黃瑜岳

摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程經(jīng)驗(yàn)化教學(xué)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，提出了一種結(jié)合云教學(xué)手段的系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)方法，并以一維數(shù)組知識(shí)點(diǎn)為例，闡述如何使用系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中的各種教學(xué)成分，使內(nèi)部事件和外部事件有效互動(dòng)，進(jìn)而提升課程的效率、保證課程的效果、增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的參與，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)；移動(dòng)云教學(xué)；程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）26-0152-03

1 概述

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是一門(mén)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其主要目的是通過(guò)對(duì)C語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)運(yùn)算、函數(shù)、程序結(jié)構(gòu)等的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較好地掌握結(jié)構(gòu)化編程的思想，具備應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的技能，為今后的程序開(kāi)發(fā)奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。但是，在實(shí)際教學(xué)中，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)往往還停留在經(jīng)驗(yàn)化教學(xué)設(shè)計(jì)的階段[1]，“自嗨”式、“放任”式的課堂效率較低。所以，往往是教師辛辛苦苦完成整個(gè)學(xué)期的程序設(shè)計(jì)教學(xué)工作后，學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度并不是令人滿意。這種情況正是目前困惑多數(shù)從事計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)工作教師們的“頭疼”問(wèn)題。

教育心理學(xué)家加涅通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生的過(guò)程及學(xué)習(xí)發(fā)生所需要的內(nèi)、外部條件來(lái)研究教學(xué)，他認(rèn)為教學(xué)是通過(guò)安排一系列符合學(xué)習(xí)者內(nèi)部條件和外部條件（事件）來(lái)促使學(xué)習(xí)的發(fā)生[2]，內(nèi)外事件兩者是相互檢驗(yàn)相互促進(jìn)的關(guān)系。所以，導(dǎo)致這種“頭疼”問(wèn)題的很大部分原因是我們的教學(xué)忽略了內(nèi)部事件和外部事件的交互，即教師的教與學(xué)生的心理獲得之間的交互。教學(xué)設(shè)計(jì)模式被證明是科學(xué)有效的方法，那么，怎樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能達(dá)有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和心理獲得呢？答案系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)，他能科學(xué)合理的組織我們的教學(xué)成分，優(yōu)化整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

2 系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)本身是一個(gè)由學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)材料以及學(xué)習(xí)環(huán)境等成分構(gòu)成的系統(tǒng)，教學(xué)過(guò)程本身也可視為一個(gè)旨在引發(fā)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的系統(tǒng)；因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)堅(jiān)持系統(tǒng)觀，充分重視教學(xué)系統(tǒng)中所有成分所起的重要作用，充分重視這些成分之間的有效互動(dòng)[3]。系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)認(rèn)為教學(xué)過(guò)程包含10大教學(xué)事件，如圖1所示，其中目標(biāo)描述、教的活動(dòng)、學(xué)的活動(dòng)這些可觀察的事件屬于外部事件，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、心理獲得這些看不見(jiàn)的事件屬于內(nèi)部事件，測(cè)試實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)反饋、記憶遷移、小結(jié)復(fù)習(xí)用于幫助教學(xué)開(kāi)展的事件屬于輔助事件，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要精心設(shè)計(jì)和組織這些事件，使他們能有效互動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)。

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該設(shè)計(jì)成教師和學(xué)生共同參與式的。教學(xué)活動(dòng)可以包括描述學(xué)習(xí)目標(biāo)、講授知識(shí)、演示過(guò)程、學(xué)生進(jìn)行練習(xí)、學(xué)生完成活動(dòng)、闡述這部分知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)生進(jìn)行測(cè)試、學(xué)生的反饋和教師對(duì)學(xué)生的反饋、學(xué)生對(duì)內(nèi)容進(jìn)行描述和定性、通過(guò)一定的方法對(duì)內(nèi)容進(jìn)行記憶、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)進(jìn)行總結(jié)等，這些教學(xué)活動(dòng)與上述教學(xué)事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。可以看出系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)非常注重教師和學(xué)生的對(duì)話和共同參與，并不是教師一味“刺激”式的教學(xué)，而是設(shè)計(jì)有效的教與學(xué)的活動(dòng)來(lái)提升學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的輔助活動(dòng)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生將他在教學(xué)過(guò)程中的心理獲得表現(xiàn)出來(lái)，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的積極性，促使主動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)生，這樣教師也能從學(xué)生心理獲得的外化表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)目標(biāo)的達(dá)成情況，并實(shí)時(shí)優(yōu)化和調(diào)整相關(guān)教學(xué)成分，使教學(xué)更適應(yīng)學(xué)生的情況，從而真正提高教學(xué)質(zhì)量。

