興趣驅(qū)動(dòng)的高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)法

狄嵐+張軍+趙燕

摘要：針對(duì)高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中普遍存在的被動(dòng)學(xué)習(xí)問(wèn)題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的效率為目標(biāo)，分析了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，提出并實(shí)踐了興趣驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法。該方法主要包括：比喻法教學(xué)，培養(yǎng)興趣;多媒體課件與黑板相結(jié)合，引導(dǎo)興趣;針對(duì)學(xué)生能力分類(lèi)布置作業(yè)，激發(fā)興趣。通過(guò)教學(xué)案例，闡述了在興趣驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過(guò)程程序設(shè)計(jì)講授方法，并列舉出了三年來(lái)興趣驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法的教學(xué)效果，為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)提供了有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：興趣驅(qū)動(dòng);程序設(shè)計(jì);教學(xué)法;法教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）45-0124-03

21世紀(jì)是中國(guó)高等教育快速發(fā)展的時(shí)代，中國(guó)高等教育也進(jìn)入了大眾化教育時(shí)期。大眾化教育時(shí)期招收的學(xué)生比精英教育時(shí)期招收的學(xué)生質(zhì)量總體上要低。因此，在新形勢(shì)下如何應(yīng)用當(dāng)今信息化技術(shù)提高教學(xué)效率，保證學(xué)生最終質(zhì)量，是需要教育工作者重點(diǎn)研究和實(shí)踐的課題[1]。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)教育尤其是MOOC（massive open online courses）的出現(xiàn)，教育資源共享是當(dāng)前高等教育的趨勢(shì)，為廣大受教育者提供了更加開(kāi)放的學(xué)習(xí)途徑。學(xué)生可以更加自由的選擇學(xué)生方式和安排自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。相應(yīng)的，高校教師的角色也在發(fā)生著改變，從以過(guò)去講臺(tái)為主的教師主導(dǎo)課堂授課，到internet時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程授課，再到目前廣為推崇的MOOC翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，大學(xué)教師從課程的教授者變?yōu)橐粋€(gè)教學(xué)的服務(wù)者，甚至是MOOC劇本的編輯或演員。在這種形式下，好的教師能夠更加廣泛的分享他們的教學(xué)成果，同門(mén)課程授課的老師之間的競(jìng)爭(zhēng)更加透明化，缺乏經(jīng)驗(yàn)的教師具備了更多的上升空間;學(xué)生也能夠具有更多的選擇機(jī)會(huì)，他們能夠選擇更好的老師授課，大大節(jié)省了學(xué)習(xí)的時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)的效率。因此，如何在新的高等教學(xué)形式下，扮演好教師的角色是一個(gè)值得研究的課題

一、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程是高等教育中的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，它是許多后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ);對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，它是信息技術(shù)知識(shí)的基本課程。其特點(diǎn)是概念多、涉及面廣、難度大、抽象性高，同時(shí)有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性[2]。

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中有許多概念，從描述方式來(lái)看有通過(guò)例子描述、利用其他概念闡明、用抽象定義描述等，從種類(lèi)來(lái)看有語(yǔ)法概念、編程概念等;部分概念難度大，需要多種內(nèi)容混合描述。程序設(shè)計(jì)還涉及到編程，基本概念清晰，描述問(wèn)題的算法清楚，編程就簡(jiǎn)單了。但是描述問(wèn)題的算法相當(dāng)復(fù)雜，這也是程序設(shè)計(jì)課程的關(guān)鍵和難點(diǎn)。在許多應(yīng)用問(wèn)題中，就是因?yàn)樗惴枋霾缓檬箚?wèn)題的解決困難重重。而且，解決同一個(gè)問(wèn)題的算法并不唯一，算法的效率問(wèn)題就成為程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。要求學(xué)生能夠獨(dú)立編制程序，完成相應(yīng)的任務(wù)，需要理論和實(shí)踐相結(jié)合。

為了讓學(xué)生分析問(wèn)題，解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到很好的訓(xùn)練，就必須合理安排計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容，本研究就是為達(dá)到該目的，根據(jù)作者多年來(lái)在該課程的教學(xué)中遇見(jiàn)的問(wèn)題，例舉如下：

