時間：2023-03-06 16:04:24
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【行為導向教學法；程序設計；教學案例
隨著計算機應用的普及，計算機應用專業也成了熱門專業，而高級程序設計語言是計算機專業的一門必修課。在高級程序設計語言中，VisualBasic語言以其易學易用和功能強大，而且能夠方便快捷地開發Windows應用程序等特征，而深受使用者歡迎。因此，其也作為中等職業學校的高級程序設計課的首選。VB是一門集知識和技能于一體、實踐性很強的課程，要求學生既要學好理論知識，又要把握實際操作技能，同時，在進行軟件開發時，要對用戶需求及市場情況進行調研，再加上計算機軟、硬件快速更新換代的特征，要求學生還要具有很強的自學能力和終身學習的思想。對于這些要求來說，傳統的教學方法難以做到。而使用強調以職業活動為導向，以人的發展為本位的“行為導向教學法”將會較好的實現這些教學要求。本文擬就在中等職業教育的計算機程序設計（VisualBasic）教學中，如何運用“行為導向教學法”進行初步探索。
一、行為導向教學法的基本理論
“行為導向教學法”是在近幾年從德國引進的現代的職業教育新模式，其目標層次是培養人的行為能力，方法層次是人的行為活動。即摘要：這種教育以行為為目標，教學以行為為導向，教學是學生積極參和的全面的教學，學習過程是學生同時用腦、心、手來進行學習的過程。
行為導向教學法具有很強的針對性,即是以職業活動為導向，以教會學生“學會學習、學會工作”為目標而開展教學活動,因此,對學習者來說，學習目的是十分明確，即現在的學習是為今后的職業服務。教學活動的開展，通常是圍繞某一課題、新問題或項目開展，是以“學習任務”為載體，引導學生自主學習和探索的過程。整個教學過程為一個包括獲取信息、制訂計劃、做出決定、實施工作計劃、控制質量、評定工作成績等環節在內的完整的行為模式。使用“行為導向教學法”，將能更好的培養學生的關鍵能力（專業能力、方法能力、社會能力、個性能力），以達到職業教育的“職業教育就是就業教育”的教學目標。
二、行為導向教學法在VisualBasic教學中的必要性和可行性
（一）必要性
現行的計算機專業類教材大多和其它學科式的教材一樣，重視知識結構的系統性，教學內容大多以線性方式展開，適用于“循序漸進”的傳統教學模式，以《VisualBasic程序設計》的教材為例，從語言基礎、流程控制、過程和數組、窗體和控件、對話框設計、菜單、工具欄和狀態欄設計等等，分章編排，在每一章的內容里，也同樣按線性方式展開。假如，在教學中仍按傳統的教學方法按章節講授，勢必降低的課程的綜合性、實用性，也缺乏趣味性，這不但難以培養學生學習喜好，使得教學雙方都陷入困境，而且，學生不知道如何在真實的情境中靈活地使用知識和運用技巧。這樣的學習，是很難面對今后職業的。要改變這一現象的方法，比較成功的是運用以課題或項目來開展教學活動的行為導向教學法進行教學，在教學中，淡化知識的系統性和連貫性，更多關注的是知識之間的聯系，在聯系中學習知識、在綜合運用中學習知識，使學生不僅學會了程序設計知識本身，又培養了學生運用程序設計的知識去解決實際新問題的能力，達到“學以致用”的教學目的。
（二）可行性
《VisualBasic程序設計》是一門實踐性和操作性很強的課程，知識涉及許多抽象的術語，如摘要：類、對象、過程、語句、控件等等，還有大量的開發工具的使用。僅就VB的開發環境為例，其中就包含了摘要：窗體設計器、代碼編輯器、對象瀏覽器、屬性窗口、工程管理器、工具箱、菜單、工具欄等等。把握和熟悉它們的最好方法，就是在不斷的結合實際的“案例”（案例教學法）或“課題”（項目教學法）的操作實踐中去把握。在教學中，教師可以把課程內容包含在兩到三個綜合貼近實際的項目，給出案例，再把這個項目分成若干個小項目（或模塊）。例如摘要：以開發一個“學生信息管理系統”為一個綜合項目（教師首先給出案例演示，以引起同學們的關注），再分別以“登錄窗口”、“查詢窗口”等為小項目進行設計開發，學習相關的基礎知識（如摘要：在設計“登錄窗口”的項目中，學生可以把握“文本框、標簽、命令按鈕、屬性設置、變量命名規則、變量定義、變量數據類型、變量的聲明語句、賦值語句”等相關知識群）。學生在具有目標明確的項目驅動下，以“做中學”的方法進行學習，這樣，不僅可以提高他們學習的主動性和學習樂趣，同時也培養了他們的關鍵能力。
二、“行為導向教學法”案例
行為導向教學法中的“項目教學法”是指師生以團隊的形式共同實施一個完整“項目”的工作而進行的教學活動。通過在開展項目過程中有針對性的工作來培養學生的關鍵能力，非凡是獨立工作能力、想象力、創新能力。項目教學法包括了計劃、實施和檢查及成果展示的全過程。它是由學生自己來完成整個過程的教學方法。以下是一個項目教學法的簡案。
項目摘要：學生信息管理系統
（一）教學目標
1.培養學生運用VisualBasic知識解決實際新問題的能力；
2.培養學生獨立學習和工作的能力；
3.培養學生和人合作的能力。
（二）項目的實施過程
三、需要重點注重的兩個新問題
（一）教師角色的轉換
在行為導向教學中，對教師提出了更高的要求。教師應是“雙師型”的教師，老師的角色由傳統的教學主導者轉變為教學活動的引導者或主持人，在教學過程中，教師以咨詢員、伙伴、朋友等角色出現在學生中，教學方法由注重“教法”轉變為注重“學法”，為此，要完成教學任務，教師要付出更多的心血。
（二）項目設計的合理性
