蔡瑞初 郝志峰 溫雯 王麗娟

［摘要］文章從離散數(shù)學教學入手，探討計算機專業(yè)本科學生知識體系構建能力的培養(yǎng)方法。通過分析傳統(tǒng)教學過程中的對學生知識體系構建能力培養(yǎng)的不足，我們提出以目標驅(qū)動、任務驅(qū)動和以知識體系為主線的教學方式，幫助學生提升知識體系構建能力。

［關鍵詞］知識體系目標驅(qū)動任務驅(qū)動離散數(shù)學

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）10-0062-02長期以來，我國的學校教育以知識點為教學內(nèi)容，忽視了知識體系的教學，而在學生知識體系構建能力培養(yǎng)方面則更加不足。這在早期教育資源嚴重不足的情況下，對保證教學效率方面起到了一定的作用。然而，隨著計算機技術長足發(fā)展，傳統(tǒng)的教育思想已經(jīng)難以滿足當前教育的需求，尤其難以滿足計算機學科以應用為導向的教學教育需求。

本研究從布魯納的認知學習理論出發(fā)，結合離散數(shù)學課程及學生特點，從動機驅(qū)動、任務驅(qū)動和教學方法這三個方面提出了提升學生知識體系構建能力的教學方法。相關方法在兩組不同學生的教學中進行比較分析，發(fā)現(xiàn)采用上述若干教學方法的學生在知識體系構建能力方面有顯著優(yōu)勢。

一、為什么要培養(yǎng)計算機專業(yè)學生的知識體系構建能力

首先，從學科發(fā)展角度來說，計算機科學作為一門新興學科,它的知識更新速度與其它學科相比要快得多，而且它在各個領域的應用也是日新月異。這就要求我們在教學中注重學生知識獲取能力的培養(yǎng)，幫助他們建立整個計算機學科領域的知識體系，才能使得他們在快速更新的知識領域前保持不敗之地。

其次，從社會對人才需求的角度來說，自主學習能力已經(jīng)成為衡量人才能力的一項重要標準，而知識體系的構建能力則是自學能力的核心和關鍵。在這種情況下，計算機專業(yè)學生的知識體系構建能力成為企業(yè)人才篩選最為關注的一種能力。

最后，從認知學角度來說，任何學科知識都是具有結構的，反映了事物之間的聯(lián)系或規(guī)律性。教師在教學過程中應該注意使學生掌握學科知識的結構。因為“任何概念、問題或知識，都可以用一種極其簡單的形式來表示，以便使任何一個學習者都可以用某種可認識的形式來理解” 。其中，認知學派重要學者布魯納就反對以強化為主的程序教育，認為引導學生一步步學習只能導致學生的呆死記，不能保證學生在另外一種情境中過運用這些知識。布魯納主張，學習的目的在于以發(fā)現(xiàn)學習的方式，使學科的基本結構轉(zhuǎn)化為學生頭腦中的認知結構，即應該培養(yǎng)學生的知識體系構建能力。

二、如何培養(yǎng)學生的知識體系構建能力

（一）以就業(yè)為動機提升學生構建知識體系的積極性

廣東工業(yè)大學作為廣東省重點工科院校，絕大部分學生畢業(yè)后直接進入相關企業(yè)工作，相關學習過程中存在較大的功利目的。其中直觀體現(xiàn)為：較多學生對離散數(shù)學課程提出以下疑問“離散數(shù)學有什么用？”。其主要原因為：離散數(shù)學作為計算機專業(yè)基礎課程，其較為抽象。這些因素導致學生對離散數(shù)學學習積極性較差。

針對上述現(xiàn)狀，我們以就業(yè)動機為切入點，采取了下面幾個方面的措施幫助學生提升離散數(shù)學課程的學習積極性。

1. 在講授內(nèi)容過程中注意引入公司筆試、面試等相關題目，讓學生了解到離散數(shù)學與實際應用的緊密聯(lián)系。這種策略對于學生提升學生積極性起到了非常好的效果，相關設計到公司筆試和面試等內(nèi)容部分的介紹，學生注意力的集中程度有較大的提升。

2.加強與計算機核心課程的聯(lián)系，讓學生認識到離散數(shù)學學科對于整個計算機學科的重要性。尤其是通過介紹離散數(shù)學與計算機核心課程算法設計與分析的一些內(nèi)在關系，使得學生對很多枯燥的概念有了較好的認識，也提升了學習的積極性。

