斯金納教學理論在程序設計課程中的應用

摘要：本文以筆者多年的教學經驗為基礎，結合斯金納的教學理論和小步子原則，探討了這種教學理論在C語言程序設計課程中的具體應用。

關鍵詞：斯金納；程序教學；小步子原則；直線式程序教學模式

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1斯金納教學理論

B·F·斯金納是美國著名的教學心理學家。他通過動物實驗建立了操作行為主義的學習理論，并據此提出了程序教學理論及其教學模式。斯金納認為，所謂教育就是塑造行為，通過塑造來促使某種行為反應，并采取“逐步逼近法”，通過一系列逐漸接近最終行為的各種反映來塑造某種行為。為此斯金納提出了編制程序教學的流程應遵循如下原則：積極反應原則、小步子原則、即時反饋原則、自定步調原則、低錯誤率原則；并提出了直線式程序教學模式。

小步子原則和直線式程序教學模式的基本思想是：將教學內容按內在的聯系分解成一步一步相關的教學程序，并為此組織一系列相關的材料，將這些材料一步一步、由易到難的呈現，盡可能的減小各步之間的難度，這樣前一步的學習為后一步的學習作鋪墊，后一步學習在前一步學習的基礎上進行。只要兩個步子之間的難度相差較小，

學習者的學習過程將比較簡單，學習內容也比較容易接受，并建立起自信，從而促使學生主動、積極地學習。

2教學設計

“C語言程序設計”課程是學生的第一門程序設計類課程，因此幫助學生建立程序設計的思想尤為重要。筆者在多年講授此門課程的基礎上，結合斯金納的小步子原則和直線式程序教學模式的基本思想，設計了一些一步一步分解的案例，以下闡述其中的一個與循環相關的例子。

(1) 提出問題

利用級數和的計算公式 ，計算圓周率 。

在講解循環時，這是一個典型的案例。在講解了循環的基本概念后，將此題展示出來，學生初看此題，一般會覺得有點難度，無從下手。為此按照斯金納的小步子原則和直線式程序教學的模式，先拋開此問題，轉而從另一些簡單的問題入手，逐步向這個問題靠攏，直至解決這個問題。

(2) 計算級數的和：1 + 2 + 3 + 4 …… + n

在提出此問題后，提示學生這就是一個單層循環，只要不斷的進行累加動作，即可輕松解決，設置1個存儲累加和的變量sum，并將其初始值設為0；設置1個控制循環的變量i，其值的變化過程就是級數的各個項的值1、2、…、n，循環的次數就是級數的項數，每循環1次，將循環變量i的當前值累加到和sum 中，循環結束后sum 中存放的就是級數的和。代碼如下：

#include＜stdio.h＞

void main(void)

{

int i;/* 定義整型循環變量 */

float sum=0.0;/* 定義并初始化累加和 */

int n;

printf(\"n=? \");

scanf(\"%d\"，n);/* 輸入項數*/

for(i=1;i＜=n;i++)/* 循環條件 */

{

sum = sum+i;/* 不斷累加 */

}

printf(\"sum=%f\ \"，sum);/* 輸出累加和 */

}

(3) 計算級數的和：1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 …… + 1/n

在解決了上一個問題后，及時地進行總結，以強化學分析此題，無非是將每一項i變為 1/i，即可解決，使用多媒體教學即可當堂修改程序，并運行程序，當學生看到程 序的結果(1)不正確時，及時地強化另一個概念，即類型問題，即1/i為整型，因此從第二項以后的結果為整型0，必須將其中的一個改為浮點型，如果將int i;改為float i;，則不利于循環，可將1/i改為1.0/i，即可解決，代碼如下：

#include＜stdio.h＞

void main(void)

{

int i;/* 定義整型循環變量 */

float sum=0.0;/* 定義并初始化累加和 */

int n;

printf(\"n=? \");

scanf(\"%d\"，n); /* 輸入項數*/

for(i=1;i＜=n;i++) /* 循環條件 */

{

sum = sum+1.0/i; /* 不斷累加 */

}

printf(\"sum=%f\ \"，sum);/* 輸出累加和 */

}

(4) 計算級數的和：1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + …… + 1/n

解決了上一個問題后，再分析此題，無非是產生跳躍，即隔項累加，這也簡單，將循環的步長設為2，即將循環的for(i=1;i＜=n;i++)語句改為for(i=1;i＜=n; i=i+2)，即可解決。

(5) 計算級數的和：1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + …… 1/n

解決了上一個問題后，繼續分析此題，必須解決正負相間的問題，如何解決這個問題呢？此時可以為學生提供2個案例，一是電燈的開關，按一次為“開”，則再按一次為“關”，并具有不斷反復的功能；二是負負得正的特性，即如果有一個值為-1的數，乘以數值-1后，其值變為1，在此基礎上再乘數值-1，值又變為-1。那么學生很快即可推倒出結論，即每一次都在前一次的基礎上乘數值-1，即可解決正負相間的問題。在學生的思想有了一些火花后及時地提出實現此思想的技術手段，為此在程序中增加一個變量sign，設其初值為-1，在循環中增加語句sign= -sign，那么在循環的控制下，此變量sign實現了正負相間，代碼如下。

#include＜stdio.h＞

void main(void)

{

int i;/* 定義整型循環變量 */

float sum=0.0;/* 定義并初始化累加和 */

float sign=-1;

int n;

printf(\"n=? \");

scanf(\"%d\"，n); /* 輸入項數*/

for(i=1;i＜=n;i=i+2) /* 循環條件、步長為2 */

{

sign = -sign;/* 正負相間 */

sum = sum+ sign*(1.0/i);/* 不斷累加 */

}

printf(\"sum=%f\ \"，sum);/* 輸出和 */

}

(6) 回到原始的問題，計算圓周率

在帶領學生逐個解決上述問題后，回到原始的問題，此時學生立刻會得出結論，將上述代碼中的語句printf(\"sum=%f\ \"，sum);改為printf(\"sum=%f\ \"，4*sum);，即可解決。

3結束語

教師在進行教學前，應仔細地考慮在特定的時間里計劃教學的內容是什么，其次要考慮有哪些可以利用的案例。同時應盡可能做到：所選案例可以調動學習者在學習過程中強烈的興趣；同時在學習過程中及時進行強化，并給予學生鼓勵，接著將非常復雜的行為模式逐漸精致地分解為較小的單位或步驟，也就是把教學目標進行具體分解，確定每個步驟所保持行為的強度，以使強化的效果提高到最大限度。教師應盡可能集中精力設計“小步子”，提出適應程度不同的學生的學習要求，并做到及時反饋?！敖档推露取?，“及時反饋”等，體現了直線式程度教學思想。

以上是筆者在教學過程中，結合斯金納的小步子原則和直線式程序教學模式的基本思想，設計出的一步一步分解的案例。以這種教學模式，既降低了學習的難度，又增加了學生的信心，從而調動學生進行積極的思考。

參考文獻：

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