項目設計的最重要的原則就是可實踐性，以保證學生可操作，并有收獲。因此，項目的設計應采用結構化的方法，自上而下，逐步細化的原則；項目的實施，則采用自下而上，由易到難，逐步完善的原則進行。
陰陽理論強調萬物皆含有“陰陽”，“陰”與“陽”之間的互動，構成了穩定、平衡的局面。在面向對象程序設計里，繼承性體現了陰陽理論的這種“構成論”。派生類通過繼承得到了父類的一切—父類中的數據（陰）和函數（陽）。如果在祖先類定義好數據（陰）和函數（陽），那么從這個祖先類派生出去的所有子類都將含有數據（陰）和函數（陽）。CPerson類中，含有陰（Name和Age屬性）和陽（GetName()、GetAge()、SetName()、SetAge()四個函數）兩大部分，通過派生得到CChina、CUsa和CJapan三個子類，在這所有的派生類中，都繼承了CPerson的陰、陽兩部分的內容，即使這三個派生類再派生其它子類，依然會繼承CPerson的陰、陽兩部分的內容，正所謂“萬物負陰而抱陽，沖氣以為和”，面向對象編程中這種陰、陽互動的內部工作方式構成了它強大的生命力。
2多態性抽象類與陰陽理論
面向對象程序設計的多態性中出現的抽象類，因其定義的某些函數（陽）是純虛函數，沒有具體的代碼，實現不了常規的操作（缺失“陽”的功能），這種抽象類（含有“陰”卻無功能性的“陽”）不能夠生成對象，正符合“孤陰不生”之道。在抽象類中，接口類是一種典型的沒有數據（陰）的抽象類，它只含有純虛函數（無功能性的“陽”），從上面分析可知，該類型也是不能夠實例化對象的，正所謂“獨陽不長”。《易經》中有“天地氤氳，萬物化醇，男女構精，萬物化生”，在古籍《雪心賦》中更有“孤陰不生，獨陽不長”的名句[6]。句中的“天地”、“男女”更抽象一步可理解為“陰陽”，兩句都強調“陰陽”在萬物的構成中相互依存的對立統一性。
3總結
1.1重點
(1)單選按鈕和復選框的Value屬性單選按鈕和復選框的Value屬性值不同，均能實現判斷用戶的選擇。但是單選按鈕的Value值有true和false，分別代表選中和不選中；而復選框的Value屬性值有三種：0表示Unchecked,即復選框處于未被選中狀態，1表示checked即復選框處于被選中狀態，2表示Unavailable即復選框處于禁止狀態，不可使用，復選框將以灰色顯示。此部分在講解時，準備利用兩類控件的Value屬性，來完成判斷字體、字形、顏色、滾動方向等功能，以強化知識點的理解。(2)多分支語句結構的書寫多分控制結構語句書寫也是本次課的重點之一，在本項目中主要實現根據用戶不同的選擇實現字幕的控制。因此在教學過程中，教師應集中講解該部分知識點，更好促進學生消化知識。
1.2難點
(1)根據用戶選擇改變字型設置以“發現問題—探究問題—解決問題”為主線，采用講授法、對比法、演示法等，引導學生使用思考分析，促進知識的消化吸收，提高課堂學習效率。(2)利用Timer控件和多分支結構語句設置顯示字幕滾動通過將知識點融入任務中，逐步消化吸收，采用教師講授和學生自主探究知識相結合的方法，使學生在理解的基礎上能夠做到舉一反三。
2教學方法設計
2.1目標逆向教學法
以實踐活動為中心，學生為主體，教師引導學生主動參與教學活動；在活動中發現問題，然后通過理論知識講解來解決活動中學生提出的問題。
2.2雙層情境教學法
教師將教學情境分類為兩個階段,在第一個階段的重點是讓學生了解必需的技術知識、概念和掌握常用的技術操作，并初步獲得技術在工作中的感性認識，即技術情景化階段。在第二階段，創設應用技術的現實情境，讓學生完成真實的任務并創新，即技術應用情景化階段[3]。
3教學過程設計
3.1創設情境
假設你是某銀行的IT技術人員，經理請你設計門頭滾動字幕，更好地宣傳銀行的各種金融業務。此步驟設計的目的是讓學生盡快進入角色，體驗情境；明確任務。
3.2展示項目“滾動電子屏”設置程序
教師首先展示項目“滾動電子屏”設置程序，如圖1所示。學生觀看教師演示，對項目有初步的印象。然后回答老師提出的問題：這個程序主要用到了哪些控件？我們學過的有哪些？學生根據已有知識對窗體控件進行梳理；初步認識到單選按鈕和復選框的功能和應用場合，鞏固已有知識，并培養學生仔細觀察能力，并為下面將單選按鈕和組合框控件的講解做鋪墊。
3.3任務一為窗體添加控件、設置基本屬性
在展示項目后，教師鼓勵學生根據項目演示，利用前階段所學知識，嘗試向窗體中添加控件，并設置基本屬性。在學生添加控件的過程中，很多同學不使用按鈕數組，而直接向窗體逐個增加，這時教師應該及時提出問題：如果按鈕單個添加，在編寫程序時怎樣區分這些按鈕、并且能快捷地實現屬性的統一設置？學生激起共鳴，然后教師講解控件數組的優點。
3.4任務二編寫字體、大小、字形、背景顏色和字體顏色的設置
在任務一完成后，教師引出任務二的內容。即：為“設置”按鈕編寫程序，實現字體、大小、字形、背景顏色和字體顏色的調整。由于字形和字體等屬性學生已經學過，所以教師采用循序漸進的方法，先鼓勵學生完成易實現的部分，即書寫字形字體屬性，樹立他們的信心。對于教學難點多分支控制結構If-Then-Elseif，教師采用集中講解的方式提高課堂學習效率。
3.5任務三設置字幕滾動方向和滾動速度
任務三主要是通過單選按鈕控制字幕滾動方向和速度，為了完成此項功能，涉及到計時器控件Timer。由于Timer控件的屬性較為簡單，教師鼓勵學生先通過自學的方式學習Interval屬性；對于Timer事件中控制滾動方向實踐代碼的編寫，教師通過啟發引導的方式來鼓勵學生完成。
3.6任務四設置滾動字幕顏色、背景顏色為隨機色
