機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探析〔〕:

摘要：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為非計(jì)算機(jī)專業(yè)理工科學(xué)生的學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的首選課程。課程一般基于C語(yǔ)言進(jìn)展教學(xué)，且教學(xué)內(nèi)容及方式根本固定，未考慮學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)、工作需求等因素。本文結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法上進(jìn)展了改革嘗試，以真正做到根據(jù)學(xué)科需要因材施教。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化；教學(xué)內(nèi)容；分層教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

本文引用格式：鄢然.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探析[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(59):82-83.

一引言

眾所周知，計(jì)算機(jī)編程技術(shù)在各行各業(yè)都發(fā)揮著不容無(wú)視的作用。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程在許多高校已經(jīng)成為非計(jì)算機(jī)專業(yè)理工科學(xué)生必修的計(jì)算機(jī)根底課。當(dāng)前，在教學(xué)理論過(guò)程中，該課程的講授往往由計(jì)算機(jī)學(xué)院統(tǒng)一安排進(jìn)展。因此，雖然學(xué)科專業(yè)各不一樣，但該課程的講述主要以C語(yǔ)言為主線，由點(diǎn)到面，由淺入深的講述每個(gè)語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)。

這種一刀切的教學(xué)形式由于不考慮專業(yè)差異，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：其一，教學(xué)內(nèi)容未與所學(xué)專業(yè)建立聯(lián)絡(luò)，學(xué)生對(duì)將來(lái)是否還會(huì)用到C語(yǔ)言產(chǎn)生疑心，學(xué)習(xí)目的不明確，積極性也不高；

其二，知識(shí)點(diǎn)繁多且具有一定難度，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言難以把握；

其三，C語(yǔ)言作為一門通用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，功能強(qiáng)大，但是許多工科專業(yè)學(xué)生在后續(xù)的科研工作中，更多的是利用C語(yǔ)言涉及的編程思想，采用的卻是另外的與學(xué)科專業(yè)更為相關(guān)的其他編程語(yǔ)言，單純的C語(yǔ)言教學(xué)已不能為以后的學(xué)習(xí)工作打下更為堅(jiān)持的根底。因此，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)形式已不能適應(yīng)各學(xué)科不同的專業(yè)技術(shù)背景和特點(diǎn)，必須結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并改革教學(xué)方法。

二課程改革討論

〔一〕結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

最有效的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該是以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和需要做到因材施教【1】。不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)才能的要求不盡一樣，假設(shè)在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，不考慮專業(yè)特點(diǎn)和今后的科研或工作需要，采用一成不變的形式注定是行不通的，因此計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容設(shè)置應(yīng)該以專業(yè)需要為根本出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)靈敏安排教學(xué)內(nèi)容。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)包含機(jī)械制造和機(jī)械制造兩個(gè)方向，根據(jù)該專業(yè)研究生的研究領(lǐng)域和畢業(yè)生的就業(yè)方向，計(jì)算機(jī)編程主要用于數(shù)據(jù)處理和有限元分析。

因此，科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言的學(xué)習(xí)更有利于學(xué)生將來(lái)的科研工作。而以往全校統(tǒng)一講授程序設(shè)計(jì)課程時(shí)，一般將課程安排在大一下學(xué)期，且教學(xué)內(nèi)容全部為C語(yǔ)言。這樣，學(xué)生在大三、大四接觸到專業(yè)課時(shí)，又必須重新自學(xué)一些其他的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，而間隔學(xué)習(xí)C語(yǔ)言已經(jīng)過(guò)去一段時(shí)間，相關(guān)的編程概念又要重新回憶，勢(shì)必需要更多的學(xué)習(xí)時(shí)間。因此，針對(duì)上述問(wèn)題，重慶理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教研組對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)展了調(diào)整，增加了數(shù)值分析matlab課程〔12學(xué)時(shí)課程，12學(xué)時(shí)上機(jī)〕。

盡管科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言更適宜于本專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，但由于C語(yǔ)言是學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言的根底，C語(yǔ)言涉及的各種編程方法可為其他任何編程語(yǔ)言提供借鑒，起到觸類旁通的作用，因此程序設(shè)計(jì)課程的主體內(nèi)容仍然為C語(yǔ)言(32學(xué)時(shí))，但融入Matlab語(yǔ)言應(yīng)用(24學(xué)時(shí))。詳細(xì)說(shuō)來(lái)，C語(yǔ)言教學(xué)中，在注重根本概念理解的同時(shí)，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)運(yùn)用較少的位運(yùn)算等知識(shí)點(diǎn)，盡量用較少的篇幅概括；而對(duì)于函數(shù)、數(shù)組、指針等內(nèi)容以及堆棧、鏈表等根本的數(shù)據(jù)構(gòu)造，那么需要詳細(xì)闡述；在此根底上，對(duì)Matlab語(yǔ)言(數(shù)據(jù)處理)進(jìn)展介紹，要求學(xué)生可以運(yùn)用這兩種計(jì)算語(yǔ)言開發(fā)簡(jiǎn)單的程序，從而為今后更好的學(xué)習(xí)專業(yè)課打下根底。

〔二〕豐富教學(xué)方法

興趣是最好的老師。為了使初學(xué)者盡快掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，要特別培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣【2】。大量的語(yǔ)法規(guī)那么定義、格式約束往往使學(xué)生感到枯燥無(wú)味，而豐富的教學(xué)方法和手段是進(jìn)步學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑。分層教學(xué)在課程開始前，每個(gè)學(xué)生根底不同。局部學(xué)生通過(guò)自學(xué)，已經(jīng)通過(guò)了計(jì)算機(jī)二級(jí)考試，而有些同學(xué)還從未接觸過(guò)編程。因此，在課程開展前夕，借助于一些簡(jiǎn)單的小測(cè)試，將學(xué)生劃分為兩個(gè)層次。