3 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)

下面以計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中一維數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)為例進(jìn)行系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程按照表1的活動(dòng)順序進(jìn)行。相關(guān)活動(dòng)的開(kāi)展可以結(jié)合時(shí)下流行的藍(lán)墨移動(dòng)云教學(xué)手段。

活動(dòng)1：課程導(dǎo)入（5分鐘）

教師設(shè)計(jì)一個(gè)能關(guān)聯(lián)學(xué)生生活或興趣、能讓學(xué)生能樂(lè)于接受的案例，比如設(shè)計(jì)一個(gè)處理學(xué)生成績(jī)的問(wèn)題，要求學(xué)生在輸入完10個(gè)學(xué)生成績(jī)后求出所有成績(jī)中的最大值、最小值和平均值，并能將數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列顯示。要求學(xué)生用已有的知識(shí)來(lái)給出解決這一問(wèn)題的思路，過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)求最值問(wèn)題完全可以用已有的知識(shí)解決，但是后面對(duì)數(shù)據(jù)排序就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。通過(guò)引導(dǎo)，讓學(xué)生知道原因是因?yàn)?0個(gè)成績(jī)?cè)诔绦蜻\(yùn)行過(guò)程中并沒(méi)有保存起來(lái)，無(wú)法對(duì)他們進(jìn)行進(jìn)一步的處理。這時(shí)就可以導(dǎo)出解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題的方法就是接下來(lái)要介紹的數(shù)組。

活動(dòng)2：教師描述學(xué)習(xí)目標(biāo)（3分鐘）

學(xué)習(xí)目標(biāo)就是學(xué)完本節(jié)知識(shí)后學(xué)生能獲得什么樣的知識(shí)、掌握什么樣的能力，對(duì)于一維數(shù)組知識(shí)點(diǎn)而言，學(xué)習(xí)的目標(biāo)包括以下4點(diǎn)：

（1） 了解什么是數(shù)組。

（2） 掌握一維數(shù)組的定義、初始化以及引用的方法。

（3） 理解數(shù)組在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)形式。

（4） 能利用一維數(shù)組解決一般的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理問(wèn)題。

活動(dòng)3：教師講授知識(shí)（5分鐘）

知識(shí)講授環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)中的外部條件W2，也就是教的活動(dòng)，切忌將所有知識(shí)點(diǎn)一股腦的灌輸給學(xué)生，效果肯定是不好的。應(yīng)該循序漸進(jìn)的講授，比如第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)數(shù)組的概念是相同類型數(shù)據(jù)的集合，不能簡(jiǎn)單的直接告知概念，應(yīng)該配合生活中的例子來(lái)進(jìn)行描述，幫助學(xué)生理解。比如可以將數(shù)組比喻成一列火車(chē)，分為一節(jié)一節(jié)的車(chē)廂，每一節(jié)車(chē)廂大小都是一樣的，里面可以乘坐旅客，每節(jié)車(chē)廂都有一個(gè)編號(hào)，旅客可以通過(guò)編號(hào)在找到對(duì)應(yīng)的車(chē)廂。然后，再引導(dǎo)出數(shù)組的概念，這樣學(xué)生就容易理解數(shù)組的概念。

