可视化程序设计综合案例教学探索与实践*

2013-09-20张丽华仇芒仙

中国教育信息化 2013年2期

张丽华，仇芒仙

（嘉兴学院数理与信息工程学院，浙江嘉兴314001）

可视化编程是计算机科学与技术专业程序设计课程的重要组成部分。通过该课程的学习，使学生深入理解面向对象编程思想，了解和掌握事件驱动机制，进一步提高编程能力。课程选用PowerBuilder作为开发工具进行授课教学。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》第七章高等教育部分，明确提出“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节。”[1]认识来自于实践，能力在实践中产生，通过实践，可以改善学生“只听不想、只学不问、只知不识”的状况。可视化程序设计是一门实践性很强的课程，实验环节对课程学习效果起着关键的作用。传统的程序设计课程教学一般按照教材内容的编排顺序，在课堂教学中以各种独立的小程序展示教学内容，课后完成相应教学单元的实验，实验项目也相对独立，逻辑联系不紧密。学生在学习过程中会有“只见树木，不见森林”的感觉，不易把握主线，学习也提不起兴趣。

本文针对程序设计教学中的以上问题，提出了采用综合案例教学的方法，将课程的教学内容融入到一个综合性的应用程序中。通过对该综合案例的解析，不仅能让学生体会到可视化编程的便利，进一步理解面向对象程序设计的机理，而且使学生对软件开发的过程有一个系统、全面的体会，学生的学习积极性也将大大提高。

一、综合案例设计

先模仿后掌握，然后才有创新，这是符合自然的学习方法。为此，教师从基本的概念出发，采用问题为驱动的启发式教学理念，以某个典型的基于窗口界面的应用程序入手，该应用程序涵盖课程要求的所有知识点，先介绍应用程序的框架结构，然后引导学生深入剖析各个子功能模块及其实现方式。采用边讲解相关程序设计知识点，边设计和实现项目中某个功能模块的教、学、做相结合的项目式教学法，当课程各知识点讲完时，项目也已完成。这样的教学设计大大提高了学生的学习积极性，在实践的过程中也逐步培养和提高了学生的问题求解能力，达到思维向能力的提升和转变。[2]

1.设计原则

教育是一种教与学互动关系的形式，而不是在教学过程中累积起来的一系列教学技巧。案例教学之所以成为最好的教学方法，是因为学生由被动的学习者转变为积极的求知者。同时，学生自身具有丰富的内心生活，他们的体验值得被激发和鼓励。[3]基于以上因素考虑，综合案例的设计需要遵循以下原则：

（1）打破按照教材照本宣科式的教学方法，把教材作为重要的参考资料，将教学大纲中要求的教学内容通过一个综合性案例整合起来，使得各章节内容过渡自然，融会贯通。教学过程应如“随风潜入夜，润物细无声”一样，符合学习心理和认知发展规律。

（2）善于利用学生熟悉的知识和事物。综合案例的取材应尽量贴近学生生活，如图书管理系统、学生成绩管理系统等。一方面，学生对相关的业务比较熟悉，能引发学生的学习兴趣；另一方面，结合学生自身的学习生活体验，便于激发其的创新思维。

（3）提供更为深入的“补充”实验内容。案例以涵盖基本教学内容为主，但也要为学有余力，需要了解更多的学生留有“空间”，符合“因材施教”的原则。[4]

2.功能设计

本课程选择“学生成绩管理系统”作为综合案例，该系统主要功能如下：

（1）档案管理，对学生及其教师的基本信息进行维护和查询；

（2）课程管理，可以进行课程设置和查询以及选课管理；

（3）专业管理，进行院系专业设置、维护和查询；

（4）成绩管理，进行学生成绩录入及其成绩查询；

（5）系统管理，包括操作员管理、操作员的口令更改以及帮助信息等。

学生成绩管理系统的功能模块图如下图所示。

图学生成绩管理系统功能模块图

二、教学内容安排

综合案例涵盖了课程教学要求的所有内容，在教学过程中需要将案例分为若干部分，并按照教学进度分阶段逐步完善。

首先，通过案例演示让学生了解PowerBuilder能做什么，明确课程学习要求，引导学生思考系统设计原理是什么，激发学生的求知欲。

接下来，简单介绍PowerScript语言，重点突出面向对象可视化程序设计的特点。

有了程序设计语言的基础，下一阶段就是完整介绍数据库应用程序的开发过程。从数据库的连接，用户登录，到展现应用程序主窗口、菜单与工具栏以及各个功能子窗口，以用户操作为主线，逐一介绍每个环节的实现方法及其相关理论，各个知识点前后贯通、衔接自然。

三、教学方法

以教师为主导，学生为主体，采用探究导向、任务驱动和小组协作学习等多种教学方法和教学形式的融合，达到教与学的和谐统一。

在教学过程中，先不顾细节，给学生展示综合案例的整体结构框架，让学生领会总体设计思路。然后由浅入深地剖析各个细节功能的实现方式，以便把学生的理解逐步引向深入。

无论课堂教学还是实践环节，始终采用“抛砖引玉”的方式提出问题，然后分析并寻求解决方案，最后进入实施阶段。将传统的以“教师、教室、教材”为中心的教学模式转变为以“教室、实验室、图书馆（或者网络）”为中心，[5]学生不仅学到了知识，综合能力和素质也得到了提高。

在课程教学过程中，鼓励学生每2—3人组成一个学习小组，小组成员在课程学习期间像伙伴一样共同协商确定合理的实施方案，一起讨论解决疑难问题。这样不但能提高学生的学习主动性，而且也能培养学生的创新能力和团队合作精神。

四、课程考核及效果

1.鼓励创新

对实验内容有创新或者扩充实验内容的小组实施奖励，作为平时成绩的考核依据，既能促使学生重视实验，积极动脑动手，又能激发学生的创造性思维。

2.重视阶段性评价

要求学生按时（不一定在实验课内）提交完成实验程序，教师对学生的阶段性成果进行及时评价，引导学生一起分析、讨论实验过程中的问题和遇到的困难，自然形成教与学的互动。期末课程结束，最终设计出一套完整的学生成绩管理系统软件程序，使学生颇具成就感。

3.在人才培养过程中，考试起着“指挥棒”的作用

课程期末考试内容和考试形式主导着学习者的学习重点和学习方式。为充分体现应用能力的考核，课程的期末考核采用上机考试，“迫使”学生在平时的学习过程中就重视对实践动手能力的培养，不断提高分析问题和解决问题的能力。从课程的教学评估中反馈得到的信息，学生对本课程的满意度很高。不少学生还学以致用，解决了学习生活中的信息化管理问题。