性程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)由3~4人組成的小組共同完成。在期初的時(shí)候進(jìn)行動(dòng)員,在期中的時(shí)候布置實(shí)驗(yàn)題目,在期末的時(shí)候進(jìn)行答辯驗(yàn)收。通過綜合實(shí)驗(yàn),學(xué)生初步具備了利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算思維方法和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
2.3 將計(jì)算機(jī)博弈案例與教學(xué)內(nèi)容深度融合
為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,將學(xué)生喜歡的計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目作為案例融入教學(xué)中[12-13],使學(xué)生在興趣與主動(dòng)學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟計(jì)算思維。
在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中,講授了計(jì)算機(jī)博弈的發(fā)展與競(jìng)賽概況、計(jì)算機(jī)博弈的空間復(fù)雜度與搜索復(fù)雜度、蒙特卡羅方法等。
在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中,以具體項(xiàng)目的形式為學(xué)生講授了計(jì)算機(jī)博弈的評(píng)估方法、搜索算法、棋盤的數(shù)據(jù)表示與可視化制作等內(nèi)容。
在計(jì)算機(jī)綜合訓(xùn)練課程中,我們?cè)O(shè)計(jì)了與計(jì)算機(jī)博弈問題相關(guān)的課設(shè)題目,例如:愛恩斯坦棋的人人對(duì)弈平臺(tái)設(shè)計(jì)、幻影圍棋的開局設(shè)計(jì)、局面評(píng)估的建模方法等。通過博弈案例建模和典型算法設(shè)計(jì),幫助學(xué)生掌握使用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決博弈問題的途徑和基本方法,為學(xué)生進(jìn)一步開展計(jì)算機(jī)博弈科技活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3 新形態(tài)化的教材建設(shè)
團(tuán)隊(duì)人員以《VB程序設(shè)計(jì)教程》為切入點(diǎn),進(jìn)行了新版教材的建設(shè)。教材的主要特點(diǎn)是新形態(tài)、立體化、數(shù)字化和案例式。除了紙質(zhì)版教材,還在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上了數(shù)字化教學(xué)資源,主要包括教學(xué)課件、案例素材、拓展案例、微視頻、實(shí)驗(yàn)素材、參考資料等,這些資源非常有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)。
微視頻資源是針對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)建設(shè)的,每個(gè)微視頻大約3~5min,微視頻的二維碼印制在教材的相應(yīng)章節(jié)上,學(xué)生可以通過手機(jī)掃描訪問,實(shí)現(xiàn)了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)方式。微視頻特別適合學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行輔助式學(xué)習(xí)。
教材中的案例遵循5結(jié)合原則:①與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合。例如:積分計(jì)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)曲線等,都是學(xué)生熟悉的問題。②與趣味性題目相結(jié)合。例如:抽獎(jiǎng)活動(dòng)、分糖果游戲、開心農(nóng)場(chǎng)等,都是學(xué)生喜歡的小項(xiàng)目。③與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。例如:高考錄取、學(xué)生績(jī)點(diǎn)計(jì)算、打氣筒模擬、課堂點(diǎn)名等,都是學(xué)生經(jīng)常面對(duì)的實(shí)際問題。④與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。例如:曲柄滑塊機(jī)構(gòu),這是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的典型機(jī)構(gòu)。⑤與計(jì)算機(jī)博弈知識(shí)相結(jié)合。例如:博弈搜索算法、棋盤的可視化設(shè)計(jì)等。通過有興趣的教學(xué)案例引發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)與研究的積極性,也體現(xiàn)了寓教于樂的教學(xué)方式。
4 開展計(jì)算機(jī)博弈科技活動(dòng)
沈陽(yáng)航空航天大學(xué)從2011年引入計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目以來,團(tuán)隊(duì)人員依托博弈項(xiàng)目,深入開展了寓教于樂、寓教于研、以研促教、以賽促學(xué)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[14]。
1)開展博弈科技研究和“大創(chuàng)項(xiàng)目”工作。
基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目,很多老師開展了科技研究,并將科研成果應(yīng)用于教學(xué)中。建立了博弈科研梯隊(duì),教師既能對(duì)博弈活動(dòng)起到組織、指導(dǎo)和護(hù)航作用,又能在計(jì)算機(jī)博弈的科研中勇攀高峰,形成學(xué)科制高點(diǎn),為科技攻關(guān)和實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造條件。開展了計(jì)算機(jī)博弈科技社團(tuán)工作,社團(tuán)成員在老師的指導(dǎo)下,既可以參加科研課題,也可以組隊(duì)申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱大創(chuàng)項(xiàng)目)。學(xué)生與老師合作開展科技研究、撰寫論文,形成了良好的學(xué)習(xí)與科研氛圍。
2)開展計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽工作。
計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目具有喜聞樂見、挑戰(zhàn)無窮的特點(diǎn),深受學(xué)生喜歡。學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生組成不斷吐故納新的代表隊(duì),支持學(xué)生參加各類計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽(校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)和國(guó)際級(jí))。到目前為止,共組織了6屆校級(jí)計(jì)算機(jī)博弈比賽,平均每年參加人數(shù)達(dá)200余人。校賽選拔后組織集訓(xùn),備戰(zhàn)全國(guó)比賽,共組織學(xué)生參加了6屆全國(guó)計(jì)算機(jī)博弈大賽和1次國(guó)際機(jī)器博弈大賽,營(yíng)建了良好的校園計(jì)算機(jī)創(chuàng)新文化氛圍。
5 取得的成效
1)學(xué)生課程成績(jī)提升。
以計(jì)算思維為主線的教學(xué)改革方案使學(xué)生受益頗多,每年有4 000名學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程,學(xué)生課程成績(jī)提高較大,例如:計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程平均成績(jī)提高15%,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程平均成績(jī)提高10%。在期末對(duì)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查時(shí),大部分學(xué)生表示學(xué)習(xí)收益較大,對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的理解和利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決問題的能力都有較大提升。
2)學(xué)生競(jìng)賽成績(jī)優(yōu)異。
隨著研發(fā)能力的不斷增強(qiáng),學(xué)生參加的計(jì)算機(jī)博弈競(jìng)賽項(xiàng)目也越來越多,現(xiàn)已達(dá)到12項(xiàng),包括六子棋、點(diǎn)格棋、蘇拉卡爾塔棋、亞馬遜棋、幻影圍棋、不圍棋、愛恩斯坦棋、軍棋、國(guó)際跳棋、海克斯棋、斗地主、橋牌。近幾年累計(jì)獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)100余項(xiàng),累計(jì)獲冠亞季軍20項(xiàng),其中幻影圍棋、亞馬遜棋、軍棋、六子棋項(xiàng)目都曾獲得過全國(guó)冠軍獎(jiǎng)項(xiàng),總體競(jìng)賽成績(jī)位居全國(guó)前幾名,既提高了大學(xué)生的計(jì)算機(jī)創(chuàng)新能力,也促進(jìn)了我國(guó)計(jì)算機(jī)博弈事業(yè)的發(fā)展,在國(guó)內(nèi)高校中產(chǎn)生了較好影響。