（二）以任務驅(qū)動方式提升學生知識體系構建能力

在離散數(shù)學的教學過程中，我們學生在課程剛結束時對單個知識點及知識體系具有較好的掌握，但是在第二次上課時卻發(fā)現(xiàn)學生對單個知識點有較好掌握，但是對整個知識體系卻幾乎遺忘。通過與學生談話及課后作業(yè)批改，我們發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象由兩方面引起：1.學生傾向以單個知識點為單位復習，注重基本知識概念的記憶；2.課程相關課后作業(yè)也以單個知識點為考核單位，缺乏對整體知識點的考核。

針對上述情況，我們創(chuàng)新性地在離散數(shù)學課程中引入了課程設計這種大作業(yè)形式的學習任務，并通過平時成績考核的形式引導學生積極對待課程設計。結合離散數(shù)學特性，我們構建了若干種以融合多個知識點為目的的課程設計題目。下面以命題自動推理系統(tǒng)這一課程設計題目為例說明課程設計題目設計的要點。命題自動推理系統(tǒng)的課程設計目標為：寫一個自動推理程序通過輸入特定的已知條件和給定的推理結果，讓程序自動給出命題的推理過程。該題目不僅涉及命題邏輯、謂詞邏輯、推理系統(tǒng)等眾多知識點，還涉及圖論中的遍歷算法等方面。該任務不僅幫助學生構建了各個知識點間的關聯(lián)，還鍛煉了學生相關知識的應用能力。

同時，以任務驅(qū)動方式提升學生知識體系自我構建能力，教師也需要付出更多的精力和時間。學生在完成任務過程中碰到的問題往往是課堂教學沒有碰到的，教師需要學生討論、分析、解決這些新的問題。

（三）以學科知識體系為主線的教學方式

1. 在課程開始、章節(jié)的開頭及結尾以概貌的形式簡要介紹各個知識點及各個知識點所構建的知識體系。上述方法可以讓學生做到先看到森林，然后看到各個樹木，最后再看到整個森林。目標是使得學生對整個知識體系收放自如。

2. 注意抽象出各個知識點間的聯(lián)系與區(qū)別，輔助學生整理整個知識體系。以De-Morgan律為例，De-Morgan律在集合論、命題邏輯、謂詞邏輯等處都出現(xiàn)，通過抽象出De-Morgan律的本質(zhì)，學生對上述三個知識點均獲得了較好的掌握，也一定程度體會到了數(shù)學的抽象之美。

三、培養(yǎng)學生知識體系構建能力教學方法的效果評估

為分析上述教學方法在實際教學應用中的效果，我們對兩組學生分別采取了不同的教學方法。其中，A組學生98人，B組學生101人。由于這兩組學生為同一專業(yè)學生，在前期課程學習等方面沒有顯著差別，因此可以假設這兩組學生的知識體系構建能力在本課程教學前沒有顯著差異。

對于A，B組的學生的教學方法如表1所示。主要來說，對于A組學生，我們特意在動機、教學方式、課外任務這三個方面培養(yǎng)學生的知識體系構建能力，而對于B組學生則沒有特別強調(diào)。教學方法的其它方面，A組學生和B組學生沒有顯著差別。

表1 教學方法對比

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為評估學生的知識體系構建能力，我們在期末考試試卷中，篩選出與知識體系能力構建能力相關的題目，共32分。通過分析這兩組學生在這些題目的成績對學生的知識體系構建能力進行評估。如表2所示，A組學生在知識體系構建能力方面具有顯著的優(yōu)勢，從一定程度上反映了我們采取的提高學生知識體系構建能力方法在實際教學中具有一定的效果。

表2 知識體系構建相關成績分析

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四、結語

計算機科學是一門應用型的、知識高速更新的學科，其學科性質(zhì)決定了其對學生知識體系的構建能力具有較高的要求。我們在教學實踐中，從動機、教學方法及課后任務這三個方面提出了一些針對性措施幫助學生提升知識體系構建能力。相關措施在實際教學中獲得了較好的效果并在相關能力的考核中獲得了驗證。

［參考文獻］

［1］潘懋元，王偉廉.高等教育學［M］.福州:福建教育出版社,2005.

［2］曾碧卿，鄧會敏.培養(yǎng)計算機專業(yè)應用型人才的實踐教學優(yōu)化［J］.計算機教育，2007,（6）.

［3］冼廣銘，曾碧卿，冼廣淋.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的計算機專業(yè)教學改革研究與實踐［J］.中國科技信息，2009,（4）.

［4］龐偉國.論學生的自主學習［J］.華東師范大學學報（教育科學版）,2001,（2）.

［責任編輯：左蕓］