李洪安 李占利 杜卓明
[摘要]計(jì)算機(jī)課程具有知識(shí)點(diǎn)零散分布的特點(diǎn),這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)架構(gòu)很難形成整體認(rèn)知,從而造成學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和構(gòu)建綜合性工作任務(wù)能力的缺失。為了培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。本文借鑒面向過(guò)程編程思想的特性,提出“自頂向下”教學(xué)方法,該方法則是基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論而得以實(shí)現(xiàn)。本文方法的具體實(shí)現(xiàn)思想是:將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)按照“自頂向下,逐步細(xì)化”的原則,進(jìn)行模塊化處理,構(gòu)建出知識(shí)架構(gòu)整體,使問(wèn)題以模塊化的方式得以逐步解決。以學(xué)生為中心,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)、構(gòu)建所學(xué)知識(shí)意義的能力。提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的整體設(shè)計(jì)與管理能力,實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建和自主創(chuàng)新能力全面提高的目的。
[關(guān)鍵詞]構(gòu)建主義;面向過(guò)程;構(gòu)建能力;創(chuàng)新能力
0引言
計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都有著至關(guān)重要的作用,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)在高校課程體系中也有著濃墨重彩的意義,加強(qiáng)對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,在充分結(jié)合本專業(yè)特性的同時(shí),利用計(jì)算機(jī)提高自身創(chuàng)新能力的培養(yǎng),這正符合社會(huì)對(duì)復(fù)合型高級(jí)人才的高要求。
計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié),更是大多數(shù)理工科專業(yè)學(xué)生的必修課程,該學(xué)科一般開(kāi)設(shè)于第二學(xué)年,對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),這門(mén)課程通常安排為32個(gè)課時(shí)左右,其中實(shí)踐課時(shí)僅為理論課時(shí)的二分之一。這種排課方式的主要目的是,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)知識(shí)解決專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的能力。然而,目前程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)往往出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:課程抽象、理論性強(qiáng),實(shí)踐課時(shí)少,學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力不足。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)教育普遍停留在“老師填鴨灌輸,學(xué)生被動(dòng)接受”式的傳統(tǒng)教學(xué)模式,然而這樣的模式已經(jīng)很難滿足應(yīng)用型本科院校對(duì)人才培養(yǎng)的需要。同時(shí)計(jì)算機(jī)課程具有知識(shí)點(diǎn)零散分布的特點(diǎn),這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)架構(gòu)很難形成整體認(rèn)知,從而造成學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和構(gòu)建綜合性工作任務(wù)能力的缺失。本文擬采取計(jì)算機(jī)編程中“自頂向下,逐步求精”的基本思想,探討針對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的新型教學(xué)方法,使得學(xué)生既見(jiàn)樹(shù)木,又見(jiàn)森林。從大局著眼,小處著手,提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,從而使教學(xué)質(zhì)量得到提高。
構(gòu)建主義指出學(xué)習(xí)并非是知識(shí)由外到內(nèi)的單一轉(zhuǎn)移和傳遞,更是主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)重要過(guò)程,也即是通過(guò)學(xué)習(xí)者所掌握的新知識(shí)以及舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用,來(lái)充實(shí)、豐富最終改造自己知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程?!巴ㄟ^(guò)解決問(wèn)題的方式達(dá)到學(xué)習(xí)的目的”是構(gòu)建理論中以問(wèn)題作為導(dǎo)向的一種學(xué)習(xí)模式,強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)的過(guò)程放到解決復(fù)雜的且同時(shí)有實(shí)際意義的問(wèn)題情境中,通過(guò)讓學(xué)習(xí)者直觀直接地解決真正的問(wèn)題,來(lái)掌握隱藏在該類問(wèn)題背后的知識(shí),從而形成解決實(shí)際問(wèn)題的技能,同時(shí)提高自主學(xué)習(xí)的能力。