3)學(xué)生科技成績(jī)突出。
基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目,學(xué)生與老師合作在CCDC國(guó)際會(huì)議的機(jī)器博弈(Computer Game)專題上已25篇,表2是發(fā)表的部分學(xué)術(shù)論文。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下申報(bào)了大創(chuàng)項(xiàng)目30多項(xiàng),表3是部分大創(chuàng)項(xiàng)目。
6 結(jié) 語(yǔ)
計(jì)算思維的理論研究在我國(guó)已經(jīng)走過了6年多,現(xiàn)在應(yīng)該是全面落地的時(shí)候。我們本著與時(shí)俱進(jìn)、為專業(yè)服務(wù)的指導(dǎo)思想,調(diào)整了各門課程的教學(xué)內(nèi)容,引入了Python、C#等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,將學(xué)生喜歡的計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目作為教學(xué)案例與課程內(nèi)容深度融合,實(shí)現(xiàn)了競(jìng)賽與教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目具有喜聞樂見、挑戰(zhàn)無窮的特點(diǎn),特別能引發(fā)青年學(xué)生的好奇心與研究熱情,廣泛開展基于計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目的科技與競(jìng)賽活動(dòng),較好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研思維。計(jì)算機(jī)博弈項(xiàng)目是非常好的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。筆者希望本文能對(duì)高校的計(jì)算機(jī)教學(xué)提供一種參考,更希望計(jì)算機(jī)博弈能在更多的高校生根、發(fā)芽、開花和結(jié)果。
參考文獻(xiàn):
[1] Wing J M. Computational thinking[J]. Communications of the ACM, 2006, 49(3): 33-35.
[2] 何欽銘, 陸漢權(quán), 馮博琴. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng):“九校聯(lián)盟(C9)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”解讀[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2010(9): 5-9.
[3] 陳國(guó)良, 董榮勝. 計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2011(1): 7-11.
[4] 李廉. 以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向深化大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2013(4): 7-11.
[5] 馮博琴. 對(duì)于計(jì)算思維能力培養(yǎng)“落地”問題的探討[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2012(9): 6-9.
[6] 龔沛曾, 楊志強(qiáng). 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2012(5): 51-54.
[7] 王驕, 徐心和. 計(jì)算機(jī)博弈: 人工智能的前沿領(lǐng)域: 全國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)博弈大賽[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2012(7): 14-18.
[8] 教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.
[9] 王移芝, 金一, 周圍. 基于“計(jì)算思維”能力培養(yǎng)的教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2014(3): 49-53.
[10] 劉光蓉. 融入計(jì)算思維的 C 語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2015, 34(10): 81-83.
[11] 嵩天, 黃天羽, 禮欣. Python 語(yǔ)言: 程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的理想選擇[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2016(2): 42-47.
[12] 王亞杰, 王曉巖, 邱虹坤, 等. 基于愛恩斯坦棋的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)案例設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2012(18): 75-77.
[13] 李飛, 王亞杰, 尹航, 等. 基于幻影圍棋的C語(yǔ)言課程教學(xué)案例設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2016(10): 117-119.
論文關(guān)鍵詞:行動(dòng)導(dǎo)向,C語(yǔ)言,教學(xué)設(shè)計(jì)
1.引言
C語(yǔ)言是一種面向過程的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它既有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn),又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn),具有簡(jiǎn)潔、緊湊、使用方便靈活,以及生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高、程序執(zhí)行效率高、可移植性好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及嵌入式開發(fā)。C語(yǔ)言是軟件開發(fā)領(lǐng)域最主流的設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一。是目前高等院校以及高等職業(yè)學(xué)校理工科專業(yè)開設(shè)范圍最廣的一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程。然而對(duì)于從沒有接觸過程序設(shè)計(jì)有些甚至對(duì)計(jì)算機(jī)原理了解都比較少的學(xué)生而言,學(xué)習(xí)C語(yǔ)言存在較大的難度,同樣對(duì)于講授C語(yǔ)言的教師也往往感覺課程推進(jìn)較困難。C語(yǔ)言教學(xué)一般分為課堂講授、上機(jī)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。課程結(jié)束之后學(xué)生不會(huì)C語(yǔ)言的基本應(yīng)用。為解決C語(yǔ)言教學(xué)中出現(xiàn)的問題,需要我們不斷探討、改進(jìn)教學(xué)方法。本文將行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)方法引入到C語(yǔ)言教學(xué)中進(jìn)行了一些嘗試與探索。
2.行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法概述
行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法是以“行動(dòng)導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)”為主要形式,在教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,注重對(duì)學(xué)生分析問題,解決問題能力的培養(yǎng),從完成某一方面的“任務(wù)”著手,通過引導(dǎo)學(xué)生完成“任務(wù)”,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。從學(xué)生接受知識(shí)的過程看,知識(shí)來源于實(shí)踐,在實(shí)踐中得到感性認(rèn)識(shí),經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐才能上升到理性認(rèn)識(shí)論文范文,并回到實(shí)踐中去。
教師對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃分解,針對(duì)學(xué)生的情況制定科學(xué)、合理的任務(wù),以及準(zhǔn)備學(xué)生完成任務(wù)所需相關(guān)材料。課堂上下發(fā)任務(wù),讓學(xué)生清楚的理解他要做什么。然后采用合理的方式引導(dǎo)學(xué)生去分析解決問題。最后對(duì)學(xué)生完成任務(wù)的結(jié)果進(jìn)行積極的評(píng)價(jià)。
