培养学生程序设计能力的有效策略

培养学生程序设计能力的有效策略

论文关键词:程序设计　数据结构　算法　编码　调试

论文摘要: 该文分析了程序设计在学科中的地位以及程序设计有关的知识和能力构成,结合自己多年的计算机专业教学实践,探讨了在计算机教学中培养学生程序设计能力的有效策略。

计算机科学是一种创造性思维活动,其必须面向设计。计算机的本质是“程序的机器”, 只有懂得程序设计,才能懂得计算机,真正了解计算机是怎样工作的。培养学生程序设计能力对计算机专业的学生来说不仅是培养职业技能的需要,也是培养大学生创造性思维的重要途径。学习程序设计可以培养学生运用算法来解决实际问题的能力,这种解决问题的方式是计算机所独有的,也只有通过对计算机的程序设计语言和程序设计方法的学习才有可能获得这种解决问题的能力。

1 程序设计在计算机学科中的地位

程序设计是利用某种计算机语言,编制完成某一特定功能的程序的过程,是涉及描述、开发及有效实现求解的一系列活动,是利用计算机实现自动化的重要手段。

计算机学科主要是系统地研究信息描述和变换的算法过程,包括它们的理论、分析、设计、效率、实现和应用。可以这样说,一切算法的基本问题是“什么能被自动化”以及“如何有效地自动化”。这个自动化的过程就是程序设计的过程。

程序设计语言是人们学习计算机的最基本的工具,也是人们学习计算机基础与应用知识的基本课程。通过学习,使学生掌握程序设计的基本概念、基本知识和基本方法,养成良好的程序设计风格,得到一定的程序设计训练,具备初步编写程序解决实际问题的能力。程序设计也正是有形表达抽象思维的方法,在程序设计过程中贯穿阅读判断、分析思考、工具利用、抽象表达、综合创造等多项技能,是理论、抽象、设计和应用的综合能力培养过程。因此程序设计是计算机学科教学的重要内容之一,对计算机专业人才素质的培养至关重要。

　 　2 程序设计的知识和能力构成

根据循序渐进的原则,与程序设计有关的教学内容主要有:计算机基础知识和 *** 作、程序设计语言和基本的程序设计方法、最基本的数据结构及其基本算法、常用的算法设计方法等。在学习这些知识的同时,必须与能力的训练有机地结合起来。程序设计能力表现在以下几个方面:

1)自然语言能力。要有较强的运用自然语言描述现实事物的能力,只有运用背景知识正确且清晰地陈述问题及其求解目标,才能确定程序的功能。

2)描述能力。程序设计是为了告诉计算机做什么和如何做。这就需要利用定义、定理、公式、函数等数学工具把问题形式化,建立数学模型。

3)数据结构设计能力。选择合理的存储结构,在计算机中表示数学模型,是程序设计的一个重要方面。

4)算法构造能力。好的程序由精心构造的、好的算法构成。给出问题求解的离散化计算过程,是程序设计中最具有创造性的工作。

5)程序编码能力。用某种程序设计语言表达算法,尽管这种能力往往被认为技术含量不高,但也需要对程序设计语言的熟练掌握和对算法设计的深刻理解。

6)程序调试能力。程序调试能力是一种专业综合技能,需要对程序设计语言和程序结构有深刻的理解,需要熟练的 *** 作技能,需要会设置测试数据和设置程序断点,这些都有待于学生在实践中逐步积累经验。

可以说,程序设计能力的高低很大程度上反映在驾驭自然语言、数学语言和计算机语言的能力上。这3种语言是人们毕生有用的3种通用智能工具。前两者是后者的基础,良好的和数学训练是学好程序设计语言和培养程序设计能力的重要基础。

3 培养程序设计能力的有效策略

知识的价值在于运用,知识的运用需要技能,而技能的形成则依赖训练。程序设计知识的学习和能力的培养需要各方面的知识基础,它是一个系统的教育训练过程,需要多个教学环节的紧密配合才能完成。

