“做中學(xué)”模式在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的探索

摘 要 在分析“做中學(xué)”教學(xué)模式適用于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的原因的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步闡述了作者對計(jì)算機(jī)教學(xué)中采用“做中學(xué)”的一些認(rèn)識(shí)，包括科學(xué)訓(xùn)練與教育理念并重、開放性問題以及適合“做中學(xué)”的課程的特點(diǎn)等。最后介紹了在計(jì)算機(jī)碩士研究生課程——“實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”中采用“做中學(xué)”的做法和經(jīng)驗(yàn)得失。

關(guān)鍵詞 做中學(xué)教育理念角色計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革

“做中學(xué)”是美國教育家杜威提出來的一種教育思想，主張兒童親歷探究過程，建立與真實(shí)世界的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)兒童從一個(gè)被動(dòng)的觀察者到一個(gè)積極的實(shí)踐者的轉(zhuǎn)化，兒童通過自己的活動(dòng)，逐步形成對世界的認(rèn)識(shí)。由于符合學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，“做中學(xué)”已成為貫穿近100年來教育改革的一個(gè)重要思想，在布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法和當(dāng)前的建構(gòu)主義教學(xué)改革中都有深刻的體現(xiàn)，許多國家紛紛制定“做中學(xué)”科學(xué)教育計(jì)劃，進(jìn)行系統(tǒng)的研究和實(shí)踐探索。

1 “做中學(xué)”可以作為我國計(jì)算機(jī)教學(xué)模式的一種補(bǔ)充

目前我國計(jì)算機(jī)教育面臨的尷尬境地：雖然就業(yè)空間很大，但是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢不斷下降，就業(yè)單位的層次和待遇不斷下滑。其主要原因之一，在于單一的傳授式教學(xué)方法使計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)沒有特色。對于應(yīng)用性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)而言，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與普及，會(huì)計(jì)算機(jī)已經(jīng)不再是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生獨(dú)有優(yōu)勢的情況下，計(jì)算機(jī)類學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)是非常重要的。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，我們只能望洋興嘆！用人單位也常常抱怨二次培養(yǎng)成本太高。

“做中學(xué)”思想在一定的范圍內(nèi)給我國計(jì)算機(jī)教育問題提供了解決思路。杜威認(rèn)為人類獲得解決問題探究能力才是最重要的，而這種能力的培養(yǎng)應(yīng)該通過科學(xué)方法的訓(xùn)練來獲得。杜威把這種科學(xué)方法分為五步，同時(shí)他認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)的要素與科學(xué)思維的要素應(yīng)當(dāng)相同，并由此提出了相應(yīng)的“思維五步”或“問題五步”教學(xué)：第一，學(xué)生要有一個(gè)真實(shí)的經(jīng)驗(yàn)情境——要有一個(gè)對活動(dòng)本身感興趣的連續(xù)的活動(dòng)；第二， 在這個(gè)情境內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)的問題， 作為思維的刺激物；第三， 他要占有知識(shí)資料， 從事必要的觀察， 對付這個(gè)問題；第四， 他必須負(fù)責(zé)一步一步地展開他所想出的解決問題的方法；第五， 他要有機(jī)會(huì)通過運(yùn)用來檢驗(yàn)他的想法， 使這些想法意義明確， 并且讓他自己去發(fā)現(xiàn)它們是否有效。同國外一樣，目前我國計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)還是理論偏多，而企業(yè)講求的是實(shí)際的解決方案，要想把抽象的理論與實(shí)踐相結(jié)合，化作能解決實(shí)際問題的方案，必須使學(xué)生變“被動(dòng)”學(xué)習(xí)為“主動(dòng)”學(xué)習(xí)，杜威的“做中學(xué)”就順應(yīng)了這個(gè)要求。