行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在C語(yǔ)言課程教學(xué)設(shè)計(jì)中,所進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)并非是指編程序上機(jī)實(shí)習(xí)驗(yàn)證,而是針對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中編程思想應(yīng)用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)。下面就本人教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)案例進(jìn)行闡述。
3.教學(xué)設(shè)計(jì)案例
常用排序算法模擬應(yīng)用—行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)方案:第一階段,任務(wù)描述:將班級(jí)的學(xué)生按座位列分成四組,A、C組利用選擇排序法,B、D組用冒泡排序法分別將將本組學(xué)生按年齡遞增排列,每組同學(xué)旁邊放置一個(gè)空椅子可供利用。要求是每次能且只能移動(dòng)一個(gè)同學(xué)坐到空出來的椅子上。第二階段,在學(xué)生實(shí)施排序前先給每組學(xué)生相應(yīng)算法的說明文檔。讓學(xué)生給定的時(shí)間去進(jìn)行閱讀、討論并制定出實(shí)施方案。第三階段,讓各小組同學(xué)根據(jù)自己制定的方案實(shí)施排序操作,并驗(yàn)證結(jié)果是否符合他們的預(yù)期。同時(shí)密切注意觀察并記錄他們的問題。第四階段,讓小組間相互評(píng)價(jià),對(duì)本小組排序方案及實(shí)施過程中的問題進(jìn)行自我總結(jié),。第五階段,對(duì)每組任務(wù)的完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià),并給予指導(dǎo)。可以調(diào)換排序方法按體重重復(fù)以上任務(wù)步驟。最后一階段,問題的抽象及算法實(shí)現(xiàn)。這一階段對(duì)于學(xué)生較為困難,可以指導(dǎo)抽象出任務(wù)處理的對(duì)象—數(shù)組數(shù)據(jù),重復(fù)性的動(dòng)作—for循環(huán)模式,位置的移動(dòng)—循環(huán)變量等。這樣學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)使用相關(guān)C語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則,并摸索和思考其使用方法和模式。之后給出一些相關(guān)的習(xí)題讓學(xué)生模仿練習(xí),鞏固應(yīng)用。
4.教學(xué)思考及效果評(píng)估
在這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施過程中,激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與實(shí)踐活動(dòng)是教師首要的任務(wù),在學(xué)生實(shí)踐能力相對(duì)薄弱的教學(xué)中教師的引導(dǎo)作用顯得更加重要,因?yàn)樵谶@個(gè)問題域里,學(xué)生是主體站在“風(fēng)暴”的中心,只有學(xué)生被激發(fā)出來關(guān)注到實(shí)踐過程的每一個(gè)細(xì)節(jié),才能完整的描述實(shí)現(xiàn)的過程,將這個(gè)程序設(shè)計(jì)的靈魂—算法的思想融進(jìn)大腦里,進(jìn)而抽象完整的模型,思考如何利用C語(yǔ)言去實(shí)現(xiàn)。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)注重編程思想而側(cè)重C語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則。我們可以讓學(xué)生抓住“靈魂”這根繩索去探索如何去應(yīng)用C語(yǔ)言里紛亂的語(yǔ)法規(guī)則論文范文,學(xué)會(huì)在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。
經(jīng)過測(cè)試,這樣的教學(xué)效果也較為明顯,學(xué)生對(duì)for循環(huán)的理解較為透徹,應(yīng)用較熟練。整個(gè)學(xué)期過后,學(xué)生對(duì)這一塊兒C語(yǔ)言知識(shí)印象明顯深刻。“行動(dòng)導(dǎo)向”的教學(xué)過程中,學(xué)生不但在完成任務(wù)的過程中掌握了C語(yǔ)言知識(shí),通過相互溝通討論問題,增強(qiáng)了表達(dá)交際能力,提高了學(xué)生分析問題的能力。完成任務(wù)的成就感不僅增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的自信心,提高了學(xué)生深入學(xué)習(xí)C語(yǔ)言知識(shí)的興趣,形成學(xué)習(xí)的良性循環(huán)。
5.結(jié)束語(yǔ)
鑒于C語(yǔ)言計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛性和重要性,作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的入門級(jí)課程,有必要不斷的探索新的科學(xué)、適用的教學(xué)方法,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重引導(dǎo)學(xué)生編程思想的培養(yǎng),從各方面調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性,感性認(rèn)知,理性理會(huì),學(xué)好C語(yǔ)言并會(huì)利用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(第三版)[M]. 清華大學(xué)出版社,2005.
[2]姜大源.學(xué)科體系的解構(gòu)與行動(dòng)體系的重構(gòu)——職業(yè)教育課程內(nèi)容序化的教育學(xué)解讀[J]. 教育研究, 2005,8 .
[3]劉丹青.以學(xué)生為中心的教學(xué)——行為導(dǎo)向教學(xué)論的探討[J].教育與職業(yè), 2005,1 .
1966年,美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)設(shè)立了一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)――圖靈獎(jiǎng),專門用來獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)計(jì)算機(jī)事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人。圖靈獎(jiǎng)的評(píng)選極為嚴(yán)苛,一般來說,只有某人提出的理論或做出的成果經(jīng)過了漫長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn),仍然被奉為經(jīng)典,并對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響時(shí),才有可能榮獲此獎(jiǎng)。因此,這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的含金量極高,號(hào)稱“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”,也有人認(rèn)為它是計(jì)算機(jī)界的“終身成就獎(jiǎng)”。比如2009年捧回圖靈碗(圖靈獎(jiǎng)杯呈碗狀)的查爾斯?薩克爾,就是因其在上世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了第一臺(tái)現(xiàn)代個(gè)人電腦Xerox Alto而獲獎(jiǎng),其得獎(jiǎng)時(shí)間與獲獎(jiǎng)成果問世時(shí)隔近40年之久。
然而,卻有這么一個(gè)人,在1974年以36歲的“少齡”捧回了屬于自己的圖靈碗,成為了史上最年輕的圖靈獎(jiǎng)獲得者,他就是唐納德?克努特,而我們更習(xí)慣叫他的中文名字,高德納。
幫助高德納贏得圖靈碗的,是一套名為《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》的系列叢書,確切的說,是這套叢書的前三卷:《基本算法》、《半數(shù)值算法》以及《排序與查找》。雖然叢書的名稱洋溢著一種撲面而來的藝術(shù)氣息,但千萬(wàn)別懷疑,這部叢書絕對(duì)是計(jì)算機(jī)界堪稱經(jīng)典的神作,其地位不亞于數(shù)學(xué)界歐幾里德的《幾何學(xué)原理》以及牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。
如果你對(duì)計(jì)算機(jī)并不算了解,那么,請(qǐng)千萬(wàn)別被這幾個(gè)看似簡(jiǎn)單的名字給迷惑了,比如說《基本算法》,看書名好像是計(jì)算機(jī)入門書籍,但就連微軟創(chuàng)始人比爾?蓋茨當(dāng)年也是花了好幾個(gè)月的時(shí)間,才看完了這一本書,而且還做了大量的練習(xí)才勉強(qiáng)算是掌握了這些算法,按蓋茨的意思,只要能解決這本書里的每一個(gè)問題,就有了成為一名優(yōu)秀程序員的本錢。不過高德納顯然比蓋茨直率多了,他表示:看不懂的話,趁早改行吧!