1)明确教学要求

程序设计语言课程一般是为应用性教学而设置的,因此,课程的教学不仅仅是传授知识,而且应该强调应用性,应该以培养学生的能力为主。程序设计语言的内容比较丰富,在教学中如果面面俱到,必会耗费较多课时,而且教学效果不一定好。因为过分强调程序设计语言的系统性和完整性就可能会转移学生对课程重点的注意力,关键在于教会学生如何正确运用程序设计语言编写程序,训练实用编程能力。所以必须突出重点,突出应用性,侧重教思想,即把程序设计语言的基本思想、基本、基本概念、基本知识和基本方法教给学生,使他们在学习中对硬件、软件环境、程序设计的基本思想和基本技巧,所学程序设计语言的基本概念和使用方法以及编程技术有一个比较全面的感性认识,从而提高解决实际问题的能力。

2)打好基础。严格的数学训练是程序设计能力的基础,学习和加强排列与组合、数列、数学归纳法等离散系统的数学方法对提高程序设计能力尤为重要。问题描述和建立数学模型是程序设计的前奏,数学归纳法、穷举法、构造证明法等证明技巧是算法设计方法的基础。

3)强化水平。程序设计的符号系统以英语为基础,程序设计文档语言首选英语。英文资料是最新和最大的技术资料来源,英语水平是我国软件产业发展和参与国际竞争的制约因素。

4)重视阅读训练。从某种意义上来说,程序设计是用程序设计语言和方法进行的一种。可以想象,如果学生没有阅读过一份完整、规范、有实用价值的标准程序,即使记住了有关语言的语法规则,也不可能写出像样的程序。所以,大量阅读、分析、修改和扩充典型的算法和程序,是提高程序写作能力的有效途径。而这个重要学习环节往往未得到应有的重视,缺乏配套的程序设计阅读分析教材。教师应经常学生阅读程序,理解程序,提高学生分析程序的能力。

5)注重算法设计,突出数据结构内容。瑞士科学家、PASCAL语言和MODULA-2语言的发明者沃思(Wirth)教授提出了著名的公式:程序=算法+数据结构。这个公式表达了程序的实质,说明对于一个程序设计问题来讲,算法与程序设计是紧密联系的,绝不能脱离数据结构去讲解算法设计。程序设计语言的教学应该结合数据结构的基本内容。对于同一个计算问题,选用不同的数据结构,其算法大不一样,算法的优劣程度也不同。因此,要教会学生对不同的问题选择合适的数据结构。在整个程序设计课程中,必须强调算法设计方法,通过不断的算法设计训练,使学生切实掌握迭代、枚举、递归、分类等常用算法设计方法。

6)更新教学内容。计算机学科是一门综合性学科,而且程序设计语言的应用领域在不断扩大和发展。因此,在教学中应结合专业的`特点和教学的要求,将软件工程的思想方法贯穿于整个教学过程,介绍程序设计语言的最新发展和应用,重视面向对象程序设计方法的引入,搞好教材内容的更新。如图形程序设计、下拉式或d出式菜单、计算机病毒防治等等。这样不仅能把最新的知识和最新发展动态充实到教学上来,大大丰富了教学内容,而且使学生加深对程序设计语言的理解和掌握,保持对信息技术和专业的兴趣,及时跟上信息技术日新月异的发展趋势,在今后工作中保持领先地位。

7)采用先进教学手段。用传统的课堂教学方法讲授动态的算法和数据结构是十分低效的,像排序、递归等抽象动态的内容讲解就常常是费力不讨好。应该根据课程特点,采用先进的现代教学方法,如直观教学方法:利用挂图、教具等讲解,以及计算机辅助教学(CAI)和计算机辅助学习(Computer Aided Learning,简称CAL)进行教学,通常开发利用与课程内容与教学特点相适应的多媒体课件进行教学。它们是讲解算法和进行程序设计训练的最佳教学平台,既能增加学习的趣味性,又可利用图形的直观性帮助抽象和动态过程的理解。

8)加强实践环节,强化创造性思维能力培养。在教学中,常常听到学生提出这样的问题:“程序设计语言有什么用?”,有的学生还反映:“程序设计语言并不难学,就是不知道如何应用?”一些学生学到了一定的科学知识,但上机动手水平低。这种现象与普遍忽视实践环节有关。为了扭转这一局面,在整个教学过程中,必须强调实践环节的重要性,充分安排上机实践时间,加强系统训练和实践能力的培养,强化创造性思维能力培养。根据课程特点,在教学中,采用案例驱动教学,进行兴趣引导在实践中,可以精心组织一系列由易到难、由浅入深、配套衔接、结合学科学习、有一定设计技巧的程序设计作业,最后再安排一次综合性强、有一定难度的课程设计实践,对学生进行项目训练,提高学生应用能力。通过上机作业和课程设计的完成,使学生独立思考,各显才干,经验,培养他们的动手能力和编程能力,以及分析问题和解决问题的能力。