因此,本文借鑒面向過(guò)程編程思想的特性,提出“自頂向下,由教向?qū)W過(guò)度”的教學(xué)方法,該方法則是基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論而得以實(shí)現(xiàn),旨在提高學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)架構(gòu)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。本文方法的具體實(shí)現(xiàn)思想是:首先,將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)按照“自頂向下,逐步細(xì)化”的原則,進(jìn)行模塊化處理,將某具體知識(shí)分為多個(gè)子問(wèn)題,構(gòu)建出知識(shí)架構(gòu);其次。由簡(jiǎn)到繁,循序漸進(jìn),以教師作為主導(dǎo),使得學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)問(wèn)題的細(xì)節(jié)。這樣使得學(xué)習(xí)者,從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),從而達(dá)到知識(shí)獲取與培養(yǎng)能力并重的目的:最后達(dá)到學(xué)生能夠熟練掌握知識(shí)框架,靈活運(yùn)用知識(shí)細(xì)節(jié)解決實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)目標(biāo)。本文方法實(shí)現(xiàn)了由教到學(xué)的過(guò)渡,激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情,培養(yǎng)了學(xué)生多項(xiàng)思維、獨(dú)立且多角度思考、解決問(wèn)題以及自主創(chuàng)新的能力。
1面向過(guò)程編程思想和構(gòu)建性學(xué)習(xí)
在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中,授課者在教學(xué)最初時(shí),會(huì)首先為學(xué)習(xí)者分別講解所需要學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的概念以及其原理,而后再讓其進(jìn)行一定的練習(xí),同時(shí)嘗試解答一些相關(guān)的習(xí)題。而構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論,則是對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)認(rèn)知理論的一項(xiàng)重大發(fā)展,其被譽(yù)為當(dāng)代教育心理學(xué)的一場(chǎng)革命。構(gòu)建主義的主要思想強(qiáng)調(diào):意義不是獨(dú)立于個(gè)體而存在,個(gè)體的知識(shí)則是由個(gè)人構(gòu)建而成。而理解事物的關(guān)鍵則取決于該事物本身H,事物的感覺(jué)刺激對(duì)個(gè)體本身并沒(méi)有太大意義。意義是構(gòu)建而成的,它取決于個(gè)體原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景。由于個(gè)體不同,原有的經(jīng)驗(yàn)也不同,而不同的個(gè)體對(duì)于同一種事物也會(huì)有不同的理解,因此,從目前的實(shí)際情況來(lái)看,針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的不足而提出構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論具有很實(shí)際的意義。傳統(tǒng)的教學(xué)弊端主要有:教學(xué)內(nèi)容不完善、教師自身惰性強(qiáng)以及教學(xué)手段過(guò)于單調(diào)等。如何減少在校學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活之間的差異,從而靈活教學(xué),是構(gòu)建主義者普遍關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題。
面向過(guò)程編程思想的核心是功能分解。將復(fù)雜問(wèn)題按“自頂向下,逐步求精”原則進(jìn)行模塊化處理,將其分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題的組合,針對(duì)每一簡(jiǎn)單問(wèn)題,以數(shù)據(jù)為中心功能設(shè)計(jì)算法,最終形成整個(gè)程序,這樣的程序通常包含一個(gè)主模塊以及若干個(gè)子模塊。在面向過(guò)程的語(yǔ)言中,模塊是通過(guò)“函數(shù)”來(lái)得以實(shí)現(xiàn)的,而函數(shù)是程序的一個(gè)基本單位,因此,解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題的基本步驟可以描述為:(1)將某一特定問(wèn)題分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的功能“模塊”;(2)根據(jù)不同功能模塊設(shè)計(jì)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):(3)編寫(xiě)諸多函數(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,最終的程序則由這些函數(shù)構(gòu)成。這就是面向過(guò)程編程思想。
結(jié)合構(gòu)建主義和面向過(guò)程編程思想的特性來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué),使得問(wèn)題在學(xué)習(xí)的過(guò)程中得以解決。教師可根據(jù)所學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出具有一定價(jià)值和意義的問(wèn)題,讓學(xué)生去主動(dòng)思考并嘗試解決。在此過(guò)程中,教師可提供相應(yīng)的引導(dǎo),組織學(xué)生討論、合作,但這都應(yīng)以不妨礙學(xué)生獨(dú)立思考為前提。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)習(xí)者需要綜合使用已經(jīng)掌握的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)適當(dāng)結(jié)合了解到的新知識(shí)經(jīng)驗(yàn),這些新知識(shí)經(jīng)驗(yàn)可以是通過(guò)查閱有關(guān)資料而得到。從而做出合理的推論,全面分析、解釋當(dāng)前問(wèn)題,形成自己獨(dú)有的假設(shè)以及解決方案。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生便可構(gòu)建起與此相應(yīng)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上。教師可再提煉和概括,使學(xué)生所構(gòu)建的知識(shí)更明確和更有系統(tǒng)性。此類方法有利于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、創(chuàng)造性思維以及解決問(wèn)題的能力,并形成自主學(xué)習(xí)的能力,提高學(xué)習(xí)興趣。