直到現(xiàn)在,想在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有所成就的人,《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》系列叢書也是其必選讀物,而其經(jīng)典程度,只要看看圖靈獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)那些一天到晚只會(huì)吹毛求疵,眼睛恨不得長(zhǎng)在頭頂上的家伙,在這套叢書剛出了前三卷就上趕著給高德納頒發(fā)了圖靈獎(jiǎng),就可見一斑。
我是藝術(shù)家
不過,這位年輕的計(jì)算機(jī)天才,卻認(rèn)為自己是名藝術(shù)家而非科學(xué)家。當(dāng)然,這倒并不是因?yàn)樗r(shí)候曾經(jīng)夢(mèng)想著要成為一名音樂家,而是在高德納眼中,“計(jì)算機(jī)科學(xué)”本身就不是科學(xué),而是一門藝術(shù):藝術(shù)是人創(chuàng)造的,而科學(xué)不是;藝術(shù)可以無止境提高,而科學(xué)不能;藝術(shù)創(chuàng)造需要天賦,而科學(xué)不需要。這樣的看法,在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域絕對(duì)是獨(dú)樹一幟。
事實(shí)上,高德納本人的行為,也的確更像一名才華橫溢、張揚(yáng)隨性,又有些極端完美主義的藝術(shù)家。高德納剛剛捧回圖靈碗后,就做了一個(gè)讓計(jì)算機(jī)科學(xué)界跌破眼鏡的決定,那就是宣布從此封筆,不再寫書,而原因竟然是“排版工具太差,破壞了整套書的美感”。如果擱在今天,網(wǎng)友一定會(huì)吐槽,你怎么不說電腦耗電太多,不節(jié)能環(huán)保呢?這件事在當(dāng)時(shí)引起了軒然大波,許多人開始質(zhì)疑高德納已經(jīng)“江郎才盡”,也有人說他是沽名釣譽(yù)之輩,圖靈獎(jiǎng)?wù)媸前l(fā)錯(cuò)人了。
面對(duì)種種非議,高德納卻仍然我行我素,再也不提繼續(xù)寫書的事情,也沒有任何解釋,默默開始了在世人眼中“不務(wù)正業(yè)”的生活。10年之后,當(dāng)高德納的成果逐一問世,并令世人震驚之時(shí),曾經(jīng)的質(zhì)疑與非議卻顯得那樣可笑。
他設(shè)計(jì)開發(fā)的排版系統(tǒng)TEX,在出版界掀起了一場(chǎng)革命,當(dāng)科學(xué)家使用TEX系統(tǒng)書寫論文時(shí),再也不用為輸入各種公式、調(diào)整頁(yè)面信息而發(fā)愁了。TEX引領(lǐng)了科學(xué)排版的規(guī)范,其完美程度令其他排版軟件所汗顏。高德納曾放下豪言,只要有人發(fā)現(xiàn)TEX的一個(gè)錯(cuò)誤,就會(huì)支付他2.56美元,發(fā)現(xiàn)第二個(gè)錯(cuò)誤,就會(huì)支付他5.12美元,如此指數(shù)遞增。想想看,這要對(duì)自己的軟件有多大的信心才能給出如此的承諾?要知道,如果一個(gè)人在TEX中找到20個(gè)錯(cuò)誤,高德納就將支付其數(shù)百萬(wàn)美元,不過時(shí)至今日,高德納卻并未因此而破費(fèi)太多。
與此同時(shí),高德納還同時(shí)開發(fā)出了METAFONT字體設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及文學(xué)化編程語(yǔ)言。前者的所有字體都是用幾何方程定義的,其風(fēng)格前所未有;而后者則更像是高德納在對(duì)世界宣言:計(jì)算機(jī)代碼也能像詩(shī)歌一樣優(yōu)美動(dòng)人,事實(shí)上,他還用這種語(yǔ)言寫了一本名為《斯坦福圖形數(shù)據(jù)庫(kù)》的書,讓那些覺得計(jì)算機(jī)代碼枯燥乏味的同行,“體味”一下高雅優(yōu)美的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言寫出的文學(xué)作品。
不完美,不成活
當(dāng)TEX系統(tǒng)問世之后,高德納終于再次執(zhí)筆開始著述《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》的第四卷《組合算法》,這卷書問世之后,再一次讓人們發(fā)出了嘆為觀止的感慨。而高德納之所以能夠?qū)懗鲞@樣的神作,與其追求完美的性格是分不開的。
其實(shí)在高德納還是小學(xué)生的時(shí)候,他追求完美的性格就開始有所展現(xiàn)。在他8歲時(shí),一家糖果商到高德納所在的小學(xué)去促銷一種名為“Ziegler’s Giant Bar”的棒棒糖,他們提出,要讓學(xué)校的孩子用棒棒糖名稱中出現(xiàn)的字母來任意拼寫單詞,寫出最多的孩子將獲得優(yōu)勝。高德納知道之后,找了個(gè)借口請(qǐng)假回家,翻著字典找出了4500余種組合,并記了下來。比賽時(shí),高德納毫無意外地獲得了冠軍,因?yàn)椴门惺种械膮⒖紗卧~表中,只有2500多個(gè)單詞。
看到這里,我們就發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)高德納因?yàn)椤芭虐婀ぞ咛睿茐牧苏讜拿栏小倍芙^繼續(xù)寫書,并不那么奇怪。但是高德納的完美主義,以及他的藝術(shù)家風(fēng)格,卻又和現(xiàn)如今很多“另類”的年輕人完全不同。他追求完美,但卻不自大,他說“一個(gè)人要把事情做得完美,只有當(dāng)他跟上帝的意圖保持和諧”;他感性文藝,但卻不脫離現(xiàn)實(shí),他說寫書就要寫給普通人看,這樣普通人和專家都可以看懂,如果寫給專家看,那么專家估計(jì)也看不懂。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)專業(yè) 產(chǎn)學(xué)研 協(xié)同創(chuàng)新 制度創(chuàng)新
中圖分類號(hào):G640
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-4914(2017)01-205-02
一、計(jì)算機(jī)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)模式運(yùn)作的條件
計(jì)算機(jī)專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性和科研性比較強(qiáng)的專業(yè),其學(xué)習(xí)的過程就是一個(gè)理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐探索和科學(xué)研究的過程。而我國(guó)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)具有研究性和實(shí)踐性并存的特點(diǎn),承擔(dān)著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究和實(shí)踐的使命,因此最適合產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式。
要將這種模式在我國(guó)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)中進(jìn)行運(yùn)作,應(yīng)該具備以下條件:首先,要在教學(xué)組織上給予保障,要組建一支師德高尚、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、業(yè)務(wù)技術(shù)精湛、內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理且技術(shù)成果顯著的教師團(tuán)隊(duì)。其次,要與相關(guān)高校、軟件企業(yè)、科研單位進(jìn)行合作,要善于利用互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。第三,要建立健全相應(yīng)的規(guī)章制度,建立一整套適合產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式的管理制度、技術(shù)和科研成果考核辦法、資金審批管理制度等。第四,要加大經(jīng)費(fèi)的投入。無論是學(xué)校和企業(yè)相結(jié)合,還是科研和教學(xué)相結(jié)合都需要相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)做保障。不加大經(jīng)費(fèi)的投入,推行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式就是一句空話,所以經(jīng)費(fèi)的保障是至關(guān)重要的。