4 结论

总之,培养学生计算机程序设计能力的方法和途径很多,但是编程序不难,编好程序不易。作为教师,必须从培养学生编程思维的角度出发,按照以上策略认真进行编程知识的教学和技能的培养,加强实践,提高学生科学思维的能力,真正学会程序设计的真本领。

参考文献:

[1] 孙善武,王楠.浅谈程序设计语言课程教学方法[J].吉林大学学报(信息科学版),2005(S2).

[2] 徐进华.提高学生程序设计能力的几个措施[J].计算机时代,2005(11).

[3] 李凌.浅谈高级语言程序设计课堂教学方法[J].淮北职业技术学院学报,2005(04).

[4] 刘达明.如何提高计算机专业的C语言教学质量[J].计算机,2005(8).

[5] 李相海.初等教育信息技术课程教学论[M].郑州:郑州大学出版社,2008.1.

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1、计算器程序：实现基本的加减乘除运算，支持括号和优先级。

2、学生成绩管理系统：实现学生信息的录入、查询、修改和删除，以及成绩的录入、查询、修改和删除。

3、图书管理系统：实现图书信息的录入、查询、修改和删除，以及借阅和归还功能。

4、简单的游戏：例如俄罗斯方块、贪吃蛇等。

5、网络爬虫：实现对指定网站的数据爬取和分析。

6、数据库管理系统：实现对数据库的增删改查 *** 作。

C语言程序设计课程是高等院校计算机专业基础课程之一,其教学效果直接影响学生在计算机方面的应用。C语言是一门面向过程的、抽象化的通用程序设计语言，广泛应用于底层开发。C语言能以简易的方式编译、处理低级存储器。那么要如何写关于c语言程序设计心得呢？本文是c语言程序设计的心得，仅供参考。

c语言程序设计心得一

在这为期半个月的时间内，通过我们小组各成员之间的相互讨论和合作，我们完成了学生信息管理系统的程序设计，更值得高兴的是我们的程序得到了大家的喜爱，在每次的简报中都得到了较好的成绩。

虽然在上个学期中，我们已经学习了《C 语言程序设计》这门课，但是我所学的知识最多也就是在做作业的时候才会用到，平时没有什么练习的机会，这次的课程设计是我第一次通过自己构思，和同学讨论并且不断查阅资料来设计一项程序。这次设计，不仅巩固了我以前所学的知识，还让我对c语言有了更深一步的了解，掌握了更多的技巧和技能。

C语言是计算机程序设计的重要理论基础，在我们以后的学习和工作中都有着十分重要的地位。要学好这种语言，仅仅学习课本上的知识是不够的，还要经常自己动手，有较强的实践能力。只有多动手，经常编写程序，才能发现我们学习上的漏洞和自己的不足，并在实践中解决这些问题，不断提高自己转化知识的能力。

在我们小组有解决不了的问题时，我们会主动查阅相关的资料，或向其他同学询问，这不仅丰富了我们的知识，还增进了我们同学之间的友谊。为了增大信息的安全性，需要用文件来存储信息，由于我们在上课时不注重对文件的运用，所以在这方面有较大的困难。我先将书本认认真真地看了一遍，又做了一下课后习题来验证和增进自己的理解，终于，经过我们的不懈努力，我们小组的程序有了突破，成功地实现了用文件来保存并查看学生的信息。

这次设计中，我的收获还有就是学会了用流程图来表达自己的想法，并根据流程图来逐步实现程序的功能。开始的时候，我画流程图很是困难，需要一个多小时才能清楚的根据自己的想法画出图来，后来画多了，就更加了解它的功能，十分得心应手，能够比较快而准确的画出来。

在这次课程设计中，我们首先对系统的整体功能进行了构思，然后用结构化分析 方法 进行分析，将整个系统清楚的划分为几个模块，再根据每个模块的功能编写代码。而且尽可能的将模块细分，最后在进行函数的调用。我们在函数的编写过程中，我们不仅用到了for循环、while循环和switch语句，还用到了函数之间的调用(包括递归调用)。由于我们是分工编写代码，最后需要将每个人的代码放到一起进行调试。因为我们每个人写的函数的思想不都一样，所以在调试的过程中也遇到了困难，但经过我们耐心的修改，终于功夫不负有心人，我们成功了!