任務四是編寫程序語句，為滾動字幕設置隨機字體顏色和背景顏色。此步驟涉及的知識點RGB()顏色函數和隨機函數Rnd()較為簡單，因此完全以學生自學和組內合作的方式解決問題。
3.7拓展任務
上機實驗課是《Java程序設計》課程教學環節中不可或缺的一部分，然而，在實際教學過程中，上機實驗課應有的作用并沒有被充分發揮出來。一項針對計算機專業學生的調查問卷結果顯示，學生即便將理論知識學的扎實透徹，但遇到實際的編程問題時卻很被動，不知道從何處下手。導致這種現象發生的原因就是高職院校對實驗的重視度和關注度不高，沒有給予學生充足的實驗機會及指導，這樣一來，學生的動手能力就相對較差。傳統的教學模式下上機實驗課的流程就是學生上機編程來完成教師預先布置的編程任務，教師則會呆在機房內隨時解決學生在實際操作過程中提出的問題。這種實驗方式沒有給學生設定明確的上機目標，致使學生沒有完成任務的緊迫感，甚至有的學生在教師看不到的時候肆意玩樂，這樣一來，非常不利于培養學生的動手能力及解決問題的能力。由此不難看出，按照傳統的教學模式來培養學生，學生不能夠很好地具備解決實際問題的能力，因此，傳統教學模式下的高職Java程序設計課程教學不能滿足社會對高素質、高能力技術型人才的需求。
2高職Java程序設計課程教學的改革
2.1教學內容的改革
高職教育更側重于將學生培養成能夠滿足工作崗位或職業需求、掌握相應技能的應用型人才，因此，改革教學內容是非常有必要的。改革教學內容就是改變傳統的理論教學，引入適量的案例，將基本理論的講授穿插于案例教學中。需要特別注意的是，選擇恰當合理的案例是非常重要的，它的質量能夠直接影響到最終的教學效果。因此，教師要根據學生認知的特點選擇具有適用性及代表性的案例，而且這些被選擇的案例必須能夠包含Java程序設計中的大部分知識，這些案例既區別于課堂上的舉例，但又和它們具有一定的聯系。為了能夠很好地展開案例教學，教師在課前需要對案例教學進行周密詳細的安排，主要包括四個方面，它們分別是發放案例素材、組織案例實施、區分案例分析中的理論分析以及操作分析、安排處理案例教學中涉及到的外延知識。案例教學能夠在課堂上很好的結合理論與實踐，促進學生綜合能力的提升。學生帶著問題去分析案例，在這個過程中教師對涉及到的相關理論知識進行講授，這種方式能夠幫助學生更好地理解知識。對案例進行分析的過程不僅能夠使學生拓寬知識面，掌握分析問題的技巧，還能夠幫助學生將理論運用于實踐，更好地消化吸收所學知識。因此，相比傳統的理論教學，案例教學這種教學方法更夠滿足當今社會對應用型人才的需求。
2.2教學方法的改革
當今社會團隊協作能力是非常重要的，因此，改革教學方法最主要的一個途徑就是實行小組教學。所謂小組教學就是很據自愿或者協商的原則，將全班學生平均劃分成幾個小組，由小組成員共同推選出一個成員作為組長。在課堂上，首先教師需要在對典型案例進行講解的過程中穿插對Java語言的介紹，幫助學生更好地理解進而接受理論知識，并且深入了解Java語言面向對象的特性。然后教師通過為每個學習小組安排編程的任務來使學生對案例進行分析，并且分析討論后每個小組都要確定出最終的解決方案，由教師來點評這些方案。為了能夠使學生高效率的完成規定任務，教師要在分析討論過程中對學生提出相應的技術要求及紀律要求，并設定一個恰當的完成期限。這種教學模式充分體現了學生學習的自主性，彰顯了學生課堂的主體地位以及突出了教師協助引導的作用。小組教學的教學模式可以使學生進行不同的思想交流，擦出智慧的火花，正如蕭伯納所說“如果我有一個蘋果，你有一個蘋果，互相交換，還是你有一個蘋果，我有一個蘋果。但是我有一種想法，你有一種想法，交換一下，雙方就都有了兩種思想。”這就說明了通過小組交流，學生思維會更加活躍，從而產生更優的思想。通過小組教學，不僅可以提升學生對理論知識的認知度，培養團隊合作的能力，還能夠提升學生分析、處理、解決問題的能力。此外，在小組教學的過程中，教師能夠迅速接收到來源于學生的反饋信息，比如反饋分析案例過程中遇到的問題等信息，通過這些反饋信息，教師能夠及時的采取相應措施來解決問題，從而實現教學相長。
2.3考核方式的改革
對教學成果進行考核對無論是教還是學都能做出恰當的評價，目前我國高職院校中通常采取考核這一手段來對教學的效果進行檢驗。在傳統的教學模式下，通常采取卷面考試來進行考核，而且最終結果往往是由一次考試的成績來評定的，也就是說，無論學生平日里表現多好，但如果在作為最終考核的那次考試中發揮失常，那么就會在一定程度上否認這個學生的學習能力。而且這種考核方式并不能夠對學生的能力、知識以及技能做到真實的反映。由此看來，為了能夠對學生的學習做出恰當合理的評價，改革考核方式是非常有必要的。這就要求高職院校要制定一個科學的評價標準，重點突出對學生知識應用能力的培養。在對高職Java程序設計課程學習進行考核時，可以通過兩個方面來展開考核工作，相應地，學生總成績也由兩部分組成，一部分是綜合能力考核成績，另一部分是平時課堂表現成績。具體來講，一方面，通過案例教學，教師要求每個小組在對案例分析完成之后，做出案例的分析報告，在此基礎上，綜合小組成員的意見和建議，為假定的任意一個應用領域或虛擬企業設計一個信息管理系統，然后模擬其運行環境，最后進行編碼或者程序設計。總之，就是給予學生一個展示自我知識、技能、操作等綜合能力的機會，這種考核方式能夠使學生更加牢固、系統的掌握所學的理論知識，這方面的考核成績占據較大的比重，在總成績中通常占據60%的比例。另一方面，也就是占據總成績40%的平時成績，具體來講，就是在平時教學過程中，教師要密切關注課堂小組討論中每位學生的表現，并且加以記錄，給出相應的分數。此外，在本門學科結束學習后，教師需要組織每個小組進行小組內成員間的彼此評價，相互打分。最后，教師通過對這兩小部分的成績進行綜合的評定，給出每個學生最終的平時課堂表現成績。