二、計(jì)算機(jī)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)模式的具體步驟
根據(jù)近年來對(duì)當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)成績(jī)和心理狀態(tài)的研究表明:隨著年級(jí)的升高,大學(xué)生對(duì)自己的要求會(huì)降低標(biāo)準(zhǔn),對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)出一種無所謂的態(tài)度,在專業(yè)學(xué)習(xí)上、情感上都出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。教育界的專家們將這種現(xiàn)象稱為“大二低潮現(xiàn)象。”因此,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)模式需要從大一就開始,這樣一來,我們就能趕在“大二低潮”到來之前,及時(shí)給大學(xué)生們打一針“預(yù)防針”。使他們?cè)跊]有出現(xiàn)滑坡之前就開始進(jìn)入一種完全不同于高中階段的、全新的教學(xué)模式之中。
1.建立產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的的實(shí)踐教學(xué)體系,注重五個(gè)能力的培養(yǎng)。通過對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)生的能力構(gòu)成研究,我們認(rèn)為大學(xué)生的專業(yè)能力包括自主學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知實(shí)踐能力、初步設(shè)計(jì)能力、綜合實(shí)踐能力與軟件開發(fā)能力。要培養(yǎng)這種能力主要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段:
(1)見識(shí)性實(shí)習(xí)階段。在這個(gè)階段主要是通過組織學(xué)生參觀企業(yè)、往屆畢業(yè)生回校講演、技術(shù)報(bào)告會(huì)、專家座談會(huì)和一系列的專題講座來完成。一般安排在大一來完成。通過這個(gè)階段的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng),主要是培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力,也稱為認(rèn)知實(shí)踐能力。
(2)生產(chǎn)實(shí)習(xí)階段。這個(gè)階段主要是通過深入到工業(yè)和信息企業(yè)去熟悉生產(chǎn)環(huán)境、參與開發(fā)過程和頂崗實(shí)習(xí)等形式,了解工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)組織活動(dòng)。通過這個(gè)階段的學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生了解開發(fā)過程,形成初步的編程能力。這個(gè)階段一般安排大二來完成。這個(gè)階段學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)形式有些厭倦,我們安排他們換個(gè)環(huán)境,到企業(yè)去學(xué)習(xí)軟件工程設(shè)計(jì),掌握初步的編程技術(shù),這樣可以提高他們的學(xué)習(xí)和研究興趣。這個(gè)階段主要是對(duì)初步設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。
(3)課程設(shè)計(jì)和專題訓(xùn)練階段。在這個(gè)階段中要結(jié)合課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行企業(yè)實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐性教學(xué)的無縫對(duì)接。比如安排學(xué)生在師傅指導(dǎo)下完成課程設(shè)計(jì)作業(yè),或者在工人師傅指導(dǎo)下完成專題實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)和綜合實(shí)訓(xùn)課程。這個(gè)階段主要是綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng),一般是在大二的下學(xué)期和大三上學(xué)期來完成。這個(gè)階段主要是對(duì)綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
(4)畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。在這個(gè)階段中要安排學(xué)生參加創(chuàng)新和科研課題的開發(fā)活動(dòng),學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣參加研究生師兄和老師的研究課題,參加計(jì)算機(jī)項(xiàng)目的開發(fā)和研究。也可以根據(jù)企業(yè)的需要參加企業(yè)的項(xiàng)目開發(fā)活動(dòng)。然后根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)的情況作出畢業(yè)設(shè)計(jì),寫出畢業(yè)論文,畢業(yè)論文必須經(jīng)過軟件的檢測(cè),并經(jīng)過其他老師的評(píng)閱才能作為畢業(yè)論文參加答辯。這個(gè)階段是對(duì)大學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)和職業(yè)技能的綜合訓(xùn)練和考核階段。一般是在大三下學(xué)期開始安排,大四最后一個(gè)學(xué)期結(jié)束。這個(gè)階段主要是對(duì)創(chuàng)新和科研能力的培養(yǎng)。
2.專題訓(xùn)練要經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì),要建立專題實(shí)訓(xùn)庫(kù)。一般來說,專題實(shí)訓(xùn)課程是要過教研室集體建設(shè)的,要經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)和歷史的檢驗(yàn)。具體內(nèi)容有:第一是軟件工程專題訓(xùn)練題庫(kù);第二是程序設(shè)計(jì)專題訓(xùn)練庫(kù);第三是數(shù)據(jù)庫(kù)專題訓(xùn)練庫(kù);第四是軟件質(zhì)量和軟件測(cè)試專題訓(xùn)練庫(kù)。
3.創(chuàng)新基地的建設(shè)要以研究團(tuán)隊(duì)做主力。創(chuàng)新題目主要來源:第一,老師的科研課題。大學(xué)生參加老師的科研課題,可以在老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。第二,企業(yè)或?qū)W院的科研課題或工作任務(wù)。學(xué)生承擔(dān)企業(yè)或?qū)W院的程序設(shè)計(jì)任務(wù),獨(dú)立完成計(jì)算機(jī)編程工作,有利于獨(dú)立工作能力的形成。第三,各級(jí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)大賽。ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽(ACM International Collegiate Programming Contest)是由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)主辦的,一項(xiàng)旨在展示大學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神和在壓力下編寫程序、分析問題和解決問題能力的年度競(jìng)賽。經(jīng)過30多年的發(fā)展,ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽已經(jīng)發(fā)展成為最具影響力的大學(xué)生計(jì)算機(jī)競(jìng)賽。賽事目前由IBM公司贊助。ACM/ICPC比賽和IOI(International Olympiad in Informatics)比賽都是使用一種稱為Online Judge(簡(jiǎn)稱OJ)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來進(jìn)行題目的、解答、判分,因此具有非常高的客觀公正性。OJ系統(tǒng)的基本運(yùn)作原理是通過服務(wù)器上預(yù)先準(zhǔn)備的測(cè)試用例數(shù)據(jù)來對(duì)參賽選手提交的程序進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行,通過檢查輸出數(shù)據(jù)是否符合題目要求來判定答案的正確與否。大學(xué)生通過參加這種競(jìng)賽活動(dòng),可以提高在編程過程中的創(chuàng)新能力和熟練程度。
