融入計算思維能力的任務驅動模式在高級語言程序設計課程中的改革

摘 要 針對高級語言程序設計課程教學過程中重語法、輕編程，在學習過程中學生普遍感覺概念抽象難懂，學習效果不佳等問題，引入任務驅動模式教學方法，融入計算思維能力，通過培養學生發現問題、分析問題、解決問題，提高編程能力。

關鍵詞 高級語言程序設計 任務驅動 計算思維

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

The Reform of Computational Thinking Skills into Task-driven

Model in High-level Language Programming Teaching

WANG Haiyong， XU Jianzheng

（Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing， Jiangsu 210003）

Abstract For high-level language program teaching of re-teaching grammar， light programming， general feeling of students in the learning process difficult to understand abstract concepts， study results are poor， the introduction of task-driven mode of teaching approach， integration of computational thinking ability， enhanced programming capabilities.

Key words high-level language programming； task-driven； computational thinking

高級語言程序設計是計算機及其相關專業的必修課程，是計算機專業學生的最早接觸的專業基礎課程。高級語言程序設計是一門邏輯性強、實踐性強的課程，需要學生處理問題能夠做到周密、嚴謹、規范。由于高級語言程序設計的數據類型繁多，語法結構復雜，規則繁多，學生往往感覺枯燥乏味，難以運用，有畏難的情緒，缺乏學習的動力和興趣，更不用說自主學習了。

計算思維是目前科學界和教育界廣為關注的一個重要概念，培養學生計算思維能力也是當前計算機教育研究的重要課題。計算思維具有強大的創新能力，計算思維不僅僅屬于計算機科學家，還應該和閱讀、寫作和算術一樣，成為21世紀每個人必須具備的基本技能。①

所謂“任務驅動式”教學模式，是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法，②學生在老師的幫助指導下，緊緊圍繞一個任務活動中心，學生主動探知、協作探索，教師指導學生完成既定任務的前提下，以探索問題引導學生的學習興趣和動力。

1 任務驅動模式的高級語言程序設計教學的實施

筆者采用以面向程序設計的任務驅動教學模式，教材組織和課堂講解圍繞一系列的程序設計任務展開，每次授課均以解決一個或多個任務為目標，授課內容緊緊圍繞本次任務，打破了傳統的按章節劃分，在老師講解和示意相關知識點后，由學生在老師指導下主動去解決問題，完成本次編程任務。

在實際中，編排第一個任務的時候，考慮到有些學生第一次接觸到計算機高級語言程序設計，可以把任務定位于學生可以在課堂內獨立完成的具有實際意義并且可執行的小程序，使學生在完成任務的同時，掌握相關數據類型、語句和運算。運算可以先選擇最容易理解的加法運算，然后有代表性地講授整型的加法運算，最后再講解整形數據的輸入輸出格式，并舉例加以演示。教師講解結束后由學生親自動手來完成本次設計的任務，在實踐中加深對知識點的理解和掌握。

通過對第一個任務的完成，學生對高級語言程序有了一個比較直觀的印象，對涉及的知識點，如數據類弄、基本運算和輸入輸出語句有了初步的認識。而對于本次授課中沒有涉及到的部分，如乘法運算或邏輯運算，可以由學生在老師的指導下舉一反三地自學完成。通過這樣的一種教學模式就將原來分散在各個章節中的內容在一次授課中完成，既解決了學生的求知欲望，又提高了學生的學習興趣和動力。

2 融入計算思維能力的任務驅動模式高級語言程序設計課程教學內容

高級語言程序設計具有豐富的數據類型和運算符操作，能夠實現各種需求的數據結構，以語法規則和語句格式為基礎，通過指針和位運算還可以直接訪問物理地址，適用于系統軟件和應用軟件開發，涵蓋的內容涉及語句結構、指針、數組、函數、字符串、文件、結構體等多方面內容。通過高級語言程序設計的學習，學生不僅掌握了各種問題的描述和處理方法，還可以加強邏輯思維和抽象思維，提升自主解決問題的能力。

根據高級語言程序設計所具有的特點以及南京郵電大學課程體系的設置情況，我們對高級語言程序教學內容進行了調整，結合任務驅動模式讓學生不僅學會基本的語法、數據結構、算法等知識如何使用，還教會學生怎樣進行算法抽象和邏輯思維，更重要的是培養學生的計算思維能力。為此我們將課程為解為語句結構、指針與數組、函數、字符串、文件與結構數組5個重要任務交織在一起。該課程安排的總學時64學時，其中課內老師講授與學生完成任務64學時，課外任務12學時。課程任務具體內容涵蓋了譚浩強③的第一章到第十二章的全部內容。在學時安排上，考慮到我校高級語言程序設計是安排在大一學習，同學們之間的基礎也是參差不齊，因此在執行第一個任務前，需詳細將基本數據類型、表達式與運算符、程序流程控制等相關基礎知識進行講授，后面隨著任務的深入，采取老師授課與學生主動學習相結合，同時為了體現計算思維能力和抽象邏輯思維的思想，我們補充了一個實用的任務“學生學籍管理系統”，這部分內容以學生自學為主，老師講授為輔，同時對學生通訊方式，及時解答學生遇到的問題。

3 融入計算思維能力的任務驅動模式，改革高級語言程序設計課程考核方式

為了檢驗學生完成任務的情況和對知識的掌握程度，以及考查老師的教學效果，考試作為最普遍采用的方式，在一定程度上能激發老師的教學熱情和學生的學習主觀能動性，提高教學與學習的效果。通過融入計算思維能力的任務驅動模式，促進高級語言程序設計教學改革，需要改變以往以衡量學會“知不知道”為“會不會編程”為目標。所以我們設計的考核方式需要服務于“會不會編程”這個課程目標，最終成績評定應具有激勵、反饋、引導、促進四大功能。隨著本課程各個任務實踐環節的分解與實現，我們對課程考核方式進行了相應的改革，評定內容不僅局限于基本理論、知識的掌握，更多的是重視學生在任務分解完成實現過程中考核，重視實踐動手編程能力。我們采用綜合多元成績評定考核方式，平時成績包括課堂、課后任務的完成情況、知識點的掌握情況，其中課堂任務完成情況占總評成績的30%，課后學生實現綜合實驗情況占總評總績的10%，對知識點的掌握情況占10%，期末考試占總評成績的50%。通過這樣的考核方式能進一步促進學生對實踐編程能力的重視。

4 結束語

高級語言程序設計課程關鍵是鍛煉和培養學生編程的能力和思維方式，采用帶著任務驅動模式，融入計算思維能力的課堂改革，將枯燥的語法、抽象的概念、復雜的算法，化為一個個具體的任務，通過任務的分解與實現，充分調動了學生學習的積極性和興趣。

基金項目：本文系南京郵電大學通達學院教學改革項目（項目編號：TDJG0071213）的研究成果

注釋

① 牟琴，譚良.計算思維的研究及其進展[J].計算機科學，2011（3）：10-15.

② 劉建平.“任務驅動”教學法[J].中國教育發展研究，2008（7）：115.

③ 譚浩強.C程序設計（第四版）[M].北京：清華大學出版社，2010.