3總結
本文對溫度、濕度兩個顯著影響溫室作物生長的參數進行深入分析研究，構建的溫濕度模糊控制系統方案如圖2所示。圖2中，T和H分別為模糊控制系統輸出的溫室環境溫度和濕度值;T1、H1分別為根據專家經驗給出的農作物生長最佳的溫度和濕度值;eT1、eH1分別為給定值與溫室環境的實際測量值的偏差;ecT1、ecH1分別為溫濕度偏差隨時間的變化率。
2溫濕度模糊控制器設計
2．1輸入與輸出變量的模糊化
根據溫室大棚的實際狀況，以溫濕度偏差及其偏差變化率為輸入變量，各輸入變量的模糊化信息如表1所示。結合研究對象實際情況，既考慮控制規則的靈活性又兼顧簡單易行。表1中，4個輸入變量模糊集均取為A，A為{NB，NS，ZE，PS，PB};模糊論域均取為B，B為{－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4}。模糊控制器的輸出控制變量為前窗、天窗、后窗、遮陽簾、通風機、加濕器和加熱器。這7個變量均為開關量，只有開和關(0/1)兩種狀態，分別用符號u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7表示這7個變量。
2．2隸屬函數的確定
由于三角形隸屬度函數在輸入值變化時比正態分布或高斯型具有更高的靈活性［6］，因此本研究中溫濕度偏差與偏差變化率均選取三角形隸屬度函數。圖4為各輸入變量的隸屬度函數，選擇的模糊集寬度為4。因為寬度過小會造成部分區間空缺，可能找不到相應的控制規則，收斂性不好;寬度過大會造成控制規則的重疊部分過多，相互間影響加大并且響應速度也變慢［7］。根據隸屬度函數對輸入變量量化為9個等級，其相應的隸屬度賦值如表2所示。
2．3模糊控制規則的制定
模糊控制規則的形成實質上是把操作者的經驗或專家的知識和經驗進行凝練得到的若干條模糊控制規則［8］。經對實際溫室控制系統的研究，發現溫濕度間存在一定的耦合性，即當通過某一執行機構改變溫度(濕度)時濕度(溫度)也會發生變化，因此在制定模糊控制規則時就要滲透解耦的思想。基于此，對7種執行機構的開關狀態做如下考慮:u1、u2和u3每打開一個設備降溫和降濕效果增強一點，但速度較慢;u5開通后其降溫和降濕速度明顯比u1、u2、u3快;u4降溫作用明顯，對濕度基本無影響;u6主要起加濕作用，降溫為次要作用;u7主要為增溫作用，降濕為次要作用。研究中制定了溫度與濕度之間、溫度變化率與濕度變化率之間的兩個模糊控制規則表，在此僅列出溫度與濕度之間的模糊控制規則，如表3所示。表3中，U為u1到u7這7個變量的開關狀態，開用“1”表示，關用“0”表示。
2．4反模糊化
模糊控制器輸出的是模糊語言不同取值的一種組合，由于被控對象只接受一個精確的控制量，因此需要從組合中判決出一個精確的控制量，這也就是反模糊化的過程［9］。常用的判決方法有重心法、最大隸屬度法和中位數法等，本研究采用重心法計算模糊控制輸出的精確控制量。其具體表達式為u＇=∑nj=1ωjμ(ωj)/∑nj=1μ(ωj)(1)其中，n為模糊變量個數，ωj為模糊變量，μ(ωj)是對應模糊變量的隸屬度。本系統反模糊化的具體過程:首先溫濕度誤差或其誤差變化率經量化后得到相應的量化等級，根據量化等級查詢各個執行機構在控制規則表中對應的控制規則并使其激活。然后，由式(1)計算各個執行機構的輸出值，計算結果等于0．5時，執行機構保持原來狀態;計算結果大于0．5時，執行機構開;計算結果小于0．5時，執行機構關。基于這種思想，可建立各執行機構的模糊控制查詢表，放在內存中，編寫相應的PLC程序即可實現模糊控制器對執行機構的實時控制。
3溫濕度模糊控制PLC程序設計
溫濕度模糊控制PLC程序包括輸入量的采樣與模糊化程序、量化等級程序、模糊控制查詢程序、執行機構控制程序和預警程序等［10］，在此僅介紹有關輸入采樣、誤差的計算和模糊控制查詢的部分程序。本研究是在STEP7編程環境下完成的模糊控制程序。
3．1輸入量采樣和ET/EH計算程序
研究中應用的溫濕度傳感器的變送單元分別取0～50℃、0～100%RH，線性對應電流均為4～20mA，因此在編寫PLC程序前需把溫濕度的值與PLC中的數字量關系建立起來。具體過程如下:以溫度為例，用I表示電流值，T表示溫度值，X表示實時溫度轉換為PLC中的數字量值。由于0～50℃與4～20mA對應，4～20mA又與PLC中的數字量為6400～32000對應，因此可得曲線方程如式(2)與式(3)所示。根據式(4)即可計算0～50℃對應PLC內部的數字量值。如22℃對應數字量值為17664。同理，可求得濕度值與PLC中數字量的對應關系如式(5)所示。其中，H表示濕度。下面以溫度為22℃和濕度為70%RH的情況編寫相應的PLC程序，70%RH對應的數字量為24320。
3．2模糊控制查詢程序
由反模糊化得到的模糊控制查詢表實質上是一個9×9的二維數組，存在以VW200開始的81個字單元中。在此把數組的首地址指針設定為VD48，根據(VW20×9+WV18)×2即可計算偏移值，在查詢表中定位并把相應值賦予WV28。
4系統實際運行測試
控制系統投入運行后，任選某一天對控制效果進行實際測試。測試時的起始溫度和濕度分別為32℃和52%RH，控制設定值分別為22℃和70%RH。對溫濕度采樣時間間隔均為5min，根據采集數據繪制的曲線如圖5所示。由圖5可知30min左右時溫濕度值均達到設定值，再經10min左右溫濕值即達到預設的穩定狀態值，達到了較滿意的控制效果。控制系統達到穩態的時間可通過增減有關設備進行調節。