活動(dòng)4：教師演示過(guò)程（25分鐘）

演示過(guò)程也對(duì)應(yīng)系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)中的外部條件W2，和活動(dòng)3一樣教師是否能設(shè)計(jì)好的案例直接關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，案例一定要由淺入深，否則很容易導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)不懂而產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)效果。在演示過(guò)程中教師先選取一個(gè)相對(duì)比較容易的問(wèn)題展開(kāi)演示，比如，設(shè)計(jì)一個(gè)要求存放3個(gè)學(xué)生成績(jī)的整型數(shù)組，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編程展示給學(xué)生，引出數(shù)組定義的語(yǔ)法格式，再介紹三種初始化數(shù)組的方法并同步演示給學(xué)生，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)是如何初始化到數(shù)組中的。數(shù)組的引用以及數(shù)組在內(nèi)存中的表示形式等內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)在這里就不展開(kāi)了。

活動(dòng)3和活動(dòng)4開(kāi)展的過(guò)程中，按照傳統(tǒng)的課題往往老師問(wèn)學(xué)生是否理解的時(shí)候，學(xué)生的參與性較低，一般都比較害羞，不愿發(fā)聲，頂多部分同學(xué)點(diǎn)點(diǎn)頭，教師很難全面的掌握學(xué)生對(duì)所授內(nèi)容的理解情況。移動(dòng)教學(xué)引入課堂后手機(jī)成為解決這一問(wèn)題的好幫手，課前教師事先把表示對(duì)錯(cuò)的圖片（如圖2）發(fā)給學(xué)生，在課堂上統(tǒng)計(jì)學(xué)生們是否理解的時(shí)候，就可以讓學(xué)生打開(kāi)手機(jī)選擇相應(yīng)的圖片并舉起手機(jī)展示給教師看，教師一眼掃過(guò)課堂就可以根據(jù)屏幕的顏色或圖案了解所授內(nèi)容的理解程度，如果進(jìn)行課堂選擇題的答題也可以采用這一方法，只要事先把表示答案A、B、C、D的圖片發(fā)給學(xué)生即可。

活動(dòng)5：學(xué)生進(jìn)行練習(xí)（15分鐘）

教師根據(jù)演示案例的難度，利用藍(lán)墨云班課APP布置類似題目進(jìn)行課堂作業(yè)進(jìn)行練習(xí)，比如：要求學(xué)生定義一個(gè)保存10個(gè)成績(jī)的浮點(diǎn)型數(shù)組，利用循環(huán)求出這些成績(jī)中的最大值、最小值和平均值。要求學(xué)生在草稿紙上完成程序的編寫(xiě)，然后利用藍(lán)墨云班課的手機(jī)APP將自己的程序拍照后上傳到云班課，由同學(xué)互相匿名批閱給分，教師能查看所有的作業(yè)完成情況。當(dāng)然如果有條件的話，學(xué)生帶筆記本直接在電腦上完成作業(yè)最好，學(xué)習(xí)的體驗(yàn)將更好。

活動(dòng)6：學(xué)生完成活動(dòng)（10分鐘）

教師利用藍(lán)墨云班課手機(jī)APP發(fā)起一個(gè)頭腦風(fēng)暴活動(dòng)保證學(xué)生的參與性，并分5個(gè)學(xué)生一組，活動(dòng)主題是“數(shù)組在使用過(guò)程中需要注意的地方有哪些”。每個(gè)學(xué)生都根據(jù)自己掌握的情況發(fā)表個(gè)人的看法，完成后小組相互之間匿名評(píng)分。

活動(dòng)7：闡述這部分知識(shí)和技能學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)（5分鐘）

教師闡述本節(jié)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，即強(qiáng)調(diào)數(shù)組知識(shí)對(duì)于學(xué)習(xí)編程的意義，主要關(guān)注以下4個(gè)方面：

（1） 關(guān)注目的：想要存儲(chǔ)一批同類型數(shù)據(jù)就要采用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以使程序設(shè)計(jì)變得更加直觀容易理解，而且數(shù)據(jù)保存后能在后期進(jìn)一步處理。

（2） 知識(shí)的前后關(guān)聯(lián)：數(shù)組在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中將大量使用，理解并掌握后對(duì)你以后處理數(shù)據(jù)帶來(lái)很大方便，同時(shí)對(duì)于理解和掌握其他集合的使用具有重要意義。