三、計(jì)算機(jī)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合要注意的的關(guān)鍵問題
1.要有極其廣泛的企業(yè)合作基礎(chǔ)。關(guān)鍵是選擇技術(shù)基礎(chǔ)比較好的企業(yè)作為合作伙伴,學(xué)生在這樣的企業(yè)才能學(xué)到最新的計(jì)算機(jī)技術(shù);教師也可以應(yīng)用自己的計(jì)算機(jī)技術(shù)為企業(yè)解決一些關(guān)鍵技術(shù)難題,從而做到企業(yè)和學(xué)校、技術(shù)和思想雙贏。
2.要組織起一個(gè)完善的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。要實(shí)行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,就對(duì)教師團(tuán)隊(duì)的技術(shù)能力和實(shí)踐能力提出了更高的要求,教師不能只滿足于書本知識(shí),還要有軟件編程方面的工作經(jīng)驗(yàn)。這就需要教師團(tuán)隊(duì)技術(shù)水平和技術(shù)能力比較完善和全面。因此,要對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)教師進(jìn)行培訓(xùn),安排他們出國(guó)進(jìn)修和下基層企業(yè)學(xué)習(xí)和鍛煉。
3.要有足夠的經(jīng)費(fèi)保障。學(xué)校要與企業(yè)合作有時(shí)候需要一些經(jīng)費(fèi)開支,特別是產(chǎn)學(xué)研開始的初期,教師和學(xué)生的技術(shù)水平比較差,給企業(yè)幫不上什么忙,還需要企業(yè)的工人師傅做技術(shù)上的指導(dǎo),因此我們需要付出一定的費(fèi)用。到了產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的后期,我們的教師已經(jīng)具備了高級(jí)程序員的編程水平,學(xué)生的技術(shù)水平也有提高,這樣我們的教師和學(xué)生都可以獨(dú)立頂崗實(shí)習(xí)了,我們不但不需要付出費(fèi)用,還可以從企業(yè)獲得勞動(dòng)報(bào)酬,這個(gè)勞動(dòng)報(bào)酬比較多的時(shí)候,學(xué)校可以提取一些管理費(fèi)用。由此可見,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的初期需要經(jīng)費(fèi)支持。可以說,沒有資金的支持,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式改革難以啟動(dòng)。
4.把握好兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。在實(shí)施產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式時(shí),需要把握好兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn),一是產(chǎn)學(xué)研的開始時(shí)間是一年級(jí)下學(xué)期,不能推后;二是畢業(yè)設(shè)計(jì)要從三年級(jí)下學(xué)期開始。為什么呢?因?yàn)槎昙?jí)學(xué)生比較浮躁不容易進(jìn)入角色,從一年級(jí)下學(xué)期開始,學(xué)生那時(shí)候的學(xué)習(xí)勁頭和精神面貌都比較好,容易進(jìn)入較好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。畢業(yè)設(shè)計(jì)如果從四年級(jí)開始,學(xué)生為了找工作會(huì)牽扯很大的精力,會(huì)直接影響到畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。另外,還要給論文答辯留下充足的時(shí)間。
5.要充分認(rèn)識(shí)到科研在產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)模式的統(tǒng)領(lǐng)作用。科研是高校發(fā)展的時(shí)代呼喚,當(dāng)代大學(xué)的重要特征就是承擔(dān)科研任務(wù),為企業(yè)和國(guó)家完成科研項(xiàng)目是我們義不容辭的任務(wù)。我們應(yīng)該把它放在重中之重的位置。因?yàn)橹挥型ㄟ^參與科研項(xiàng)目才能在科學(xué)技術(shù)層面上有所創(chuàng)新、有所發(fā)展、有所建樹。
綜上所述,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式,是一種有利于學(xué)生掌握專業(yè)技術(shù)和知識(shí)的新型的教學(xué)模式,由于這種教學(xué)模式需要懂技術(shù)有經(jīng)驗(yàn)的教師來完成,因此,學(xué)校需要首先對(duì)師資隊(duì)伍進(jìn)行補(bǔ)充充實(shí)和教育提高;其次需要有與之相對(duì)應(yīng)的管理制度;第三需要有足夠的經(jīng)費(fèi)。這種教學(xué)模式基本上實(shí)現(xiàn)了教學(xué)和生產(chǎn)科研的無縫對(duì)接,是一種行之有效的好模式。目前這方面的經(jīng)驗(yàn)還不足,希望教育界和企I界有關(guān)專家共同研究這個(gè)課題。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫和英,王貴喜,白殿海.產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J]河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)自然科學(xué)版,2000(4)
[2] 鮑文博,金生吉,寧寶寬.產(chǎn)學(xué)研合作實(shí)踐教學(xué)模式探索[J]高等建筑教育,2012(21)
[3] 呂素香.大二低潮現(xiàn)象原因及對(duì)策[J]中國(guó)高等教育,2015(10)
[4] 劉建軍.進(jìn)一步重視科研在高校育人中的地位和作用[J]中國(guó)高等教育,2015(6)
(作者單位:浙江傳媒學(xué)院 浙江杭州 310018)
論文摘要:本文首先分析了當(dāng)前匯編語(yǔ)言的教學(xué)現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重要作用,然后闡述了匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思路,給出了較詳細(xì)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排。
1 匯編語(yǔ)言及其教學(xué)現(xiàn)狀
匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能夠提供給用戶使用的最快而又最有效的語(yǔ)言,也是唯一能夠利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。對(duì)程序的空間和時(shí)間要求很高的場(chǎng)合,匯編語(yǔ)言的應(yīng)用是必不可少的,至于很多需要直接控制硬件的操作場(chǎng)合則更是非用匯編語(yǔ)言不可。用匯編語(yǔ)言編寫的程序的執(zhí)行速度通常比高級(jí)語(yǔ)言(如C/C++)快很多,甚至成百上千倍。相應(yīng)的,匯編語(yǔ)言的缺點(diǎn)就是使用者需要對(duì)硬件有更深入的了解,編程效率不高。