5結束語
依據教學大綱中教學目標、知識點、能力培養等，結合課程設置要求、適應社會需要、企業人才需求、科研項目前沿等，構建內容科學、結構合理的案例庫。比如，針對不同專業、不同需求、不同層次學生，設計相應章節或知識點的《C語言程序設計》課程的案例庫。
二、以案例促實踐，培養學生的學習興趣、自主學習能力、工程實踐能力
初步認知案例，調動學生的積極性，激發學生的學習興趣。課堂上，在講授知識點之前，先給出一個案例，通過多媒體演示運行的狀態，已預習的學生將會對案例有淺顯的認識或者通過教材往往可以得到一定的認知。從案例中尋找知識點，對理論知識概括總結，培養自主學習能力。與傳統的教學模式相比，通過引入案例交互式的教學方法更能讓學生積極主動地參與，真正實現以學生為主體“、做中學”。當然，案例的構建和選擇是非常重要的，要有效地激發學生的興趣，就要求教師精心設計和恰當安排。從初步認識案例，結合學生自主學習教材的知識，他們將會能動地找出相應的知識點，基本領會到這些知識點如何運用。同時，教師可適當地多演示相似的案例，讓學生分組討論，進而總結案例中涉及的基礎理論知識、掌握的基本技能等。通過該方式，能使學生深刻地認識到課堂上所學到的基本知識，達到自主學習能力的培養。反思案例，培養學生的工程實踐能力。按照傳統教學模式，讓學生依據案例所涵蓋的知識點，能寫出同層次水平的新案例，通過分組討論，選擇與實際問題結合緊密、對知識點反饋性強的案例，可以增加到案例庫中，更加激發學生的激情，從成就感中獲得喜悅，進而培養學生的工程實踐能力。
三、以實踐促課堂教學，增強教師授課中理論聯系實踐的意識，培養學生的歸納總結能力，提高學生的基本技能
采取由淺入深、由表及里的實踐練習，為運用技術打下堅實的理論基礎。打破傳統實驗課堂的教學模式，通過對案例的認識和對知識點的挖掘，依據培養目標讓學生自主設計實驗內容，通過實驗課堂分組進行實踐，選拔科學合理、結構清楚、層次多樣的優秀實驗方案，鼓勵學生多思考、多總結、多實踐。收集案例或實踐教學中學生易犯的錯誤或易混淆的知識點，及時反饋、糾正。如前面所說，將實驗課堂上得到的比較優秀的案例添加到案例庫中，這樣不斷改進、優化、更新案例，使教師能在授課中自主地將理論與實踐緊密聯系，從而更好地指導教學內容。挖掘有效的教學手段、教學方法，體現一定的教學藝術，實現“從做中學，從學中做”，培養學生的語言表述能力、綜合分析問題能力、邏輯推理能力和知識歸納總結能力。同時，根據實踐的效果和教學內容安排，可以適當增加開創性課題，開拓思維，將有限的知識通過前沿課題或項目融入學生的第二課堂，培養他們不斷探索和創新思維的能力。四、以理論和實踐促科研項目，教學過程中滲透科學研究前沿知識，讓學生了解相關學科的前沿研究動態，鼓勵和引導學生創新，培養學生具有可持續發展的學習能力、創新能力教學過程中，以學生為主體，教師起主導作用，引導學生積極參與，堅持“以人為本”，注重學生的個性發展，多方位培養學生可持續發展。學習是自身發展的需要，也是社會發展的需要。不斷學習才能適應社會發展，才能滿足企業的需求。有時，企業將學習能力作為衡量人才的重要標準之一。激發學生的潛力，轉變教育觀念，采取一定的措施和策略讓學生將終身學習養成一種良好的習慣。組建以教師為核心的課題研究組，健全學生的人格和素質發展，以扎實的理論知識、極強的實踐動手能力為基礎，使教學與科研完美結合。教師將科研項目分解為學生力所能及的小課題，以老師為指導，選擇能力較強的學生作為課題負責人，組員充分發揮所學理論和技能，以科學合理的方法手段解決問題，培養學生的工程實踐能力，讓學生掌握一定的創新方法，進而更加激發學生的學習興趣，增強學生的學習能力。同時，培養學生查閱資料、文獻的能力，注重培養學生的知識積累和靈活運用意識，以學生的實際應用能力為主要目的，加強學生的知識應用、動手操作、團隊協作、創新創造等能力的培養，以適應社會需求、企業需要的綜合素質強的應用型人才。
四、結語
關鍵詞遺傳算法；TSP；交叉算子
1引言
遺傳算法是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局優化概率搜索算法。總的說來，遺傳算法是按不依賴于問題本身的方式去求解問題。它的目標是搜索這個多維、高度非線性空間以找到具有最優適應值(即最小費用的)的點[1]。
基本遺傳算法是一個迭代過程，它模仿生物在自然環境中的遺傳和進化機理，反復將選擇算子、交叉算子和變異算子作用于種群，最終可得到問題的最優解和近似最優解。
2遺傳算法程序設計改進比較
2.1基本遺傳算法對TSP問題解的影響
本文研究的遺傳算法及改進算法的實現是以C++語言為基礎，在Windows2000的版本上運行，其實現程序是在MicrosoftVisualStadio6.0上編寫及運行調試的。
1)遺傳算法的執行代碼
m_Tsp.Initpop()；//種群的初始化
for(inti=0；i<m_Tsp.ReturnPop()；i++)
m_Tsp.calculatefitness(i)；//計算各個個體的適應值
m_Tsp.statistics()；//統計最優個體
while(entropy>decen||variance>decvar)//m_Tsp.m_gen<100)
{
//將新種群更迭為舊種群，并進行遺傳操作
m_Tsp.alternate()；//將新種群付給舊種群
m_Tsp.generation()；//對舊種群進行遺傳操作，產生新種群