1.課程內(nèi)容枯燥。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程普遍被認(rèn)為是比較難學(xué)的課程，這是因?yàn)檎n程內(nèi)容偏于理論、語(yǔ)法較復(fù)雜、概念抽象不易理解等特點(diǎn)，思維要求較高[3]。再有，學(xué)生在調(diào)試程序的過(guò)程中缺乏耐心，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)不容易獲得立竿見(jiàn)影的學(xué)習(xí)效果。因此，大部分學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程都感到枯燥乏味，缺乏興趣。

2.教學(xué)手段簡(jiǎn)單。近幾年，多媒體教學(xué)手段已經(jīng)廣泛被使用，多媒體授課是當(dāng)前計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)的主要形式，多媒體教學(xué)有助于形象概念的解釋和難點(diǎn)的解剖，對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的形象描述起到有效作用;好的多媒體教學(xué)課件還能提高教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。但是，過(guò)分的依賴(lài)于多媒體教學(xué)，由于授課速度控制上的難度，會(huì)使很多學(xué)生上課時(shí)難以跟上課堂節(jié)奏，影響課堂授課效果[4]。

3.學(xué)生群體差異大。程序設(shè)計(jì)課程在高校的授課階段一般是放在大一的第一學(xué)期，隨著高校的擴(kuò)招，新入學(xué)的學(xué)生起點(diǎn)不同，生源質(zhì)量參差不齊。在授課過(guò)程中，學(xué)生的接受能力不同，導(dǎo)致授課進(jìn)度也不一樣。一部分學(xué)生在高中就學(xué)過(guò)程序課，參加過(guò)建模比賽，具備一定的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力，基礎(chǔ)相對(duì)較好;另一部分學(xué)生，高中時(shí)從未接觸過(guò)程序設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)目標(biāo)與實(shí)踐知識(shí)水平存在很大差異，這差異給教學(xué)的組織實(shí)施帶來(lái)了很大困難。

4.學(xué)習(xí)不是為了應(yīng)用。程序設(shè)計(jì)是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，程序設(shè)計(jì)的目的就像學(xué)習(xí)一門(mén)外語(yǔ)，學(xué)習(xí)的目的如果是為了學(xué)分，這門(mén)外語(yǔ)很難學(xué)好。很多同學(xué)大學(xué)4年學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目的就是為了這個(gè)學(xué)分，死記硬背考過(guò)這門(mén)課程，然后忘得一干二凈。這門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程自然也很痛苦，根本沒(méi)有印象用程序設(shè)計(jì)解決了哪些問(wèn)題，只是記憶語(yǔ)法和句法。這樣的程序設(shè)計(jì)課程自然就沒(méi)有人喜歡。

二、興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)法

學(xué)生的興趣是學(xué)習(xí)關(guān)鍵，只有有興趣才能真正自主地投入到探索、研究中去。心理學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)生的心理處于壓抑、不滿(mǎn)，失去信心時(shí)將直接阻礙、削弱甚至中斷智力活動(dòng)，破壞學(xué)習(xí)的向心力，當(dāng)然也談不上學(xué)習(xí)效率。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣，是學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力。孔子曾說(shuō)過(guò)：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”。愛(ài)因斯坦說(shuō)：“興趣是最好老師，它永遠(yuǎn)勝過(guò)責(zé)任感”。有興趣才能產(chǎn)生愛(ài)好，愛(ài)好它就要去實(shí)踐它，達(dá)到樂(lè)在其中，有興趣才會(huì)形成學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在大學(xué)教學(xué)中，我們把這種從自發(fā)的感性的樂(lè)趣出發(fā)上升為自覺(jué)的理性的“認(rèn)識(shí)”過(guò)程，這自然會(huì)變?yōu)榱⒅緦W(xué)好程序設(shè)計(jì)，成為計(jì)算機(jī)程序?qū)W習(xí)的成功者。

興趣對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有著神奇的內(nèi)驅(qū)動(dòng)作用，能變無(wú)效為有效，化低效為高效。興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方法的關(guān)鍵是興趣，教師通過(guò)多種形式的溝通、交流、展示等方式，將學(xué)生的興趣引發(fā)出來(lái)即可。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，我們總結(jié)了以下興趣驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。

