基于趣味題材逐層剝繭式編程法的教學實踐

□王仁民

目前，在國內大學計算機專業教學大綱中，基本都包括C 語言或Java 程序設計等計算機基礎課程。其目的主要有以下兩個:一是為適應科技的發展，讓當代大學生能夠掌握一定的計算機基礎知識;二是對當代大學生進行包括概況能力、抽象思維能力和邏輯思維能力等計算思維能力的培養。編程思維雖是隨著計算機的發展而提出，但并非是一種獨特的思維方式。所謂編程思維能力，即采用某種程序設計語言對某個問題進行程序設計的能力，是計算思維能力培養的重要途徑［1］。如何培養當代大學生的編程思維能力，特別是計算機專業學生的編程思維能力，是計算機教育者一個重要的課題。很多學者提出了諸如興趣激發法，趣味案例法，巧設疑問法，案例驅動法，實例演示思維導圖法等。這些方法主要從激發學生興趣和案例驅動等方面入手，在實際教學中也取得了較好的效果。然而，實踐發現，只是采取這些相對傳統的培養方法，學生的厭學“免疫力”越來越強。因此需根據學生的最新特點制定新的教學方法。

一、問題綜述

總體來講，課堂的組成要素主要包括:學生、教材、教案和教師［2］。其中，學生是課堂效果的接受者和主要評判者，教師是課堂的主要設計者，而教材和教案則是實施課堂教學的橋梁。下面分析這四個基本要素在課堂教學中的影響。

(一)學生。當前學生的學習模式仍然以課堂聽課為主，因此被動學習和接受知識的整體方式依然沒有改變。同時，學生大多對計算機編程課存在以下認識［3～4］:

1.思想上不重視。很多學生認為計算機編程基礎課并非應用性開發，只要掌握基本知識，考試不掛科就可以了。

2.自信心不強。一些同學在開始學習前往往反映編程很難，自己肯定學不懂。

3.學習積極性不高。多數同學課前不預習、課后也不復習鞏固，只是在上課時走馬觀花，更不會花時間和精力進一步加深學習。

4.控制能力較差。由于大多學生初次接觸編程基礎較差，加上缺乏良好的學習習慣，在大學這樣比較自由的環境里，容易出現缺曠課、不交作業、上機打游戲、考試突擊等不良現象。

5.計算思維能力不足。較多學生沒有了解和接觸過編程知識，在抽象和邏輯思維等方面訓練不足，導致學習編程時存在所謂的“先天性”計算思維能力匱乏。

(二)教材。教材是學生和老師的第一手資料，好的教材對提升學生學習興趣、預復習課程以及教師課程安排都有良好的輔助作用。當前高校教材建設存在的主要問題有以下幾點［5］:一是供應方式和流程存在弊端，難以適應教材出版趨勢和教育發展的需要;二是基礎類課程教材重復出版現象嚴重;三是片面追求自編率，教材質量難以保證;四是缺乏科學的質量論證和評價體系等。除了以上幾點問題，現在的教材規劃很少注意思維能力的逐步培養。

(三)教案。教案即教學設計過程的書面表達，其表述了一次課的完整過程，包括教學目的、教學重難點、教學方法及教學整體思路等方面。寫一份教案容易，但要寫一份能夠激發學生興趣，引導學生思路，拓展學生思維的教案就非得下苦功不可。

(四)教師。在當前及之后的很長一段時間內，教師在教學過程都起著關鍵角色作用。教師如何將教學設計過程，通過熟練的課堂控制能力，流暢地傳達給學生，這就是教師在課堂中的主要作用。教師的傳統教法通常是“基礎知識講解—例題講解—解題思路分析—總結”，其中對于例題講解部分是至關重要的，而例題的講解思路，大部分教師都按照“順序方式”依次往下講解，這樣的講解方式，學生往往感到知識點太多，難以融會貫通，特別是對于一些比較難的例題更是如此。因此，教師必須堅持不懈地學習、與時俱進不斷提高自己的教學能力。

二、解決方案及效果

為解決以上問題，本文提出“趣味題材逐層剝繭式編程法”。

(一)方案概述。所謂趣味題材逐層剝繭式編程法，主要思路如下:根據知識點，設置趣味性強的題材作為實例，并將其看作是一個未知的謎團，通過逐步分析和求解，并最終將其解決。該方法的關鍵是如何區分不同的層。

方案基本步驟:一是選取或改編具有趣味性、知識性、緊密聯系生活等方面能吸引學生注意力的題材作為講解實例;二是通讀原題，理解題意逐層剔除修飾，梳理解決方案整體框架;三是根據題意，如果問題解決，轉到步驟4，否則轉到步驟2;四是根據解決方案框架，畫出流程圖;五是根據流程圖，結合具體編程語言編程實現;六是運行調試并查看結果。

(二)方案實施實例。下面以一個典型的趣味編程實例進行實例演示。

1.教學目的。熟練掌握while 循環的使用方法。

2.題目要求。哇嘎嘎飲料公司正在舉辦一次促銷優惠活動。買家憑該公司出品的飲料3 個瓶蓋可以再免費換一瓶同類型飲料，并且可以一直循環下去，但不允許賒賬。請計算一下，如果小明不浪費瓶蓋，盡量地參加活動，那么，對于他初始買入的n 瓶飲料，最后他一共能得到多少瓶飲料。

3.題目解析。仔細閱讀該題目，從中可以提煉出以下信息:小明開始買入了n 瓶飲料，其中每三瓶可以再換一瓶，以此循環，直到瓶蓋數小于等于2 為止。

4.流程圖。由解析可畫流程圖如圖1 所示。

圖1 流程圖

5.程序實現。程序最終實現如圖2 所示。

三、結語

通過實踐教學表明，本文提出的“趣味題材逐層剝繭式編程法”與傳統的教學方法相比，通過題材的選取吸引了學生的注意力，逐層的解析方式由淺入深地分析題目，有效地提高了學生理解和解題能力，對學生編程思維的培養起到了重要的促進作用。

圖2 程序實現

［1］羅志彪.高校教材建設存在的問題及其探析［J］.中國科教創新導報，2012，7(22)

［2］牟琴，潭良.計算思維的研究及其進展［J］.計算機科學，2011，38(3):10～15

［3］葉恒舟，牛秦洲.Java 教學實踐與編程思維培養［J］.學科建設與教學改革，2012，21(2):115～116

［4］朱林，莊麗，謝修娟.案例驅動的_Java 編程技術_教學改革研究［J］.教育教學論壇，2015，1(4):104～105

［5］朱世敏，孫桂芳，張重陽，祝群喜.C 語言程序設計教學中計算思維的培養［J］.教育進展，2014，4:36～41