機械設計制造自動化程序設計教學改革范文

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摘要：計算機程序設計已經成為非計算機專業理工科學生的學習程序設計的首選課程。課程一般基于C語言進行教學，且教學內容及方式基本固定，未考慮學生的專業特點、工作需求等因素。本文結合機械設計制造及其自動化專業的專業特點，對計算機程序設計課程在教學內容及教學方法上進行了改革嘗試，以真正做到根據學科需要因材施教。

關鍵詞：程序設計；機械設計制造及其自動化；教學內容；分層教學；任務驅動

一引言

眾所周知，計算機編程技術在各行各業都發揮著不容忽視的作用。計算機程序設計課程在許多高校已經成為非計算機專業理工科學生必修的計算機基礎課。當前，在教學實踐過程中，該課程的講授往往由計算機學院統一安排進行。因此，雖然學科專業各不相同，但該課程的講述主要以C語言為主線，由點到面，由淺入深的講述每個語法知識點。這種一刀切的教學模式由于不考慮專業差異，容易出現以下問題：其一，教學內容未與所學專業建立聯系，學生對將來是否還會用到C語言產生懷疑，學習目的不明確，積極性也不高；其二，知識點繁多且具有一定難度，對于非計算機專業學生而言難以把握；其三，C語言作為一門通用的計算機編程語言，功能強大，但是許多工科專業學生在后續的科研工作中，更多的是利用C語言涉及的編程思想，采用的卻是另外的與學科專業更為相關的其他編程語言，單純的C語言教學已不能為以后的學習工作打下更為堅持的基礎。因此，傳統的計算機程序設計教學模式已不能適應各學科不同的專業技術背景和特點，必須結合專業特點，調整教學內容并改革教學方法。

二課程改革探討

（一）結合專業特點調整教學內容最有效的教學活動應該是以學生為中心，根據學生的特點和需要做到因材施教[1]。不同專業的學生對于計算機能力的要求不盡相同，如果在實際教學過程中，不考慮專業特點和今后的科研或工作需要，采用一成不變的模式注定是行不通的，因此計算機程序設計課程的內容設置應該以專業需要為基本出發點，結合專業特點靈活安排教學內容。機械設計制造及其自動化專業包含機械制造和機械制造兩個方向，根據該專業研究生的研究領域和畢業生的就業方向，計算機編程主要用于數據處理和有限元分析。因此，科學計算語言的學習更有利于學生將來的科研工作。而以往全校統一講授程序設計課程時，一般將課程安排在大一下學期，且教學內容全部為C語言。這樣，學生在大三、大四接觸到專業課時，又必須重新自學一些其他的科學計算語言，而距離學習C語言已經過去一段時間，相關的編程概念又要重新回顧，勢必需要更多的學習時間。因此，針對上述問題，重慶理工大學機械設計制造及其自動化專業教研組對教學大綱進行了調整，增加了數值分析matlab課程（12學時課程，12學時上機）。盡管科學計算語言更適合于本專業學生的學習，但由于C語言是學習其他編程語言的基礎，C語言涉及的各種編程方法可為其他任何編程語言提供借鑒，起到觸類旁通的作用，因此程序設計課程的主體內容依然為C語言(32學時)，但融入Matlab語言應用(24學時)。具體說來，C語言教學中，在注重基本概念理解的同時，對于機械設計制造及其自動化專業運用較少的位運算等知識點，盡量用較少的篇幅概括；而對于函數、數組、指針等內容以及堆棧、鏈表等基本的數據結構，則需要詳細闡述；在此基礎上，對Matlab語言(數據處理)進行介紹，要求學生能夠運用這兩種計算語言開發簡單的程序，從而為今后更好的學習專業課打下基礎。