m_Tsp.m_gen++；
m_Tsp.statistics()；//對新產生的種群進行統計
}
2)簡單的遺傳算法與分支定界法對TSP問題求解結果的對比
遺傳算法在解決NPC問題的領域內具有尋找最優解的能力。但隨著城市個數的增加，已沒有精確解，無法確定遺傳算法求解的精度有多高。一般情況下，當迭代代數增大時，解的精度可能高，但是時間開銷也會增大。因此可以通過改進遺傳算法來提高搜索能力，提高解的精度。
2.2初始化時的啟發信息對TSP問題解的影響
1)初始化啟發信息
在上述實驗算法的基礎上，對每一個初始化的個體的每五個相鄰城市用分支界定法尋找最優子路徑，然后執行遺傳算法。
2)遺傳算法與含有啟發信息的遺傳算法求解結果的對比
當城市數增至20個時，用分支定界法已經不可能在可以接受的時間內得到精確的解了，只能通過近似算法獲得其可接受的解。試驗設計中算法的截止條件：固定迭代1000代。表2中的平均最優解為經過多次試驗(10次以上)得到的最優解的平均值，最優解的出現時間為最優解出現的平均時間，交叉操作次數為最優解出現時交叉次數的平均值。
表220個城市的TSP問題求解結果數據
算法交叉操作
次數最優解
出現時間平均
最優解
簡單遺傳算法80244.479.4s1641.8
含初始化啟發信息的GA79000.237.4s1398.9
從表2中可以看出，當初始種群時引入啟發信息將提高遺傳算法的尋優能力。同時縮短了遺傳算法的尋優時間和問題的求解精度。
2.3交叉算子對TSP問題解的影響
1)循環貪心交叉算子的核心代碼
for(i=1；i<m_Chrom；i++)
{
flag=0；
city=m_newpop[first].chrom[i-1]；//確定當前城市
j=0；
while(flag==0&&j<4)
{
sign=adjcity[city][j]；//adjcity數組的數據為當前城市按順序排列的鄰接城市
flag=judge(first，i，sign)；//判斷此鄰接城市是否已經存在待形成的個體中
j++；
}
if(flag==0)//如果所有鄰接城市皆在待擴展的個體中
{
while(flag==0)
{
sign=(int)rand()/(RAND_MAX/(m_Chrom-1))；//隨機選擇一城市
flag=judge(first，i，sign)；
}
}
if(flag==1)
m_newpop[first].chrom[i]=sign；
}
2)問題描述與結果比較
下面筆者用經典的測試遺傳算法效率的OliverTSP問題來測試循環貪心交叉算子的解的精度和解效率。OliverTSP問題的30個城市位置坐標如表3所示[2]。
從表4、圖1中可以看到，貪心交叉算子大大提高了遺傳算法的尋優能力，同時也降低了交叉操作次數。在多次試驗中，貪心交叉算子找到的最優解與目前記載的最佳數據的誤差率為2.7%。而部分匹配交叉算子找到的最優解與目前記載的最佳數據的誤差率高達7%。從而可以得到交叉算子對于遺傳算法
2.4并行遺傳算法消息傳遞實現的核心代碼
1)主程序代碼
//接收各個從程序的最優個體
for(i=0；i<slave；i++)
{
MPI_Recv(Rchrom[i]，chrom，MPI_UNSIGNED，MPI_ANY_SOURCE，gen，MPI_COMM_WORLD，&status)；
}
//計算接收各個從程序的最優個體的回路距離
for(i=0；i<slave；i++)
{
fitness[i]=0.0；
for(intj=0；j<chrom-1；j++)
fitness[i]=fitness[i]+distance[Rchrom[i][j]][Rchrom[i][j+1]]；
fitness[i]=fitness[i]+distance[Rchrom[i][0]][Rchrom[i][chrom-1]]；
}
//找到最優的個體并把它記錄到文件里
for(i=0；i<slave；i++)
{
if(1/fitness[i]>min)
{
sign=i；
min=1/fitness[i]；
}
}
fwrite(&gen，sizeof(int)，1，out)；
for(i=0；i<chrom；i++)
fwrite(&Rchrom[sign][i]，sizeof(unsigned)，1，out)；
fwrite(&fitness[sign]，sizeof(double)，1，out)；
//每九代向從程序發送一個最優個體
if(gen%9==0)
MPI_Bcast(Rchrom[sign]，chrom，MPI_UNSIGNED，0，MPI_COMM_WORLD)；
2)從程序代碼
//將上一代的最優個體傳回主程序
MPI_Send(Rchrom1，chrom，MPI_UNSIGNED，0，gen，MPI_COMM_WORLD)；
//每九代接收一個最優個體并將其加入種群中替換掉最差個體
if(gen%9==0)
{
PI_Bcast(Rchrom2，chrom，MPI_UNSIGNED，0，MPI_COMM_WORLD)；
Tsp.IndiAlternate(Rchrom2)；
}
//進行下一代的計算
Tsp.Aternate()；
Tsp.Generation()；
Tsp.Statistics()；
3)并行遺傳算法的性能
筆者在MPI并行環境下，用C＋＋語言實現了一個解決TSP問題的粗粒度模型的并行遺傳算法。該程序采用的是主從式的MPI程序設計，通過從硬盤的文件中讀取數據來設置染色體長度、種群的規模、交叉概率和變異概率等參數。試驗環境為曙光TC1700機，測試的對象是OliverTSP問題的30個城市的TSP問題。
