基于案例的模拟在程序设计教学中的应用

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1、基于实验的案例模拟在程序设计教学中的应用刘亚琴王志刚（湖南师范大学数学与计算机科学学院中国　长沙　410081）摘要：在实验环境下，依照案例，学生运用课堂上学到的概念解决精心设计的实验问题，教师通过指导、督促、检查学生的实验进展情况，更好的评估学生对知识的理解程度，发现存在的问题，实现教学相长。关键字：案例模拟，基于实验，编程ApplicationofExperiment-basedCase-SimulationinTeachingProgramme（LiuYaqingWangZhigang）（MathsandComputerScien

2、ceCollege,HunanNormalUniversity,Changsha410081）Abstract:Accordingtothecasestudy,studentsapplytheirconceptslearnedintheclassestotheproblemswhicharewell-designed,andinstructorcanevaluatestudents’understandingleveloftheknowledgethroughleading,supervisingandexaminingtheproce

3、ssoftheLabExercises,andfindthesolutionstotheproblems.Itbenefitsteachersaswellasstudents.Keyword:case-simulation；experiment-based；programming1引言教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会在中国计算机本科专业发展战略研究报告上指出：设施条件建设初见成果，实验环节需要抓紧加强，并在对高校学生进行访谈的过程中曾问到：你们写过的最大的一个程序大概有多少行？不少人回答是几百行。这从一个侧面反映了一些学生在校

4、期间没有得到足够的、比较综合或系统的训练，这些问题都引起了我们的深思。书本和考试已经把老师和学生们圈到了一个网中，大家只瞧到网中的鱼，看不到网外的海,于是就又出现了高分低能的“人才”。而西方大学的教育模式，因材施教，着眼于启发学生对先进科技的向往，激发学生的主体意识和创新意识，培养学生的自学能力，锻炼学生的动手实践能力，从根本上改变传统教学过程中教师、学生、教材三者之间的互赖关系。2理论依据没有人在学习程序设计语言的初始阶段就能成为编程高手。牛顿曾经说过：我之所以能取得现在的成就，是因为我站在巨人的肩膀上；只有勇于提倡“拿来主义”，研究

5、学习有经验的编程设计者的代码，不断尝试扩展和修改程序的源代码，才能使编程的思维和能力能获得快速的提高。在程序设计教学中，基于案例的模拟就是提倡以实例为主线，在已有代码模板的基础上，补充关键代码来实现实例要求的结果。这些代码模板为学生建立了开始编程的起点，并使他们深入了解解决问题的方式。这样可以帮助他们参与模拟大型的程序，做更多有意思有现实意义的事情，这比完全靠自己一行一行写代码来完成要快的多。该过程结合了以下两种教学思想：(1)任务驱动思想让学生在一个个典型的“任务”的驱动下展开教学活动，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列

6、“任务”，从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络，在在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力。(2)发现教学思想从案例出发，在教师引导下，依靠教师和教材所提供的材料。让学习者自己去发现问题、回答和解决问题，使他们成为知识的发现者，而不是消极的接受者。3教学模式设计在实验环境下，根据程序设计课程本身的特点，教学组织形式可以采用“实例先行，分而治之，合而改之”策略。教学组织过程分为三个阶段：实例演示，模拟尝试和扩展实现。3.1实例演示实例演示给学生在学习的特定阶段给予具体的任务，展示待解决的问题，树立明确的目标，指引学生依葫芦画瓢

7、，起方向性作用，该阶段实例的选择要考虑到：趣味性——调动学生兴趣，引发学生热情知识性——蕴涵当前学习主题的知识点实践可行性——代码实现的难易要适中，否则过犹不及，可按照前苏联著名心理学家维果斯基的“最临近发展区”理论来选择。3.2模拟尝试在观看完实例演示结果和听老师描述要解决的问题后，学生在教师提供的程序模板的帮助下采取如下步骤循序渐进解决问题：（1）研读程序模板，弄清程序结构和框架（2）程序模板是可以执行无误的代码，通过反复删减调试模板，测试关键变量和关键方法的含义和用途（3）补充模板中缺少的代码，调试运行，使结果显示如实例3.3扩展

8、实现在原来实例的基础上，设计提高练习。这些问题通常要求学生对模板进行修改，灵活运用给予的案例模拟解决类似的问题或者实现另一中解决方案，并要求学生对答案进行解释，以确保他们理解关键的编程概念。4实战演习以ja