1.比喻法教學(xué)，培養(yǎng)興趣。計(jì)算機(jī)學(xué)科中，有些教學(xué)內(nèi)容比較抽象，不容易被學(xué)生接受和理解，作為教師應(yīng)有能力化繁為簡(jiǎn)，將深?yuàn)W的理論講的通俗易懂，這需要教師多鉆研教材教法。在教學(xué)中巧用生活中的實(shí)例，形象地比喻的方法最容易為學(xué)生接受。

如C語(yǔ)言的教學(xué)中，主函數(shù)和子函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞，是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的不容易理解的。可以用生活中的例子：將主函數(shù)和子函數(shù)的關(guān)系比喻為父親和兒子的關(guān)系，在主函數(shù)中調(diào)用子函數(shù)比喻為父親叫兒子做事，實(shí)參和形參間的參數(shù)值傳遞過(guò)程看成是父親給兒子傳遞數(shù)據(jù)，返回值的傳遞比喻為兒子把計(jì)算的結(jié)果告訴父親。這樣不照本宣讀，學(xué)生很容易理解，也培養(yǎng)了對(duì)程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的興趣。

2.多媒體課件與黑板相結(jié)合，引導(dǎo)興趣。利用多媒體課件教學(xué)能夠方便、快捷、直觀、形象地傳授教學(xué)內(nèi)容，一定程度上減輕了教師授課的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也能夠使得課堂更加生動(dòng)、有趣，從而使課堂氣氛更加活躍。但也存在著一些負(fù)面影響。如：信息量過(guò)大，會(huì)使學(xué)生缺乏一定的思考過(guò)程，也會(huì)使教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)不突出或突出不夠。另外，如果一節(jié)課過(guò)多的依賴(lài)多媒體課件，會(huì)失去課堂的師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，很難發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性等。

無(wú)論是多媒體還是傳統(tǒng)的黑板板書(shū)教學(xué)方式，其基本要求依然是引導(dǎo)動(dòng)機(jī)，同步思維，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、說(shuō)理深刻，虛實(shí)結(jié)合、表述生動(dòng)，注意反饋、及時(shí)調(diào)整。為了發(fā)揮多媒體教學(xué)在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)诮虒W(xué)中結(jié)合計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課的特點(diǎn)，作了一些調(diào)整，將多媒體課件與黑板板書(shū)相結(jié)合。例如，針對(duì)多媒體承載的內(nèi)容過(guò)多不容易記憶，我們將重要內(nèi)容書(shū)寫(xiě)在黑板上便于學(xué)生參考記憶;在講解一個(gè)大程序前，先把整個(gè)程序的框架寫(xiě)在黑板上，預(yù)留一些空白部分，和學(xué)生們一起討論如果填寫(xiě)，甚至直接讓學(xué)生到黑板上來(lái)填寫(xiě)，然后把完整的程序用多媒體課件呈現(xiàn)出來(lái)，作對(duì)比，最后在多媒體上運(yùn)行程序，看結(jié)果。這樣一來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生有了思考問(wèn)題的過(guò)程和解決問(wèn)題的興趣，加深了對(duì)這個(gè)程序的理解，課后舉一反三，得到事半功倍的效果。

3.針對(duì)學(xué)生能力分類(lèi)布置作業(yè)，激發(fā)興趣。由于新入學(xué)的學(xué)生，群體差異大，對(duì)課程的接受能力有所不同，我們就把學(xué)生進(jìn)行了分類(lèi)。對(duì)于在高中就學(xué)過(guò)程序課的學(xué)生，他們具備一定的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力，基礎(chǔ)相對(duì)較好，分為高段學(xué)生;對(duì)于高中時(shí)從未接觸過(guò)程序設(shè)計(jì)，甚至計(jì)算機(jī)課都沒(méi)有上過(guò)的學(xué)生，基礎(chǔ)相對(duì)差一些，分為低段;剩余的學(xué)生，高中時(shí)接觸過(guò)計(jì)算機(jī)，對(duì)程序設(shè)計(jì)有個(gè)大概的了解，這樣的學(xué)生占大多數(shù)，分為中段。