“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”課程的任務(wù)是為“計(jì)算機(jī)組成原理”、“接口”、“操作系統(tǒng)”等后繼課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí),它對(duì)訓(xùn)練學(xué)生掌握與硬件相關(guān)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)、從事自主版權(quán)計(jì)算機(jī)芯片和系統(tǒng)軟件的開發(fā)、信息安全、過程控制等方面,均有十分重要的作用。無論計(jì)算機(jī)技術(shù)如何發(fā)展,機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言體系仍然是計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ),也是計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要知識(shí)體系之一。不能了解和熟悉匯編語(yǔ)言,不僅將導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的缺乏,也可能導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知水平的降低,開發(fā)手段的貧乏。
然而,初學(xué)者往往感到它難學(xué)、難懂、抽象,更難以掌握。教師開展教學(xué)困難,學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握困難,教學(xué)效果差,以致會(huì)影響后繼課程的學(xué)習(xí)。
2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在匯編語(yǔ)言教學(xué)中的作用
在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、思考能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)和有效途徑。顯然,學(xué)生在學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言這門課程中產(chǎn)生的困難,首先來自于他們對(duì)所學(xué)知識(shí)缺乏必要的感性認(rèn)識(shí),沒有充分的實(shí)驗(yàn)。
計(jì)算機(jī)在很多方面不同于其他學(xué)科,尤其是與硬件有密切關(guān)系的課程。由于匯編語(yǔ)言課程具有硬件操作的密切相關(guān)性,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中就占據(jù)了舉足輕重的地位.匯編語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生閱讀、編輯和調(diào)試程序的能力,有著不可替代的重要作用。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課深入了解CPU、存儲(chǔ)器、接口及外部設(shè)備的工作特性,對(duì)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)和傳送產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)中對(duì)匯編語(yǔ)言達(dá)到更好的理解、掌握,從感性認(rèn)識(shí)上升到理論認(rèn)識(shí)。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思路
由于各高校辦學(xué)類型不同、培養(yǎng)目標(biāo)不同、所在地及周邊地區(qū)社會(huì)需求不同,計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)有所不同。對(duì)于非研究型院校的相關(guān)專業(yè),對(duì)“匯編語(yǔ)言”的教學(xué)可以集中在適度的理論知識(shí)和充分的操作實(shí)踐上。“適度”體現(xiàn)在理論課的講授中內(nèi)容不必展開太寬,“充分”體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課的安排上要充分。
盡管學(xué)生學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言有著不少困難,但“興趣是最好的老師”,要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有了興趣,他就能積極地思考,大膽地探索,變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考。因此,匯編語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn)教學(xué)總的思路就是要以激發(fā)學(xué)生興趣為主線,盡量設(shè)計(jì)趣味性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。
很多學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課的主要原因之一是認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課的好壞對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)影響不大,目前多數(shù)院校的學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定,僅以期末一張考試卷的好壞而定,這使很多學(xué)生重理論、輕實(shí)驗(yàn)。因此,應(yīng)認(rèn)真記載每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的實(shí)際操作能力和編程能力,并以優(yōu)、良、中、差進(jìn)行仔細(xì)考核,開學(xué)初就明確告訴學(xué)生這種考核制度的存在,使之開始就沒有怠慢的情緒,從思想上重視實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排按照由淺入深、循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行,合理選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,盡量避免過多過雜,內(nèi)容選擇注意舉一反三,即以啟發(fā)思維為主,對(duì)設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)只要能完成預(yù)定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),不苛求實(shí)驗(yàn)過程與步驟的統(tǒng)一。實(shí)驗(yàn)所演算的匯編語(yǔ)言程序應(yīng)具備好的觀測(cè)效果,能直接體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的操作特點(diǎn),教師演示和學(xué)生實(shí)踐穿行,并且注意重復(fù)對(duì)比,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己操作的失誤,加深對(duì)匯編語(yǔ)言操作規(guī)律的理解。
實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)中主要起到引導(dǎo)的作用,實(shí)驗(yàn)前的講解以重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)為主,不應(yīng)面面俱到,可以先給出一些問題,讓學(xué)生帶著問題去做、去觀察、去思考。實(shí)驗(yàn)中,則應(yīng)以學(xué)生為主體,讓每個(gè)同學(xué)通過操作行為感受計(jì)算機(jī)的物理過程,教師將理論揉在實(shí)例中的具體操作中,學(xué)生會(huì)感到數(shù)據(jù)是有形的,CPU的操作是物質(zhì)化的。經(jīng)過反復(fù)練習(xí),學(xué)生不但學(xué)到了基礎(chǔ)知識(shí),而且提高了綜合分析和理解能力。實(shí)驗(yàn)中,還要鼓勵(lì)學(xué)生自己修改實(shí)驗(yàn),有時(shí)學(xué)生對(duì)自己編的程序沒有把握,一旦上機(jī)實(shí)驗(yàn)后就清楚了。他在計(jì)算機(jī)上修改程序,觀察修改后的結(jié)果,實(shí)際上就是了解改動(dòng)部分在整個(gè)程序中所起的作用,這種作用的認(rèn)識(shí)和理解不是通過說教得來的,而是切身經(jīng)歷的、看到的,學(xué)生對(duì)它的理解、記憶就要深刻得多。
4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體安排