在参考书上，我们不仅参考了曾经学过的高敬阳主编的《c语言程序设计》，还找到了由谭浩强主编的第三版《c语言》进行参考。

当然，我们的程序还有一些不完善的地方，比如说，当输入的数据不符合我们定义的数据的格式的时候，程序会出现一些错误，有时会出现主菜单的死循环在一次程序运行中，只能行使一种权限，要想再行使另一种权限，就只能退出程序，然后再运行程序。

三周的小学期即将结束，时间虽短，但是我收获了很多。最后，谢谢老师和同学们的指导，更要感谢我们小组成员之间的合作与交流。

c语言程序设计心得二

通过本次教师发展在线的C语程培训中，我受益匪浅，几位教授的精彩演讲，让我找到了自己的不足和日后教学中的改革方向和内容。同时，也让我感觉到了，有今天各位教授的良好教学效果，这其中包含了他们的艰辛、背后的大量付出和无私奉献。

我是一直从事C类语言的教学工作，对C语言的教学已有5年教龄，在这几年的教学过程中，我们也一直在寻找好的 教学方法 和新的教学理念。通过本次学习，我 总结 要教好《C语言程序设计》这门课，最基本要把握好以下几个方面：

(一)要重视实践环节，上机调试成绩非常重要。

学习一门语言，就是要按照它的语法来编程。要编程，当然就要上机 *** 作来验证你程序的正确性。所以上机非常重要，通过执行你所写的程序，完成你所写程序的目标，最终达到你的目的。而且通过执行程序，你会发现程序中的错误，从而使你了解你所学知识中的不足，同时，要学会根据编译时提示的错误来改正程序中发生的错误，以便下次不会再犯同样的错误。

(二)基本语法学习虽然枯草乏味，但是它相当于高楼大厦的一砖一瓦，一定要下硬功夫让学生掌握熟练。

C语言的语法部分。这部分内容是学好C语言的基础，只有学好了这些语法，才会写程序，看程序。所以对一个初学者来说，这部分内容是非常重要的，所以要扎实地熟悉每一个语法，并能根据这些语法来编程。

(三)学习要抓住重点，难点部分要多讲、多学、多练。

通过这次学习使得我对C语言的重点，难点，以及易出错的地方把握的更精准了。当然，这只是针对我个人而言。在C语言学习过程，重点就是数组，指针，以及结构体了。难点也是它们了，不过数组和结构体还是挺简单，所以在此主要就指针方面谈谈自己的看法。

下面谈谈通过这次学习，结合我们学校的教学情况，打算对该课程的教学进行如下几个方面的改革：

(一)理论教学内容的组织

C语言的重点知识包括：结构化程序设计方法、流程图的组织、三种程序设计结构、三种基本数据类型和三种自定义数据类型难点包括：结构程序设计方法、算法的分析、流程图的组织与设计、函数、指针等。

根据知识内容和每年的新学时安排，我们将理论教学内容分为授课内容和自学内容两 大模块。

(1)授课内容

C语言的授课内容分为两阶段：①基础准备阶段 这部分内容确保学生“实用、够用”，主要包括三种基本数据类型(只要求掌握常用的int,float,char)三种常用运算符及其表达式(赋值、算术、逻辑(包括关系))三种程序设计结构(顺序、选择、循环)。②实训项目驱动阶段 这部分内容主要是“实训实战”，主要包括数组、函数、指针和结构体。通过第一阶段的学习,学生已经具备了一些程序设计的基础知识,在这一阶段将通过一个实训项目的完成来熟悉主要内容,同时巩固第一阶段的成果。

(2)自学内容

课本中的内容上课没重点介绍或者说就是没提到的，划为自学内容。但这些内容，我们并不是在课堂要求学生回去自学：要求过高，规矩过多，这样效果不佳。而是让学生在实验中发现问题后，带着问题去学习，去找答案。

例：整型 我们只介绍int基本类型，当学生想计算n!时，学生测试5!=120时，他可能会去测试20!、50!，这时，存放阶乘的变量Factorial再定义为int，结果就是0了，这时问题就来了，他就会去寻找正确的处理方法(long int)。