在講課過(guò)程中，求精不求多，盡可能讓大部分的學(xué)生聽(tīng)懂。讓中段、低段的學(xué)生上課時(shí)回答問(wèn)題。布置作業(yè)時(shí)，出兩個(gè)檔次的作業(yè)：基本題是根據(jù)課堂上講的例題可以舉一反三、類(lèi)推出來(lái)的，每個(gè)學(xué)生都能完成;提高題是要用還沒(méi)有講到的知識(shí)點(diǎn)，有一定的自學(xué)能力才能完成的。習(xí)題課時(shí)，老師主要講解基本題;提高題讓高段學(xué)生上講臺(tái)講解，主要講自己的思考過(guò)程。

如，在課堂上講十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制等特殊進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換時(shí)，老師先在黑板上詳細(xì)講解“十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)”的數(shù)學(xué)運(yùn)算過(guò)程，然后在黑板上給出程序的基本框架：

當(dāng)把這個(gè)框架在黑板上寫(xiě)完后，挑選一個(gè)在講解的過(guò)程中認(rèn)真聽(tīng)講的中段或低段的同學(xué)，讓他上黑板完成這段程序。當(dāng)這個(gè)學(xué)生最后完成了這個(gè)程序后，不管結(jié)果如何，老師帶領(lǐng)全班同學(xué)熱烈鼓掌，增加其自信心，讓后和大家一起分析程序。

在布置課后作業(yè)時(shí)出兩類(lèi)題：基本題：編寫(xiě)子函數(shù)my10to8（int x）完成十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為八進(jìn)制數(shù)、子函數(shù)my10to16（int x）完成十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制數(shù)，在主函數(shù)中輸入十進(jìn)制數(shù)。提高題：編寫(xiě)子函數(shù)my D to10 （char x[ ]，int d）完成特殊進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)，在主函數(shù)中輸入特殊進(jìn)制數(shù)以及特殊進(jìn)制（2，8或16）。

經(jīng)過(guò)幾周的作業(yè)的練習(xí)，中段、低段的學(xué)生，有一些也逐步跟上來(lái)，并開(kāi)始嘗試做提高題。到了期中測(cè)試時(shí)，大部分學(xué)生已經(jīng)跟上了教學(xué)進(jìn)度，對(duì)每一節(jié)課的新的內(nèi)容也充滿(mǎn)了求知的欲望，激發(fā)了對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。

三、興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)法效果與評(píng)價(jià)

從2012年開(kāi)始，我們對(duì)數(shù)字媒體學(xué)院的數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)施了興趣驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的對(duì)比教學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)院每年這個(gè)專(zhuān)業(yè)招生一共4個(gè)班，兩個(gè)班實(shí)施興趣驅(qū)動(dòng)教學(xué)（稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)甲班，），另外兩個(gè)班用非興趣驅(qū)動(dòng)的教學(xué)（稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)乙班），經(jīng)過(guò)3年的對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，甲、乙兩批學(xué)生分別在上課出勤率、作業(yè)完成率、期末考試及格率以及全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)（C語(yǔ)言）考試通過(guò)率等方面都發(fā)生了變化，對(duì)比數(shù)據(jù)如表1。

從表1中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)興趣驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，學(xué)生的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)效率和效果都有明顯的提高，尤其是全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)考試的通過(guò)率大幅度提升。這表明興趣驅(qū)動(dòng)的教學(xué)法具有較好的推廣效果，為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程的教學(xué)探索提供了很有價(jià)值的參考。

四、結(jié)語(yǔ)

由于興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，不僅突破了程序設(shè)計(jì)的知識(shí)難點(diǎn)，而且讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中感受到了程序設(shè)計(jì)的樂(lè)趣，深化了對(duì)于程序設(shè)計(jì)這門(mén)課的深刻理解。為了進(jìn)一步深化興趣驅(qū)動(dòng)的教學(xué)法，課題組正在借助MOOC平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)方面投入一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)一個(gè)適合本單位計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)的MOOC教學(xué)系統(tǒng)。

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