具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)覆蓋匯編語(yǔ)言教學(xué)中的各重要方面,內(nèi)容涉及debug、匯編語(yǔ)言編程環(huán)境、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、輸入輸出與中斷、Win32匯編、匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言的混合編程等。類型分為選作和必做。每個(gè)實(shí)驗(yàn)分屬驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型或綜合型。
4.1 穩(wěn)扎穩(wěn)打練好基本功:debug和編程環(huán)境
“萬(wàn)事開頭難”。對(duì)匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí),能否開好頭很關(guān)鍵,很多學(xué)生就是因?yàn)殚_始沒學(xué)好,感覺跟不上,就不再認(rèn)真地學(xué)習(xí)了,有的甚至放棄了。其實(shí)匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)開始的基礎(chǔ)部分是比較簡(jiǎn)單的,想掌握它是沒什么大問題的。
匯編語(yǔ)言源程序通常以ASCII文本文件的形式保存,通過匯編鏈接形成一個(gè)EXE可執(zhí)行文件。對(duì)EXE文件的調(diào)試構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)課的主體內(nèi)容,貫穿始終,而EXE文件的調(diào)試通常是通過debug實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生通過使用debug可以觀察到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況,也可以隨時(shí)觀察到CPU中寄存器的數(shù)據(jù)變化。debug的反匯編命令是理解匯編語(yǔ)言的助記符形態(tài)和機(jī)器指令的01碼形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的重要工具,學(xué)生可以通過它深入體會(huì)匯編語(yǔ)言中指令的構(gòu)成及各部分含義。debug提供的單步執(zhí)行命令是另一個(gè)重要工具,利用t單步執(zhí)行一條指令,及時(shí)觀察數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的變化情況,這也是進(jìn)行調(diào)試、發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的最直接有效的方法。
debug的實(shí)驗(yàn)部分以使用a、t、r、d、u等命令為主反復(fù)進(jìn)行指令練習(xí)。學(xué)生通過使用debug觀察到指令執(zhí)行前后機(jī)器中數(shù)據(jù)的變化,對(duì)深入理解計(jì)算機(jī)的工作原理、匯編指令的作用是直接的和不可替代的。學(xué)生不再感到機(jī)器是復(fù)雜的,指令是抽象的。
接下來安排的實(shí)驗(yàn)則是對(duì)匯編語(yǔ)言編程環(huán)境的熟悉和掌握,這也是重要的一環(huán)。對(duì)編程環(huán)境不熟悉,不僅會(huì)影響學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的效率,還會(huì)引起一些不必要的錯(cuò)誤發(fā)生。因此可以考慮多給幾個(gè)簡(jiǎn)單完整的程序,讓學(xué)生多去 使用編程環(huán)境,熟悉匯編鏈接過程。實(shí)驗(yàn)初,只給一些正確的程序,讓學(xué)生經(jīng)過匯編鏈接可以較容易地形成exe文件并成功執(zhí)行,看到了正確的結(jié)果,學(xué)生就有了方向,也就有信心去做下面的實(shí)驗(yàn)了。
在熟悉了簡(jiǎn)單的編譯過程之后,接下來可以在原有程序中適當(dāng)安排一兩個(gè)錯(cuò)誤,讓學(xué)生觀察匯編鏈接中出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息,理解這些錯(cuò)誤發(fā)生的原因,這一點(diǎn)對(duì)程序調(diào)試是至關(guān)重要的,如果看不懂錯(cuò)誤信息,就沒有辦法正確定位錯(cuò)誤,也談不上修正錯(cuò)誤了。
以上分析,學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言伊始,一定要練好基本功,包括對(duì)debug的熟練使用,對(duì)編程環(huán)境的熟悉。這部分實(shí)驗(yàn)一定要安排得充分,力求使學(xué)生不再對(duì)機(jī)器望而生畏,不再對(duì)匯編指令有抽象難懂的感覺,如果能開好這個(gè)頭,后繼的學(xué)習(xí)就順利得多了。
4.2 輕輕松松做改變:匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
由于學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言之前,學(xué)生通常已經(jīng)學(xué)習(xí)過一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,因此這部分實(shí)驗(yàn)可安排簡(jiǎn)單、典型的驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),以編寫程序?yàn)橹鳌O纫髮W(xué)生用之前學(xué)過的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),然后再給出匯編語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn),通過對(duì)比;學(xué)生自然可以發(fā)現(xiàn)匯編語(yǔ)言與其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的異同。當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),則必須要求學(xué)生使用debug進(jìn)行調(diào)試,觀察變化,排除錯(cuò)誤,加強(qiáng)程序調(diào)試能力。
4.3 細(xì)心耐心學(xué)核心:輸入輸出與中斷
中斷是學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的重點(diǎn)加難點(diǎn)部分,能否真正掌握匯編語(yǔ)言也在于此,中斷也是匯編語(yǔ)言的魅力所在。這部分實(shí)驗(yàn)一定要找一些學(xué)生感興趣的、具有明顯觀測(cè)效果的例子,至少安排兩個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)。第一階段以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,先使學(xué)生熟悉中斷過程、中斷處理程序的框架;第二階段以設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為主,讓學(xué)生自己去思考中斷過程中發(fā)生的事情,中斷程序設(shè)計(jì)的方法。對(duì)這部分知識(shí)的傳授一定要有耐心,對(duì)每個(gè)程序的講解要透徹、概念清晰。中斷是真正要用的東西,之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容只是為它做鋪墊,不能學(xué)好中斷,匯編語(yǔ)言這門課的真諦就沒有學(xué)到。
4.4 興趣延伸:WIn32匯編、匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言混合編程
很多學(xué)生學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言之初就會(huì)問匯編語(yǔ)言用在哪里,很少接觸到匯編語(yǔ)言等問題,其實(shí)現(xiàn)在匯編語(yǔ)言很少單獨(dú)使用,而Win32匯編、匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言的混合編程用的比較多,這兩部分內(nèi)容學(xué)起來并不難,可當(dāng)作拓展知識(shí)部分,作為自學(xué)內(nèi)容。教師可以找一些實(shí)際使用這部分內(nèi)容的例子,讓學(xué)生知道匯編語(yǔ)言的用途,使學(xué)生不再“學(xué)而不用”,“學(xué)而不知用”。