2 采用“做中學(xué)”模式需要重視的幾個(gè)問題

2.1 “做中學(xué)”的開放性

不同歷史時(shí)期或同一時(shí)期不同的學(xué)科，任何一種新的認(rèn)知過程或?qū)W習(xí)范式的建立不是研究者憑空杜撰的，也不是絕對的“拿來主義”，而必須有一個(gè)“揚(yáng)棄”的過程。因此“做中學(xué)”模式具有開放性。所以在進(jìn)行計(jì)算機(jī)類課程的教學(xué)時(shí)，我們只能借鑒“做中學(xué)”的“思維五步”，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)，在這個(gè)過程中需要注意：

* 側(cè)重于“做”，而且是學(xué)生自己動(dòng)手“做”。

* 結(jié)合課程的具體內(nèi)容，教師要處理好“做”的對象、“做”的方法以及在“做”的過程中如何學(xué)習(xí)的問題。

* 教師通過一個(gè)具體的項(xiàng)目或一個(gè)課題作為科學(xué)訓(xùn)練的場境。

2.2 科學(xué)訓(xùn)練與教育理念并重

在不同的教學(xué)模式下，教師和學(xué)生的角色特點(diǎn)不盡相同。傳授式教學(xué)中，一切以既定知識(shí)為中心進(jìn)行講授，學(xué)生按照老師的安排進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，老師和學(xué)生分別處于主導(dǎo)和被動(dòng)地位。而“做中學(xué)”完全改變了傳統(tǒng)教育，教師不再是權(quán)威或主導(dǎo)者，而是支持者和參與者，正如美國學(xué)者小威廉姆·E. 多爾所言，教師和學(xué)生之間的關(guān)系應(yīng)更少地體現(xiàn)為有知識(shí)的教師教導(dǎo)無知的學(xué)生，而更多地體現(xiàn)為一群個(gè)體在共同探究有關(guān)課題的過程中相互影響。

“做中學(xué)”的認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)是實(shí)用主義，根據(jù)這個(gè)哲學(xué)觀點(diǎn)的要求，既然科學(xué)方法能有效解決問題，那就按科學(xué)方法的步驟開展教學(xué)。但僅此而已是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們還必須要貫徹教育理念，教育理念是教育的“靈魂”。在“做中學(xué)”模式中，作者認(rèn)為教師的角色不只是營造一種新的學(xué)習(xí)氛圍，給學(xué)生建立一個(gè)“主動(dòng)、合作、探索和創(chuàng)新”的“寬松”科學(xué)訓(xùn)練環(huán)境，更重要的是需要貫徹“做中學(xué)”的教育理念——科學(xué)探究和科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)（Scientific Discovery Learning）：

* 科學(xué)探究。傳統(tǒng)教學(xué)模式使學(xué)生過分關(guān)注科學(xué)知識(shí)和研究結(jié)果，讓學(xué)生誤認(rèn)為：讀書聽課是獲取知識(shí)的最重要方式；學(xué)生只需要努力爭取好分?jǐn)?shù)就算成功；獲取知識(shí)與實(shí)際操作可以互相分離等。而“做中學(xué)”強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過親身經(jīng)歷探究以獲取知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)思想觀念，學(xué)習(xí)科學(xué)方法。因此要讓學(xué)生們理解“做中學(xué)”的科學(xué)探究理念，即注重親身體驗(yàn)，并把所掌握的知識(shí)，比如需求分析、任務(wù)書書寫、測試等過程中掌握的知識(shí)同他們所掌握的知識(shí)聯(lián)系起來，達(dá)到解決新問題的目的。因此重在“做”，而不僅僅是聽到和記住有關(guān)的知識(shí)或結(jié)論。

* 科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式通過新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間多次交互作用來實(shí)現(xiàn)。具體而言，在“做中學(xué)”中，老師不直接給出答案，而是讓學(xué)生自己去探索，學(xué)生用已有經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)去解決新問題，如果成功，則原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到豐富和充實(shí)。反之，調(diào)整解決思路。因而在“做中學(xué)”中，學(xué)生要堅(jiān)持自主性和客觀性，敢于發(fā)表自己的見解，培養(yǎng)與人合作和溝通的能力。