(二)实验教学的安排与设计

教学改革方案确定后，我们对本课程实验教学上从多方面进行了教学更新。我们考虑到学生处于了解计算机语言及编程的初级阶段，有许多最基础的内容有待掌握，所以本课程的实验教学不太适合完全以项目开发的形式进行，注重的是加强模块化实训。

(1)上好第一节实验课

我们常说“上好第一节课”，那么第一节实验节的重要性也不言而喻。这节课对培养学生的学习兴趣、增强学生的学习信心、锻炼学生的自主学习等多方面影响很大。

第一次实验项目是&mdash熟悉Turbo C的运行环境，主要是掌握一些在TC中的一些键盘 *** 作方式。一般是教师给学生提供程序代码(三个)，但我们在学生不知情的情况下，给学生两个有语法错误的和一个正确的程序。这样，当学生运行正确的程序时，知道计算机可以帮我们处理问题，原来程序就是这样写的当学生运行错误的程序，首先他会诧异(老师给的程序原来是错的)，于是要求他们自己修改，尤其是有时一个致命错误导致的10多个errors，被学生修改后，没有了errors或所剩无几，这时学生表现的很兴奋、很有成就感，从而加强了本课程的学习兴趣和信心。

(2)分两阶段进行

实验内容与理论教学内容相互应，在基础准备阶段，这方面教学方法上主要是加强 *** 练。通过各种大小程序、多重训练和一个问题的多种解法来加强语法知识点的掌握和训练,开阔学生编程的思路，掌握编程基础。同时，在这过程中我们严格把关，让学生课后认真准备，每次进实验室时，应有写好的完整代码，上机调试，发现问题同时解决问题，要求认真完成实验内容，并在课后书写实验 报告 。鼓励学生多写程序，要加强实践环节，首先要从量上有个划分。在实训项目驱动阶段。本阶段实训项目的设计非常重要,原则是既要使学生有切入点能够动手又要使各章的内容之间有联系点。

(三)案例教学法

C语言的教学，教师一般受传统应试 教育 的影响，狠抓理论考试，忽略了程序设计能力的培养，把授课重点放在程序设计语言的基本语法的讲授和掌握上，所选的编程实例大多用于语法规则的验证和说明，仅从程序设计语言的使用这个单一的角度进行教学，而使得大多数学生在学完本课程后，“吃不透、用不活”，表现为学生在程序调试时，对程序中出现的逻辑错误经常不知所措，在开发较大的应用程序时，不知道如何入手。

采用案例教学法，以程序设计为主线，以编程应用为驱动，通过案例和问题引出教材内容，重点讲解程序设计的思想和方法，穿插讲解相关的语言知识。使教学效果既有深度又有广度，学生实际动手能力大为增强。

以上是我个人结合我院C语言程序设计的教学情况，自己总结了几点看法和一些改革 措施 ，拿出来和大家一起分享，请大家多提宝贵意见。通过这次学习，我将会灵活运用几位教授的教学 经验 ，根据我院的教学对象，调整一些上课方法和措施，望能更好的提高教学质量。

c语言程序设计心得三

通过此次C语言程序设计实践,本人实在是获益不浅!C语言是上个学期开的课程,所以这个学期并没怎么看过,当要开始设计的时候,还真不知从哪下手!结果,第一次的上机,我傻坐着不知道该做什么,后来就写了几个预处理命令。回去以后,我想,这样不行,这样下去还得了!我就重新复习了一遍我们上个学期学习的内容,发觉自已有许多都遗忘了!特别是有文件的 *** 作,几乎是一遍空白!温习过后,开始做题!

一开始做题，也是有点模糊，在指导老师的指导下，我们慢慢的进入状态，我们做的是一个通讯录，内容包括很多。运用的函数也是非常的复杂，我们一组有七个人，我分工合作，首先我一起完成了结构题，然后我们一人各负责一个函数程序的设计，经过几星期的努力，我们完成了大半个程序，但是总是有很多错误出现，有好多是些小问题，这都是我们粗心大意造成的，所以设计程序一定要仔细，不容一点的马虎。当然也有大问题，关于文件的 *** 作，是我们最大的问题，不过，我们做好后，经过老师的讲解和改错，我们也懂得设计和运用了。同时，也让我知道了，合作的力量，如果是孤军奋战的话，我也不能在规定时间内完成，当然，也多亏老师的指导。

这次设计,让我重新掌握了C语言,而且还得到了用C语言解决实际问题的宝贵经验!

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