基于范例教學的應用探究

陳志文

筆者在教學Pascal語言基礎時，以學生喜愛的動畫故事《喜羊羊與灰太狼》為情境，精心選擇有代表性的基礎知識設計了生動形象的典型范例，組織學生開展學習探究活動，引導學生完整體驗設計程序解決范例問題的過程，用較少的時間在學生頭腦中建立起較清晰的知識脈絡，初步形成程序設計的思想和方法，收到了較好的效果。

● 遷移式范例：從易入難，培養學生舉一反三的能力

程序語言只是解決問題的一個工具，教師在教學時必須注重充分挖掘程序語言背后的方法和原理，引導學生對所學知識進行有效理解和遷移。遷移能力是學生學習的一個重要標志，對學生來講，學習的成效并不僅僅是掌握了多少程序設計的知識和技能，更重要的是能夠在新的情境中應用已有的經驗去解決新問題，獲取新知識。

范例1：羊村也邁入了信息時代，慢羊羊村長打算給小羊們制造一臺自動售賣機，聽說小朋友們正在學習程序設計，就把編寫核心計算程序的任務交給了你。要求實現的功能如下：輸入兩件商品的價格（均為整數），輸出應該付多少錢。

羊村、自動售賣機等元素貼近學生的生活，需要解決的問題難度適應學生的智力發展水平，能使學生產生濃厚的興趣，樹立學習信心。接下來教師可通過模擬人腦解決問題的過程引導學生明確解決問題的三大步驟（如圖1），并添加程序頭部代碼等內容加以完善，使學生順利掌握程序基本結構、變量及常量概念、輸入輸出語句等基礎知識。掌握了這些必要的基礎知識后，開始引導學生進一步探究遷移。

遷移式范例所選擇的教學內容是基礎知識技能，重點關注學生知識能力的遷移。本例中教師從人解決問題的過程引申到計算機解決問題的步驟，從計算兩件商品總價拓展到計算更多件商品的價格，從用簡單加法解決問題遷移到采取其他計算方法。注重了程序設計中“設計”的思想方法的引領，使學生體驗了解決問題的一般步驟和方法，在潛移默化中形成自主解決問題的信心和思路，避免產生學了語法知識卻仍然不會設計程序的尷尬。

● 糾錯式范例：以謬求真，培養學生縝密的思維習慣

典型的錯誤資源應該成為引導學生攻克難點的突破口，成為培養學生的查錯糾錯能力、訓練學生縝密的思維能力的寶貴范例。糾錯式范例是一種預設生成性錯誤資源，是對教學過程中學生發生錯誤的環節、錯誤情況及原因作了預先的設計，故意讓學生出錯，從而讓學生經歷發現錯誤、分析原因、糾正錯誤、反思提高的過程。

范例2：慢羊羊村長為了提高售賣機的人氣，決定搞一次優惠促銷活動，為購物總價滿100元的小羊打九五折。他命令喜羊羊在原有的基礎上改進程序，編寫程序可難倒了喜羊羊，還是請你幫幫忙吧。

這個程序可以用簡單的IF語句解決，稍加引導，學生就很容易根據所學內容寫出程序，這個程序有個致命的語法錯誤，由于s聲明為標準整數類型，在執行“s:=s*0.95”這一賦值語句時就會出現變量類型不相容的錯誤。這個錯誤學生是無法避免的，因為在此之前學生還沒有接觸過實數變量類型。設計這個范例的目的不僅僅是為了讓學生鞏固IF語句、接觸實數類型及其他變量類型，更重要的一個目的是為了讓學生在經歷糾錯的過程時對“變量相容”這一程序語言的語法規則記憶深刻，使學生認識到在編寫程序的時候，要預先考慮好各變量的用途，為變量賦值的時候，必須使值和變量類型相符，要養成編寫程序以后靜態查錯的習慣。

糾錯式范例讓學生在經歷錯誤的過程中學習，讓學生帶著錯誤去感知、去辨析，在習得知識和技能的同時，獲取了自己獨特而又難忘的學習體驗。學生對“錯”之所以“錯”了解得越深，那么關于“對”之所以“對”也就認識得越“透”。

● 概括式范例：融會貫通，引導學生將知識內化成能力

算法的選擇對程序設計的重要性不言而明。好的算法寫出來的程序代碼簡潔，執行效率高，需要學生擁有良好的信息處理能力，從已有的知識經驗中概括總結出正確的有創造性的解決思路。學生習得的知識技能一多，也有可能會產生相互的干擾，從建構主義的角度來看，教師應幫助學生對學習內容所反映的事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間的內在聯系達到較深刻的理解，完成知識建構。

范例3：新年到了，羊村聯歡晚會的壓軸大戲是幸運大抽獎活動，只要哪只聰明的小羊能夠在5次以內猜對獎品的價格（均為整數），那他就能領到獎品了。當然，每次猜數都會給出“too large!”或者是“too small!”的結果。編寫抽獎程序的重要任務就要交給你了。

這是一個充滿趣味的游戲程序，學生編程來實現的難度也不大，只要教師略一點撥，學生便可順利地用REPEAT語句寫出程序。在學生興趣高漲地調試把玩這個程序的時候，教師可趁熱打鐵地提出用WHILE語句來修改這一程序（程序片斷對比如圖2）。同時引導學生仔細觀察，標出兩個程序語句在數據初始化、循環條件表述方式、循環體內部等方面的不同之處，認真分析產生這些不同的具體原因，比較兩段程序執行起來的效率，體會兩個語句的使用方法和特點，并能根據程序設計的需要靈活選用相應的語句，優化程序結構。

學生在用程序解決問題的道路上，將面臨很多概括比較和優化選擇。概括式范例以激發學生求知欲望，提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力為根本出發點，通過比較和概括突破某一階段教學內容的重難點，進而在學生的頭腦中建立各個知識點的聯系，并將知識內化為能力。

● 規劃式范例：自頂向下，培養學生統籌規劃能力

自頂向下，逐步求精是結構化程序的首要原則。設計程序解決問題是一個系統的過程，每一環節都不容出錯。教師應有意識地在日常教學中指導學生從總目標開始設計，將復雜的、大的問題劃分為小問題，找出問題的關鍵和重難點，經過若干步逐步具體化的過程，將復雜問題轉換成簡單的問題集合。學生一旦形成了良好的規劃設計能力，調試測試程序所耗費的時間將會大大縮短，代碼的執行效率也會更高。

范例4：我們為羊村設計的自動售賣機雖然能夠完成計算，但是功能簡陋，運行以后也沒有什么操作提示，羊兒們在使用中碰到了不少的麻煩。請你用所學的知識重新規劃一個界面友好、功能豐富的設計方案，讓像懶羊羊這樣笨的小羊也能輕松操作。

這是一個綜合性的主題探究活動，教師可指導學生在頭腦中搜索已經掌握的算法與知識，快速建立與所要解決問題的聯系，經過集體討論確定程序設計的總目標，如在屏幕上列出商品清單，用戶輸入商品編號及購買數量時程序要列出相應的購物清單等。隨后根據確定下來的設計目標，使問題解決的步驟具體細化，并用自然語言或流程圖寫出算法梗概，最后才是一氣呵成編寫程序代碼。

初學程序設計者往往會犯一知半解就想急于求成的毛病，不假思索就埋頭寫代碼。規劃式范例能夠有效訓練學生系統性地掌握知識脈絡，形成系統的思維方法和全面統籌規劃程序的能力，初步形成自上向下、逐步求精的設計習慣，避免出現一時“才思泉涌”，半路卻突然“斷線”寫不下去的情況。