2.3 “做中學(xué)”并不適合所有的計(jì)算機(jī)課程

“做中學(xué)”以實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，并不是所有的計(jì)算機(jī)類課程都適合于該教學(xué)模式。作者認(rèn)為具有以下特點(diǎn)的課程適于采用“做中學(xué)”模式進(jìn)行教學(xué)：

* 工程性強(qiáng)。學(xué)生通過這類課程的學(xué)習(xí)，能駕馭與本課程相關(guān)的一些工具的使用，而這些工具在將來的工作中比較常用，比如DPS產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等。學(xué)生就業(yè)后，用人單位只需要付出少量的培訓(xùn)資本。這類課程以硬件課為代表。

* 理論深度不高但系統(tǒng)性強(qiáng)的課程。通過這些課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能清晰理解，解決有多人參與的系統(tǒng)問題所需的一套科學(xué)方法和標(biāo)準(zhǔn)，并通過實(shí)踐增強(qiáng)溝通和協(xié)作能力。同時(shí)這套科學(xué)方法又能夠用來解決相似問題。軟件工程和測試等課程具有這樣的特點(diǎn)，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很有可能造成學(xué)生只見樹木不見森林，或者是一知半解，甚至誤解。

* 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比理論相對重要的課程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為多個(gè)層次，這類課程處于硬件和應(yīng)用軟件之間，它們是其他課程的基石，比如操作系統(tǒng)等。這類課程掌握以后，學(xué)生可以以不變應(yīng)萬變，在職業(yè)競爭中處于不敗之地。

3 “做中學(xué)”教學(xué)模式與計(jì)算機(jī)教學(xué)的結(jié)合

“實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”是廈門大學(xué)計(jì)算機(jī)系為碩士研究生開設(shè)的選修課程，采用的教科書是卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)軟件工程研究所推薦教材——《并發(fā)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)》。這是一門理論較少，實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的課程。學(xué)生只要真切地理解和熟練掌握實(shí)時(shí)系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)方法后，就能學(xué)以致用，很快上手工作。因此我們采用“做中學(xué)”模式進(jìn)行教學(xué)，做法如下：

（1） 在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中堅(jiān)持貫徹“科學(xué)探究”和“科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”的理念。

（2） 授課時(shí)間和項(xiàng)目實(shí)踐時(shí)間（教師參與的情況下）之比為3∶7。

（3） 以軟件工程的要求來組織學(xué)生。

（4） 選擇CODARTS方法作為學(xué)習(xí)重點(diǎn)，不再一一講解教材內(nèi)容。考慮到研究生新生掌握的先修知識(shí)參差不齊，教師適時(shí)地補(bǔ)講所需的基礎(chǔ)知識(shí)（比如調(diào)度算法、中斷、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等），然后以汽車自動(dòng)行駛系統(tǒng)為例介紹CODARTS設(shè)計(jì)方法。

（5） 選擇規(guī)模適中的項(xiàng)目（比如自動(dòng)化產(chǎn)品檢測生產(chǎn)線）讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。給學(xué)生指出設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的方法除了CODARTS外，還有ADARTS、DARTS、O-O等，讓學(xué)生自己在反復(fù)實(shí)踐中體會(huì)這些主要方法的優(yōu)、缺點(diǎn)，并熟練掌握一種適合自己的一套設(shè)計(jì)方法。在項(xiàng)目實(shí)踐開始之初，根據(jù)課題工作量的大小，把學(xué)生分成一個(gè)或多個(gè)小組，每個(gè)小組至少三人，每位學(xué)生都分配有相應(yīng)的工作，通過交流學(xué)習(xí)，學(xué)生能完成任務(wù)。小組之內(nèi)和小組之間，定期開展討論。

（6） 項(xiàng)目由一些相對獨(dú)立的環(huán)節(jié)組成，比如需求分析、環(huán)境分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。教師提示每個(gè)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)，由學(xué)生想辦法完成任務(wù)，并由教師驗(yàn)收，通過的才能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，否則重來。