在課堂教學(xué)中，首先重視并帶著第二梯隊(duì)的學(xué)生的學(xué)習(xí)，而對(duì)根底好的同學(xué)那么采用引導(dǎo)策略，鼓勵(lì)他們自學(xué)，對(duì)有關(guān)科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言的內(nèi)容要求有更深化的理解和運(yùn)用。通過(guò)分層教學(xué)推進(jìn)教學(xué)過(guò)程的進(jìn)展，使不同層次的學(xué)生均在原來(lái)的根底上不斷進(jìn)步，根底好的學(xué)生能拔尖進(jìn)步，根底差的學(xué)生能根本到達(dá)教學(xué)大綱規(guī)定的要求。

多媒體的充分運(yùn)用首先，傳統(tǒng)的板書教學(xué)形式很難實(shí)現(xiàn)對(duì)較復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)實(shí)例的講解【3】，而對(duì)于多媒體教學(xué)而言那么非常容易實(shí)現(xiàn)。借助于動(dòng)畫功能可一步步演示程序的運(yùn)行過(guò)程，直觀的畫面可使學(xué)生更易掌握和承受程序設(shè)計(jì)的思路和技巧，而且可活潑課堂氣氛從而進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量。

同時(shí)，多媒體教學(xué)的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可通過(guò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)直接為學(xué)生展示程序編制過(guò)程，將理論教學(xué)與上機(jī)操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)。在講授程序的同時(shí)，可將程序直接提交至編譯環(huán)境運(yùn)行，并有意設(shè)置一些學(xué)生常犯的錯(cuò)誤，如scanf("%f";,a)語(yǔ)句成心漏掉前面的地址符號(hào)"";等等，然后引導(dǎo)學(xué)生一起找錯(cuò)，進(jìn)步學(xué)生調(diào)試程序的才能；針對(duì)同一個(gè)程序講授完一種解法后，鼓勵(lì)學(xué)生尋求其它解法。

推選一名學(xué)生在計(jì)算機(jī)上現(xiàn)場(chǎng)編程，其余學(xué)生在座位上實(shí)現(xiàn)，均要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。之后，由學(xué)生自己糾錯(cuò)，這樣不僅可有效進(jìn)步學(xué)生的編程才能，也能極大的活潑課堂氣氛，進(jìn)步教學(xué)效果。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法就是借助于典型任務(wù)來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)生，展開教學(xué)活動(dòng)【4】。為了較好地學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，學(xué)生必須編寫大量的程序代碼，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制可有效刺激學(xué)生編制代碼的主動(dòng)性。在教學(xué)理論過(guò)程中，針對(duì)所講述內(nèi)容，有意為學(xué)生分配包含簡(jiǎn)單和較難的程序設(shè)計(jì)任務(wù)作為課外作業(yè)，簡(jiǎn)單題目為必做，較難題目為選做，此舉一方面更好的貫徹了分層化的教學(xué)思想，另一方面也促使根底好的同學(xué)帶動(dòng)根底稍差的同學(xué)更上一層樓。同時(shí)，由于將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)形式自始至終貫穿于整個(gè)教學(xué)進(jìn)程，學(xué)生在程序案例編制中復(fù)習(xí)并穩(wěn)固了課堂知識(shí)，有利于打下堅(jiān)實(shí)的根本功。

〔三〕重視上機(jī)理論

事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生只有自己通過(guò)計(jì)算機(jī)閱讀或編寫程序，才能對(duì)程序設(shè)計(jì)有深化的理解。但事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)明顯缺乏，而且也不容易受到學(xué)生重視。為此，首先將上機(jī)成績(jī)作為一項(xiàng)考核根據(jù)，占總成績(jī)的20%，以引起學(xué)生對(duì)上機(jī)理論的重視。其次，針對(duì)實(shí)驗(yàn)課中只有一名老師無(wú)法及時(shí)答疑的問(wèn)題，積極吸納研究生作為助教參與上機(jī)教學(xué)。對(duì)一些根底扎實(shí)可以很快完成上機(jī)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，鼓勵(lì)他們也參與指導(dǎo)其他存在疑問(wèn)的同學(xué)。另外，對(duì)于一些較為大型的程序設(shè)計(jì)題目，建議學(xué)生自由分組，但分組需同時(shí)包含第一、第二兩個(gè)層次的學(xué)生。這些復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)題目在上機(jī)課前就分配給各個(gè)小組，由小組成員一起來(lái)完成，從而培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能，同時(shí)也可以使根底好的同學(xué)帶著根底薄弱的同學(xué)共同進(jìn)步。

三結(jié)語(yǔ)

?計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)?是非計(jì)算機(jī)專業(yè)理工科學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的首先課程。對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生，程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)各有側(cè)重。重慶大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化業(yè)通過(guò)調(diào)整該課程的教學(xué)大綱，增加Matlab課程，在以C語(yǔ)言為主體的前提下，融入與專業(yè)相關(guān)的Matlab語(yǔ)言，一方面使學(xué)生明白該課程的功用，進(jìn)步他們的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及科研工作做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)

【1】馬麗.?C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)?教學(xué)方法考慮[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2022(10):94-96.

【2】劉小燕."C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)";教學(xué)方法探析[J].計(jì)算機(jī)教育,2022(6