程序设计课程大学计算机基础教学改革-powerpointtemplate

程序设计课程&大学计算机基础教学改革陈海宝计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn程序设计课程主要内容程序设计课程与计算机编程语言程序设计课程的重要性程序设计课程教学方法教学的理念和策略创新计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn计算机基础教育改革主要内容大学生的两种精神与九种能力上课要有一种精神，一种激情什么是“计算机基础”教育？创新实践、学会学习！兴趣是最好的老师！计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn程序设计课程与计算机编程语言程序设计课程＝计算机编程语言？教师的认识？学生的认识？大环境（大学中的普遍现象）小环境（我们系）计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn程序设计课程对我们计算机系的重要性学生情况分析：精英教育—大众教育我们学院的办学方针：培养应用型人才体现在我们系学生的编程能力上计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn程序设计课程教学方法程序设计课程的教与学还存在问题理论课（知识量大，学无止境）实验课目前存在的问题总结：1.重教轻学，重理论轻实践2.教学一般围绕语言自身的体系展开，忽略了对学生程序设计能力的培养计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn程序设计课程教学方法开展程序设计课程的教学改革是解决上述问题的有效途径。目的是培养学生的程序设计能力，以适应新世纪人才培养的需求。改革的内容包括：1.教学内容2.教学方法3.教学手段4.考核方式(以浙大C程序设计课程为例）计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学内容程序设计思想为主；编程语言知识为辅。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学方法以编程应用为驱动教学内容分主题，以程序设计做为贯穿各主题的主线。各主题的教学过程：1.“案例分析－要点讲解”2.“自学/编程实践”3.“疑难解答”计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学方法(传统教材知识模块）知识模块内容细节概述程序设计语言，发展历史，问题求解过程，ANSI99新标准等数据表达基本数据类型，运算/表达式，自定义类型数组，结构，指针（含链表）变量的存储类别，作用域，生存期流程控制语句级控制：顺序、分支、循环控制结构单位级控制：C程序结构、函数的定义/调用（含递归）数据的输入和输出处理机制标准文件的输入和输出函数：printf,scanf,getchar,putchar等缓冲文件系统（文本文件与二进制文件）的操作编译预处理，命令行参数等基本的程序设计方法和风格结构化程序设计方法，良好的程序设计风格计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学方法(教材改革主题分类）主题案例对应知识模块实验项目用C语言编写程序在屏幕上显示HelloWorld!概述；数据的输入和输出（printf）1编写简单的C语言程序求华氏温度100°F对应的摄氏温度数据表达（基本数据类型，算术/赋值运算）；流程控制（顺序结构）2基本数据处理计算分段函数流程控制（分支结构if-else/else-if）；数据表达（关系运算）；数据的输入和输出（scanf）3计算分段函数输出华氏—摄氏温度转换表流程控制（循环结构for）4指定次数的循环程序设计生成乘方表与阶乘表流程控制（函数简介）；基本的程序设计方法和风格5函数分支结构程序设计输入一批字符，统计各类字符的数量数据表达（字符类型/逻辑运算）；数据的输入和输出(getchar/putchar)查询自动售货机中商品的价格流程控制(分支结构switch/嵌套if)计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学手段通过实践教学体系:培养学生的基本实践能力与创新实践能力基本实践能力培养：通过实践训练体系（2类训练/3种作业），从知识点、内容主线和应用面3个层次上逐步提高编程能力基本编程训练：自测作业和主题作业综合编程训练：大型作业，小组合作、自己命题、分组答辩计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn基本实践能力培养鼓励个性化、自主学习学生根据自身水平和兴趣，选择适合的训练方式提供丰富的资源供学生自学计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn创新实践能力(1)组织学生开发实用系统(2)学生自己组织与参加多种训练比赛内部训练、网上公开赛国外网上竞赛、亚洲区竞赛学生从中体味求知和竞技的乐趣,吸引了来自世界各国的编程爱好者参与竞赛的组题以及网站的维护和管理计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn网络支撑环境建设鼓励个性化、自主学习；提供丰富的资源和练习机会，让学生自主学习，使不同基础的学生都能有相应的发展空间计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn考核方式笔试＋在线编程考试＋平时练习计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn教学的理念和策略强调实践使学生从第1周起，就开始练习编程，并贯穿始终。循序渐进1.快速入门2.逐步深入3.分散难点计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn快速入门：模仿－改写第2章“用C语言编写程序”通过5个实例经历“模仿－改写”的上机实践过程，学生第一周开始练习编程经过五次练习，就能运用C语言的顺序、分支、循环3种基本控制结构和函数编写简单的程序优点：上手快，兴趣浓，有成就感，在练习中掌握知识，大大减少了畏难情绪。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn逐步深入：改写－编写1.引入“分支”、“循环”、“函数”三个主题2.由于学生已经能编程实现指定次数的循环和简单函数设计3.继续进行更深入的学习也就顺理成章了4.上机练习随之进入“模仿－改写－编写”的阶段。