正如在測試串行遺傳算法所提到的數據結果，并行遺傳算法也沒有達到目前所記錄的最好解，但是它提高了算法的收斂性，并行遺傳算法的收斂趨勢如圖2所示[4]。
圖2遺傳算法的收斂過程
3結束語
本文通過對基本遺傳算法的不斷改進，證明了添加啟發信息、改進遺傳算子和利用遺傳算法固有的并行性都可以提高遺傳算法的收斂性，其中對遺傳算法交叉算子的改進可以大大提高遺傳算法的尋優能力。
參考文獻
[1]劉勇、康立山，陳毓屏著．非數值并行算法－遺傳算法．北京：科學出版社1995.1
[2]IMOliverDJSmithandJRCHolland，Astudyofpermutationcrossoveroperatorsonthetravelingsalesman[C]//ProblemofthesecondInternationalConferenceonGeneticAlgorithmsandTheirApplication，Erlbaum1897：224-230
1.1 課程結構陳舊
現在民辦高職院校采用教學材料中的課程結構往往跟不上時代變化的腳步，甚至遠遠落后與當前的研究形式。而且在講授Java這門實踐性較強的課程，選擇的教學方式非常陳舊，以教師為中心的被動化課堂模式，無法顯示學生的主動性和積極性，這種教學模式根本無法詮釋Java語言的精妙之處。
1.2 教學內容編排存在問題
現階段民辦高職院校的Java程序語言課程教學內容比較單一和落后，教學過程中，教師主要講解一些Java理論性的知識。學生在學習了Java語言這門課程之后，往往對Java只是一個寬泛性的概念理解，對Java語言的實際操作的強大功能沒有切身領會和感受到[2]。
二、java程序設計課程教學質量保證體系構建
2.1 提升教師教學水平
要有效提高Java程序設計課程教學質量，提高教師的教學水平是首要途徑。Java語言的授課教師必須立足自身的優勢和缺陷，取長補短，不斷豐富自身的專業知識，增強專業技能，更新教學觀念，引入創新的教學方法，積極主動參與Java實訓活動，這樣才能在Java課堂教學中游刃有余。
2.2 改革課程結構
課堂教學過程中，遵循“教師為引導，學生為主體”原則，選擇與學生知識水平相符合的教學課程，課程結構要與學生的生活世界緊密結合，以培養學生的上機實操能力為主，讓學生成為課堂上的主體，積極培養學生主動學習能力、動手能力，提高學生的應用創新能力。比如在講授類、圖形用戶界面設計、網絡編程等內容時，筆者特意將教科書的章節打亂，實際教學時由淺入深、循序漸進的講解，適當增加直觀化、生動化的案例解析。
2.3 優化教學內容
Java程序設計課程作為一項跨學科、知識面廣的學科，在課程教學內容上要進行合理優化組合，以符合學生的知識水平和實際生活為主，利用網絡教學資源為學生提供Java程序設計課件、Java案例解析、Java學習論壇等[3]。
三、結束語
關鍵詞：VB實例教學激發性主動性
作為語言程序設計領域的前沿軟件，VB的發展歷史已經很久，相關的技術也比較成熟，由于其簡單易學、功能強大、應用廣泛，因此在很多職業院校都開設了這門課程，我校也在計算機信息與管理、計算機網絡技術以及電子商務等相關專業開設了這門課程。正是由于社會辦學力量的推動和“程序設計”職業的熱衷，現在會VB的人越來越多了，但是我們也應該看到，很多人都局限在“會VB”，而不能靈活的運用，不能用VB完成相應的程序設計，更談不上從事專業編程工作了。在這樣的情況下，作為高職教師的我們，在教學中怎樣才能夠吸引同學們努力主動的學習好VB，這是我們值得探討的問題。雖然我們學生的起點相對來說較低，但以后所從事的工作大多數也是以程序設計操作員為主的，因此筆者認為我們的主要教學目標，不僅是使學生熟悉VB的基本概念，而且還要能夠熟練的掌握一些程序設計的相關技巧和方法，有一定的程序編寫思維能力，并且在今后的教學中同學們能夠積極主動的探索和學習。為了達到這個目的，筆者認為以下幾個方面是我們在教學中值得開展的：
一、注重實例教學
對于一項操作性很強的工作，我們是不可以只講理論的，正如當我們學習游泳的時候，如果教練只是告訴我們每個動作的名稱但不告訴我們這些動作怎么完成，我們是不可能學會游泳的。那么我們在學習VB的過程中也必須結合大量的實例演示，讓同學們真正體會到VB的可視化設計和它的實用性。
在最初接觸這門課程的時候，我們必須先要詳細的介紹各個控件，只有知道每個控件各自的作用以及使用方法以后我們才可以在VB中創造我們自己的程序。在控件介紹和程序設計中我們必須通過實例的演示來讓學生在模仿中學會各個控件的使用和程序的編寫。特別是在程序的編寫方面，我們一定要有相關的實例來讓學生在感性上得到認識。比如在介紹IF……ELSE選擇控制語句的時候，如果我們只是講解單純的語句，學生聽起來覺得比較枯燥，但筆者首先給同學們演示一個通過用戶名和密碼的登錄界面，通過選擇控制語句來確定我們在文本框中輸入的條件是否為真做出判斷，如果為真就登錄到我們所需要的另一個界面，否則彈出一個提示信息框。在演示的過程中，同學們都表現出強烈的好奇心和學習的欲望，思維表現得非常活躍，因為他們覺得這些知識非常有用。在這個時候我們抓住這一特點，首先，講解實現這一程序的基本思路，提出實現思路所需要解決的問題。其次，在程序中講解新語句的使用方法，總結新語句的使用方法和注意事項。這樣的教學使學生很快了解了程序設計的整個過程，并有豁然開朗的感覺，從而產生濃厚的學習興趣。雖然這是一個簡單的編程應用，整個創作過程只用到了簡單的選擇控制語句，但通過此例的學習學生學會了選擇控制語句的使用以及如何設置選擇控制語句，同時也激發了同學們學習程序設計的興趣，從而創作出自己的程序。