（7） 小組內(nèi)所有成員的成績都是一樣的。

“實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”課程，目前已在兩屆計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生中采用了“做中學(xué)”教學(xué)模式，體會(huì)如下：

（1）學(xué)生的工程能力，包括實(shí)踐、自主、創(chuàng)新和溝通能力有較大的提高。教師常常還能從學(xué)生那里得到許多有益的啟示。

（2）教師和學(xué)生的角色確實(shí)有很大的轉(zhuǎn)變。具體而言，在“做中學(xué)”模式下，教師的角色任務(wù)是：鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐；引導(dǎo)學(xué)生樹立合作意識(shí)，協(xié)調(diào)學(xué)生的個(gè)體獨(dú)立性和團(tuán)隊(duì)精神之間的矛盾；加強(qiáng)學(xué)生“問題意識(shí)”和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，使學(xué)習(xí)過程符合計(jì)算機(jī)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；幫助學(xué)生從學(xué)生到學(xué)習(xí)者的過渡，使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生適應(yīng)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)——“終身學(xué)習(xí)”。而計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的角色任務(wù)是：自主實(shí)踐，視教師為參與者，把精力從分?jǐn)?shù)上轉(zhuǎn)移到解決問題的過程上，形成科學(xué)的解決方法和理念；了解全局知識(shí)；樹立團(tuán)隊(duì)精神，培養(yǎng)溝通、正確表達(dá)想法和理解他人工作的能力。

（3）“做中學(xué)”模式下，需要不斷探索或改進(jìn)才能找到更適合課程特點(diǎn)的教學(xué)組織方式。比如在第一屆學(xué)生中，我們介紹了實(shí)時(shí)系統(tǒng)的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)方法，而在第二屆學(xué)生中，我們只介紹CODARTS方法，其他的方法由學(xué)生自學(xué)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)后者教學(xué)效果更好。

（4） 由于多年受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，“做中學(xué)”模式下教師和學(xué)生角色的定位及“做中學(xué)”理念的執(zhí)行，不時(shí)走形。因此教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，必須要堅(jiān)持，并時(shí)常提醒自己。

4 總結(jié)

筆者在兩屆計(jì)算機(jī)碩士選修課程——“實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”中嘗試使用“做中學(xué)”進(jìn)行教學(xué)。體會(huì)最深的有兩點(diǎn)：第一，除了科學(xué)訓(xùn)練法外，更重要的是貫徹“做中學(xué)”科學(xué)的教育理念，后者是工科教師最容易忽略的；第二，不是所有的計(jì)算機(jī)課程都適合采用“做中學(xué)”，而且“做中學(xué)”模式下，需要不斷探索或改進(jìn)才能找到更適合課程特點(diǎn)的教學(xué)組織方式。從教學(xué)效果看，在“實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”中采用“做中學(xué)”，學(xué)生的工程能力得到了明顯提高。目前計(jì)算機(jī)專業(yè)已經(jīng)成為我國高等教育的最大專業(yè)，傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端也是眾所周知的，作者真切地希望更多的人加入計(jì)算機(jī)教革中，更好地為我國計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張建偉，孫燕青. “做中學(xué)”到建構(gòu)主主義——探究學(xué)習(xí)的理論軌跡.教育理論與實(shí)踐， 2006，26（4）：35-39.

[2] 秦旭芳，龐麗娟.“做中學(xué)”科學(xué)教育的主要理念.湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，3（6）：35-38.

[3] 王云，王紫瑤. 從企業(yè)用人談研究生培養(yǎng).計(jì)算機(jī)教育，2005，6.

[4] 徐學(xué)福. 找尋迷失的人性：探究學(xué)習(xí)的終極關(guān)懷——柏拉圖“回憶”學(xué)習(xí)、杜威“做中學(xué)”與建構(gòu)學(xué)習(xí)比較.廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2004，40（4）：80-84.

[5] 秦旭芳，龐麗娟.試論“做中學(xué)”科學(xué)教育的文化境脈與學(xué)生身份.比較教育研究，2005，5.