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn分散难点入门：第2章函数：第5、9章指针：第7、10章语法内容分散在多个章节中，以问题为中心例如：C程序设计基础—课程设计计算机科学与技术系www.chzu.edu.cnC程序设计基础课程设计•第1章:通过一个简单的“扫雷”游戏软件的开发，详细讲解基于软件工程的大型程序开发方法•第2章:介绍编写大型程序可能会涉及到的硬件基础知识•第3章:一些高级编程技术，包括文本和图形的显示、键盘和鼠标的操作控制、图形绘制、动画生成、乐曲演奏、汉字显示、图像显现和精确的时间控制等；•第4章:分析3个大型程序范例,通讯录\计算器\俄罗斯方块•第5章:提供8个大型程序训练的题目，给出了问题的描述、难点分析、主要数据结构及主要算法提示计算机科学与技术系www.chzu.edu.cnC程序设计基础课程设计从应用出发，通过案例和问题引入内容重点讲解程序设计的思想和方法结合相关的语言知识的介绍以学生为主体：研究学生，快乐学习，受欢迎计算机专业：不怕编程－喜欢编程计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn创新每位教师都有自己的思路计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn大学生的两种精神与九种能力大学生应有的两种精神：社会主义人文精神和科学的创新精神。人文精神是每一个大学生必须具备的。以人为本是人文精神的一个重要内容。大学生要关怀人，要爱人类；要有责任感，爱他的国家、他的民族和他的学校。大学生应有的九种能力：包括五种创新能力（发现问题的能力、解决问题的能力、实际动手能力、交流能力和表达能力）和四种可持续发展能力（学习能力、适应能力、协调能力和组织能力）。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn计算机基础教育改革计算机基础教学的许多规律并未被我们充分认识，因此我们必须牢固树立科学发展观，以人为本、以应用为主，继续深入地探讨教学规律，更扎实地向前推进改革什么是大学的“计算机基础”教育？是“基础教育”还是“产品教育”“软件基础教育殖民化”的倾向计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn上课要有一种精神，一种激情要把上好每一节课作为一种责无旁贷的责任，一种沟通交流的乐趣，一种展示自我的享受。要通过我们的讲授感染学生，给学生灌输一种强烈的信息技术的应用意识。基础课不能照本宣科，更不能照“片”宣科,教材只是学习者最佳的自学读物。每一讲精彩而受欢迎的授课，无不包含着严肃认真的前期备课，引人入胜的教学内容，轻松愉快的教学方法，师生交融的课堂组织，活泼新颖的教学手段，以及教学艺术、风格、人格的融入等等。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn课件——趣味教学计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn课件——算法举例1有两个变量Ａ和Ｂ,要求将它们的值互换。例如:Ａ=3,Ｂ=5；互换后Ａ=5，Ｂ=3。可以有两种算法实现两个变量的值互换。算法1，引入一个辅助变量C作为过渡进行交换；算法2，不引入辅助变量，仍用三个步骤完成交换。算法表示如下（强调有序、有限、可解、计算机存储等特性）：算法1节省时间,可读性好算法２节省空间，可读性差S1：Ｃ←Ａ；S1：Ａ←Ａ＋Ｂ；S2：Ａ←Ｂ；S2：Ｂ←Ａ－Ｂ；S3：Ｂ←Ｃ。S3：Ａ←Ａ－Ｂ。算法举例不一定要很复杂的例子！计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn创新实践、学会学习！计算机基础教育决不是计算机专业教育的“压缩饼干”，而是一项“顶天立地”的创新事业。我们不能站在传统计算机学科的立场来考虑计算机基础教学内容的设置与内涵，而要从社会对具有“信息素质”人才需求的角度来评价和考查课程质量。计算机应用能力的提高要求大学生们在学习计算机技术时要从应用出发，“眼高手低”、“小题大做”、创新实践、学会学习！计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn兴趣是最好的老师！计算机技术领域太深太广，而且发展极快，给了教师很大的讲授空间；但同时我们也应该给学生应有的学习空间，让他们学会学习！“生怕学生学的少或学不会”是目前教师的普遍心态，样样都想教给学生，结果却事与愿违，传授给学生的知识成了“夹生饭”或“准文物”。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn兴趣是最好的老师！计算机基础课程的教学改革一定要与所在地区和所在院校有鲜活的匹配性。兴趣是最好的老师！我们应该认真研究图形界面软件中自学自会以及“所见即所得”的许多设计思想和方法（菜单技术、可视化编程、用户友好性的保障等等），把它灵活地应用于计算机基础教学之中，并以此取舍现有的教学内容和教学方法，以增强教学工作的科学性、合理性、实用性和趣味性。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵机图灵是谁？图灵的贡献图灵机的结构图灵的应用举例计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵是谁？阿兰·麦席森·图灵1912年生于英国伦敦计算机界的最高奖定名为“图灵奖”计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵的贡献1.他对计算机的重要贡献在于他提出图灵机的概念；2.许多人工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。提出了重要的衡量标准“图灵测试”该实验把被提问的一个人和一台计算机分别隔离在两间屋子，让提问者用人和计算机都能接受的方式来进行问答测试。如果提问者分不清回答者是人还是机器，那就证明计算机已具备人的智能计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵机图灵机被公认为现代计算机的原型图灵机奠定了现代数字计算机的基础（冯诺依曼就是根据图灵的设想才设计出第一台计算机的）计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵机模型计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵机模型1.一个无限长的纸带2.一个读写头3.内部状态(盒子上的方块，比如A,B,E,H)4.还有一个程序对这个盒子进行控制这个装置就是根据程序的命令以及它的内部状态进行纸带的读写、移动。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn图灵机模型工作原理从读写头在纸带上读出一个方格的信息并且根据它当前的内部状态开始对程序进行查寻。1.然后得出一个输出动作，也就是是否往纸带上写信息，还是移动读写头到下一个方格。程序也会告诉它下一时刻内部状态转移到哪一个。计算机科学与技术系www.chzu.edu.cn工作原理—规则表具体的程序就是一个列表，也叫做