2基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的“自頂向下”教學(xué)法
我國(guó)教學(xué)資源和條件有限,如何實(shí)施基于構(gòu)建主義的學(xué)習(xí)模式,從而提高教學(xué)質(zhì)量,在構(gòu)建主義學(xué)習(xí)觀的基礎(chǔ)上,本文提出結(jié)合面向過(guò)程編程思想的“自頂向下”教學(xué)方法。其核心思想是,在教學(xué)中以問(wèn)題為導(dǎo)向和線索,建立相應(yīng)的知識(shí)框架,使學(xué)生逐步掌握知識(shí)細(xì)節(jié),通過(guò)如下過(guò)程完成教學(xué)活動(dòng):
2.1建立相應(yīng)知識(shí)框架,設(shè)計(jì)特定問(wèn)題
所有的問(wèn)題都同時(shí)是知識(shí)與技能的共同載體,因此在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí),必須得同時(shí)滿足契合教學(xué)內(nèi)容、符合學(xué)習(xí)者的特征,且同時(shí)能夠突出所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。用問(wèn)題形成知識(shí)點(diǎn)的整體框架,在宏觀上讓學(xué)生掌握整體知識(shí)。問(wèn)題與將要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)緊密聯(lián)系,問(wèn)題的設(shè)置要使知識(shí)點(diǎn)之間形成一個(gè)整體,讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中掌握系統(tǒng)知識(shí)、技能與解決方法,理解所學(xué)知識(shí)的用途,以及各個(gè)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)。
2.2分析解決問(wèn)題的思路,逐步掌握知識(shí)細(xì)節(jié)
通過(guò)分析,提出解決問(wèn)題的思路主要是,總結(jié)所需知識(shí)點(diǎn),說(shuō)明將要學(xué)習(xí)知識(shí)的用途。首先,讓學(xué)習(xí)者從感性認(rèn)知方面對(duì)該知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生濃厚興趣,然后通過(guò)興趣和目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)或某些方法和措施,激發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)加深學(xué)習(xí)者對(duì)該門(mén)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的深刻理解,最終達(dá)到培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的積極性以及主動(dòng)性。在問(wèn)題分析的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注對(duì)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)意識(shí)的培養(yǎng)。
2.3通過(guò)拆分、實(shí)際解決相關(guān)問(wèn)題講授相關(guān)知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生能夠全面掌握知識(shí)
在解決問(wèn)題的過(guò)程中,可以把復(fù)雜問(wèn)題分解為“子問(wèn)題”逐步細(xì)化,直至分解出所要講解的知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)細(xì)化問(wèn)題,可使學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn);通過(guò)子問(wèn)題的整合,可加深學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系的理解程度,更好的掌握知識(shí)框架。通過(guò)解決問(wèn)題的過(guò)程,教師可將知識(shí)點(diǎn)自然的滲透其中。在這一步中可以增強(qiáng)授課者和學(xué)習(xí)者之間的互動(dòng),通過(guò)各種互相問(wèn)答的方式,更好的引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對(duì)該問(wèn)題主動(dòng)、客觀地思考,最終達(dá)到使得學(xué)習(xí)者能夠舉一反三,以此類推,深入掌握相應(yīng)知識(shí)體系的目的。
2.4通過(guò)解決類似問(wèn)題,幫助學(xué)生鞏固所學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn),從而提高學(xué)生的解決問(wèn)題和創(chuàng)新的能力
雖然傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在諸多問(wèn)題,但也并非全都無(wú)用。課上“教”的活動(dòng)完成后,要讓學(xué)生真正實(shí)踐,否則極易導(dǎo)致學(xué)生形成眼高手低的壞習(xí)慣。通過(guò)實(shí)際操作或者分析解決某些特定問(wèn)題等形式給學(xué)生一個(gè)類似問(wèn)題,包含與課上所授知識(shí)點(diǎn)相類似但又不相同的知識(shí)點(diǎn)最好,讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)查找資料來(lái)解決問(wèn)題,以此培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。
3小結(jié)
美國(guó)著名教育家杜威認(rèn)為最成功的教學(xué)方法就是“讓學(xué)生去做事情,而非讓他們學(xué)東西”。以學(xué)生為中心,以問(wèn)題為主導(dǎo),依據(jù)“自頂向下”原則,將原有復(fù)雜問(wèn)題細(xì)化為多個(gè)小問(wèn)題,使學(xué)生掌握知識(shí)框架,在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握知識(shí)細(xì)節(jié)。這種方式,使得學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí),又提高了解決問(wèn)題的能力,這與教育家杜威所說(shuō)的教學(xué)思想一致。因此,完整、科學(xué)地掌握本文辦法,必將促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新問(wèn)題的能力,從而提高計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量。
[責(zé)任編輯:楊玉潔]