（3） 信心提升：強(qiáng)調(diào)數(shù)組很容易學(xué)會(huì)，只要你認(rèn)真聽(tīng)，認(rèn)真練習(xí)，沒(méi)有問(wèn)題

（4） 滿意：強(qiáng)調(diào)使用數(shù)組來(lái)解決問(wèn)題后對(duì)比原先的方法，有無(wú)提升。

活動(dòng)8：教學(xué)測(cè)試及評(píng)估（5～10分鐘）

本活動(dòng)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)中的輔助教學(xué)事件，用于測(cè)試評(píng)估本次教學(xué)中學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況?；顒?dòng)可以借助于藍(lán)墨云班課手機(jī)APP的測(cè)試活動(dòng)展開(kāi)，教師課前預(yù)先精心準(zhǔn)備好關(guān)于一維數(shù)組的測(cè)試題，測(cè)試題的選取一定要有代表性且難度與題量恰當(dāng)，可以檢查所授內(nèi)容的掌握情況，由于是理論課使用，所以題型以選擇題和判斷題為主。題目準(zhǔn)備好后通過(guò)藍(lán)墨云班課的web端應(yīng)用提交至藍(lán)墨云服務(wù)器。課上進(jìn)行到活動(dòng)8的時(shí)候教師開(kāi)啟活動(dòng)，學(xué)生在5分鐘內(nèi)完成答題，教師能實(shí)時(shí)查看學(xué)生的答題情況和最后的考核分析，及時(shí)掌握本次課程學(xué)生的掌握情況，學(xué)生也能從評(píng)價(jià)結(jié)果看到自己的所掌握的情況，這樣學(xué)生的心理活動(dòng)就能由內(nèi)到外的抒發(fā)出來(lái)，能很好的激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

活動(dòng)9：學(xué)生的反饋及老師對(duì)學(xué)生的反饋（5分鐘）

要求學(xué)生根據(jù)活動(dòng)6和活動(dòng)7的完成情況談下自己對(duì)于數(shù)組在編程中的作用和價(jià)值與老師和同伴進(jìn)行一種分享，相互之間給出反饋，以加深其對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

活動(dòng)10：用三個(gè)詞定性描述數(shù)組加深記憶（5分鐘）

要求學(xué)生經(jīng)過(guò)以上活動(dòng)后用三個(gè)詞語(yǔ)給出對(duì)于數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的定性描述。

活動(dòng)11：對(duì)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)進(jìn)行小結(jié)（5分鐘）

教師對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，明確數(shù)組是什么、用于解決什么問(wèn)題、在使用時(shí)需要注意哪些問(wèn)題、以及數(shù)組對(duì)于編程的價(jià)值是什么。最后，布置課后編程練習(xí)的作業(yè)，題目如下：

（1） 編程實(shí)現(xiàn)輸入10個(gè)整數(shù)保存在一個(gè)數(shù)組中，要求找出所有的素?cái)?shù)并打印。

（2） 編程實(shí)現(xiàn)輸入10個(gè)數(shù)并將他們前后顛倒排列。

（3） 編程實(shí)現(xiàn)輸入10個(gè)數(shù)后查詢某個(gè)數(shù)所在的位置并顯示。

有條件的學(xué)校，可以將課后編程作業(yè)放到在線評(píng)判（OJ）系統(tǒng)中，讓學(xué)生將寫(xiě)好的代碼上傳到OJ系統(tǒng)，教師就能非常輕松的查看學(xué)生作業(yè)的完成情況和質(zhì)量，學(xué)生也能。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)是一種簡(jiǎn)單有效的教學(xué)設(shè)計(jì)方法，只要掌握了其設(shè)計(jì)過(guò)程，在實(shí)際教學(xué)中就可以靈活運(yùn)用。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程從經(jīng)驗(yàn)化教學(xué)到系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，使教學(xué)的內(nèi)部事件和外部事件進(jìn)行了有效的互動(dòng)，避免了“自嗨”式和“放任”式的教學(xué)。各教學(xué)成分經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)并配合當(dāng)前的云教學(xué)手段后能顯著提升學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，并能有效的將學(xué)生心理獲得外化出來(lái)，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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[通聯(lián)編輯：王力]