目前市面上有很多關于VB的實例教材及各種參考書，但是都比較散而且內容也不是很詳細，所以在講解的時候筆者認為必須對實例進行慎重的選取和必要的修改，力求做到以下幾點：
1、程序結構嚴謹化
筆者所收集的程序除了強調程序的可靠性以外，還要特別強調程序的結構性，即使是一個簡單的實例，也需要做到程序結構的嚴謹化，使之符合大眾的思維，但也要突出自己的特點。比如在講FOR……NEXT等循環語句的時候，一般的都是利用從1累加到另一個固定的數值，來完成我們的循環講解，這樣的語句由于方法是完全一樣的，所以最后的效果也沒有什么吸引力可說。因此，筆者采用了另外一種方式，結合利用文本框輸入的方式，即在兩個文本框中可以輸入任何兩個數，使之從小的數值累加到另一個較大的數值，這樣程序的效果也就更具結構嚴謹的魅力，同學們的感受也就會完全不同。
2、步驟詳細化
因為同學們對新知識的接受，特別象程序設計這樣的知識結構，還是需要一定的過程，因此為了讓學生能夠順利的完成實例，從而在實踐中提高自己的能力，筆者認為對每一個實例的操作步驟都要詳細的板書出來，上機課或是在課余時間學生只要按照程序的操作步驟去做，就可以得到最終的效果，只有這樣同學們才能掌握程序設計的基本思想和相關步驟。
3、方法常規化
在講解的過程中，力求采用最簡單、最容易的方法完成每一個實例，盡量采用常規化的語句，避開一些不容易理解的概念、方法。比如，在利用文件操作對數據錄入以及把錄入的所有數據輸出時，我們可以避開利用Type語句定義自己的數據類型的使用，因為采用Type語句定義，有多少個字段，就會產生多少個相關的成員，在這種情況下同學們就很難想得到這個成員代表的是什么，它的作用是什么，這樣就把程序復雜化了，其實我們完全可以采用簡單的文本框來進行輸入，然后用Input函數輸出就輕松完成了。
二、注重培養學生的實際操作能力
還是以游泳為例，不管我們怎么看別人游泳，但自己卻不下水實踐，我們是永遠都學不會游泳的，那么我們在學習VB語言程序設計的過程中也必須不斷的練習、實踐。
筆者曾擔任了計算機網絡技術兩個班的該門課程的教學，為每周四學時，其中兩學時是筆者的理論講解課，兩學時是上機實踐操作課。由于學生的思想還不夠成熟，自我控制能力相對來說還是比較差，因此自覺性還不夠好，為了監督他們很好的學習、認真的實踐，筆者每次課都留一次作業，第一次就是完全按照筆者的課堂實例上機操作，以加強對本節課課程內容的理解并熟練這些操作技巧，這項作業是必須要上交的，并作為平時成績登記。因為這是這門課程中最基本的知識要點和教學要求，雖然學生不可能每個人都對這門課程有濃厚的興趣，不可能以后都有可能去從事專業的程序設計工作，但是作為計算機專業畢業的學生，筆者希望他們不管以后從事什么樣的職業，對于一些基本的程序設計思想以及常用的計算機軟件操作，至少都能夠體現出來。
在最后的綜合實訓、實踐中，筆者結合同學們所學的知識并引進一些課外的知識實例來彌補課本上沒有的相關內容。比如，我們利用VB做前臺界面的設計，盡量用到所學過的所有控件進行布局、設置，把它們結合起來使用，而用小型的Access數據庫做后臺數據管理來做一個學生成績管理系統，它具備一般的常用功能，即成績的添加、查詢、修改、刪除，用戶的管理等，雖然這個管理系統程序的設計比較簡單，但通過這樣一個小型的綜合實例，就更加讓同學們了解了VB語言程序設計的功能及特點。這是我們VB程序設計教學課程中不可缺少的一個重要環節，只有通過這樣的一個綜合實例，才能把同學們零散學到的知識全部的串聯起來，讓他們感覺到自己所學的知識終于有了一定的成果，他們自己也會感覺很有成就感，也會產生一種利用計算機解決實際問題的強烈愿望，在今后的學習中才能更加有信心和目標。
以上的兩個方面是筆者認為的主要教學方法。采用實例教學的一個重要目的實際上就是為了使課堂生動，提高學生的積極性、主動性。雖
然是實例教學，有很多有趣的程序及相關的小動畫，但是這樣的有趣如果久了，也并不能完全抓住學生的心，因為這些過程進行的場所都是在課堂，課堂生活不可避免的具有一定的單調性，這只是一個方面。另一方面是，筆者要求學生在完成自由獨立創作這一作業以后要相互交流經驗，這種交流我們一般都是在自己班內部進行的，次數多了大家就會覺得似乎還需要加入一些更新的內容，希望與其他班的同學一起探討學習。為了彌補課堂學習和班內交流的不足，筆者有時間就會將兩個班的學生聚集在一起，首先每個班選幾個優秀的作品演示給大家看，并向大家介紹創作的技巧和存在的問題，然后大家一起討論。最后筆者會結合最近的學習內容對設計進行一個總的評說。通過這些活動既可以提高學生的學習興趣，提高他們的專業技能。我們在教學中，實例的運用是提高教學效果的保障，在教學中，我們不防在講解本次課的內容之前，先演示本次課需要用到的實例，這樣既可以調動學生學習的積極性和主動性，也激發了他們的好奇性，這樣也就抓住了同學們“人在教室，心也在教室”。
總之，教學有法，教無定法，只要教學得法。程序設計教學的主要目標是為了使同學們了解編程的基本思想，培養分析問題、解決問題的基本能力。圍繞著這個目標，在保證同學們學習積極性的前提下，按照他們的認知規律組織教學，一切有效的教學方法都可以在我們的教學過程中加以運用，進而使綜合素質得到整體提高，這是VB程序設計課程教學的最終目標。
參考文獻
[1]劉炳文、楊明福、陳定中.全國計算機二級教程VB語言程序設計[M]高等教育出版社.20__.4