（二）豐富教學方法興趣是最好的老師。為了使初學者盡快掌握計算機知識，要特別培養學生的學習興趣[2]。大量的語法規則定義、格式約束往往使學生感到枯燥無味，而豐富的教學方法和手段是提高學生學習興趣的重要途徑。1.分層教學在課程開始前，每個學生基礎不同。部分學生通過自學，已經通過了計算機二級考試，而有些同學還從未接觸過編程。因此，在課程開展前夕，借助于一些簡單的小測試，將學生劃分為兩個層次。在課堂教學中，首先重視并帶領第二梯隊的學生的學習，而對基礎好的同學則采用引導策略，鼓勵他們自學，對有關科學計算語言的內容要求有更深入的理解和運用。通過分層教學推進教學過程的進行，使不同層次的學生均在原來的基礎上不斷進步，基礎好的學生能拔尖提高，基礎差的學生能基本達到教學大綱規定的要求。2.多媒體的充分運用首先，傳統的板書教學模式很難實現對較復雜的程序設計實例的講解[3]，而對于多媒體教學而言則非常容易實現。借助于動畫功能可一步步演示程序的運行過程，直觀的畫面可使學生更易掌握和接受程序設計的思路和技巧，而且可活躍課堂氣氛從而提高教學質量。同時，多媒體教學的另外一個優勢是可通過多媒體教學系統直接為學生展示程序編制過程，將理論教學與上機操作有機結合起來。在講授程序的同時，可將程序直接提交至編譯環境運行，并有意設置一些學生常犯的錯誤，如scanf(“%f”,&a)語句故意漏掉前面的地址符號“&”等等，然后引導學生一起找錯，提高學生調試程序的能力；針對同一個程序講授完一種解法后，鼓勵學生尋求其它解法。推選一名學生在計算機上現場編程，其余學生在座位上實現，均要求在規定的時間內完成。之后，由學生自己糾錯，這樣不僅可有效提高學生的編程能力，也能極大的活躍課堂氣氛，提高教學效果。3.任務驅動機制任務驅動教學法就是借助于典型任務來驅動學生，展開教學活動[4]。為了較好地學習程序設計，學生必須編寫大量的程序代碼，采用任務驅動機制可有效刺激學生編制代碼的主動性。在教學實踐過程中，針對所講述內容，有意為學生分配包含簡單和較難的程序設計任務作為課外作業，簡單題目為必做，較難題目為選做，此舉一方面更好的貫徹了分層化的教學思想，另一方面也促使基礎好的同學帶動基礎稍差的同學更上一層樓。同時，由于將任務驅動教學模式自始至終貫穿于整個教學進程，學生在程序案例編制中溫習并鞏固了課堂知識，有利于打下堅實的基本功。

（三）重視上機實踐事實上，實驗教學是計算機程序設計最重要的環節，學生只有自己通過計算機閱讀或編寫程序，才能對程序設計有深入的理解。但事實上，實驗教學學時明顯不足，而且也不容易受到學生重視。為此，首先將上機成績作為一項考核依據，占總成績的20%，以引起學生對上機實踐的重視。其次，針對實驗課中只有一名老師無法及時答疑的問題，積極吸納研究生作為助教參與上機教學。對一些基礎扎實能夠很快完成上機實驗的同學，鼓勵他們也參與指導其他存在疑問的同學。另外，對于一些較為大型的程序設計題目，建議學生自由分組，但分組需同時包含第一、第二兩個層次的學生。這些復雜的程序設計題目在上機課前就分配給各個小組，由小組成員一起來完成，從而培養他們的團隊協作能力，同時也能夠使基礎好的同學帶領基礎薄弱的同學共同進步。

三結語

《計算機程序設計》是非計算機專業理工科學生學習程序設計的首先課程。對于不同專業的學生，程序設計教學內容應該結合專業特點各有側重。重慶大學機械設計制造及其自動化業通過調整該課程的教學大綱，增加Matlab課程，在以C語言為主體的前提下，融入與專業相關的Matlab語言，一方面使學生明白該課程的功用，提高他們的學習興趣，另一方面也為今后專業課的學習以及科研工作做好鋪墊。

參考文獻

[1]馬麗.《C語言程序設計》教學方法思考[J].現代計算機，2009(10):94-96.

[2]劉小燕.“C語言程序設計”教學方法探析[J].計算機教育,2010(6):94-96.

[3]王文生，張付云，宋桂娟.C語言教學中多媒體與板書設計的有機結合[J].計算機教育,2010(2):138-140.

[4]戴青云，陳江恒，王樹輝.任務驅動在“C語言程序設計”實踐教學中的應用[J].黑龍江科技信息,2010(2):294.

作者：鄢然 單位：重慶理工大學