《高級語言程序設(shè)計》探究式教學(xué)設(shè)計研究

張榮 江寶釧 郭立君 葉苗群 程劼

摘要：本文介紹探究式教學(xué)法在大學(xué)《高級語言程序設(shè)計》課程中運用的指導(dǎo)原則。并通過具體案例，介紹了探究式教學(xué)的教學(xué)過程。通過與傳統(tǒng)教學(xué)的比較，分析了探究式在程序設(shè)計課程中運用的必要性。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；探究式教學(xué)；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0190-02

教學(xué)設(shè)計是運用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題和確定教學(xué)目標、建立解決教學(xué)問題的策略方案、試行解決方案、評價試行結(jié)果和對方案進行修改的過程[1]。教學(xué)設(shè)計以優(yōu)化教學(xué)效果為目的。《高級語言程序設(shè)計》課程作為大學(xué)生一門公共必修課，以培養(yǎng)學(xué)生的計算機素養(yǎng)和計算機應(yīng)用能力為教學(xué)目標。與中小學(xué)信息技術(shù)教育不同，大學(xué)計算機教育是以專業(yè)技能培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為背景，讓大學(xué)生能夠熟練的以計算機為輔助工具，在自己的本專業(yè)中開展創(chuàng)新性研究和工作。本文以《高級語言程序設(shè)計（VB.net）》為例，分析和探索這一類課程中如何開展探究式教學(xué)，達到提高和優(yōu)化課堂教學(xué)效果的目的。

一、探究式教學(xué)指導(dǎo)原則

探究式教學(xué)是按照科學(xué)探索的一般規(guī)律，創(chuàng)設(shè)學(xué)生“有所發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生通過搜集資料，設(shè)計并進行實驗，在調(diào)查、觀察、討論等活動中進行研究，從而得出結(jié)論的過程[2]。

袁維新認為，探究式教學(xué)模式下學(xué)生的探究學(xué)習(xí)活動與科學(xué)家的科學(xué)探究活動不同[3]。一方面，科學(xué)家的科學(xué)探究是發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律、推進科學(xué)進步的過程。學(xué)生所進行的探究，是在探究過程中實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)化，建構(gòu)知識，形成新的理解，從而深化和增長自身的科學(xué)知識的過程。另一方面，科學(xué)家對科學(xué)研究有著強烈的興趣，他們具有更豐富的科學(xué)知識和經(jīng)驗，因此，他們也就具有超群的學(xué)習(xí)能力，成為一名“專家學(xué)習(xí)者”。而探究式教學(xué)的教學(xué)對象——學(xué)生，大部分缺乏探究學(xué)習(xí)的先驗知識，甚至可能存在學(xué)習(xí)的惰性。教師在探究式教學(xué)中需要更多地鼓勵學(xué)生自主參與獲得知識，掌握科學(xué)研究所必須的探究能力，進而培養(yǎng)學(xué)生主動探究未知世界的積極態(tài)度。因此，探究式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，促進學(xué)生知識建構(gòu)、深化與增長，獲得知識與技能發(fā)展、情感與態(tài)度改善為指導(dǎo)原則。

高級語言程序設(shè)計（VB.net）是我校文史類本科學(xué)生的一門公共必修課。對于文科學(xué)生來說，首先要提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計的興趣，然而真正做起來卻并非易事。因為大部分學(xué)生會感到這門課程與自己和專業(yè)和職業(yè)規(guī)劃無關(guān)。而且，學(xué)過程序設(shè)計的人都知道，程序設(shè)計的學(xué)習(xí)過程是在不斷的挫折與失敗中完成的，這也是很多學(xué)生害怕程序設(shè)計課程的原因。在教學(xué)中，要讓學(xué)生感覺到程序設(shè)計不僅可以培養(yǎng)自己的邏輯思維能力，更能培養(yǎng)他們的細心、耐心、恒心和自信心，體驗程序設(shè)計與編寫過程的艱辛和戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的喜悅。在《高級語言程序設(shè)計》探究式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計中，我們主要把握了以下原則：

1.以學(xué)生為中心。在探究式教學(xué)中，教師是學(xué)習(xí)活動的組織者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。在《高級語言程序設(shè)計》課堂上，通過知識回顧中的討論，實驗反思與答疑，小組討論等環(huán)節(jié)，加強師生互動與生生互動，使學(xué)生參與到整個課堂的教學(xué)活動中來。

2.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。盡可能用具體真實的問題引出程序設(shè)計問題，并使用Flash制作動畫演示課件，在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.課堂教學(xué)評價以促進學(xué)生學(xué)習(xí)主動性為原則。設(shè)計具有一定針對性的課堂測試題目，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價。通過課堂教學(xué)評價一方面教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有目的地調(diào)整下一步的教學(xué)計劃和教學(xué)設(shè)計。另一方面，課堂教學(xué)評價是學(xué)生過程性評價的一部分。測試題目的設(shè)計也非常重要，這些題目既要強化學(xué)生對已學(xué)知識理解和運用，又要促進學(xué)生的進一步思考和主動探究新知識。讓學(xué)生帶著問題到實驗課上去實踐，又在實驗課的實踐學(xué)習(xí)中帶著問題到課堂上。

二、《高級語言程序設(shè)計》探究式教學(xué)的案例研究

在《高級語言程序設(shè)計（VB.net）》教學(xué)實踐中，我們按照以上原則進行了教學(xué)案例分析和教學(xué)設(shè)計研究。對于數(shù)組的認識和掌握，是學(xué)生掌握程序設(shè)計方法和思想的關(guān)鍵階段。通過排序和數(shù)組維護算法的程序設(shè)計，使學(xué)生進一步消化循環(huán)程序設(shè)計、數(shù)據(jù)的輸入和輸出等程序設(shè)計基本算法。這一節(jié)課的教學(xué)重點在于數(shù)組排序算法，教學(xué)難點則是對數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)的理解及數(shù)組操作的程序控制方法。在上這節(jié)課時，學(xué)生已掌握循環(huán)程序設(shè)計，數(shù)組的概念，而且學(xué)生已在實驗課中通過具體案例預(yù)習(xí)了本節(jié)課中的內(nèi)容。學(xué)生在實驗中可能產(chǎn)生一些疑惑和問題，而這些疑惑和問題將在本次課中得到答案。

1.知識回顧與答疑：讓學(xué)生分組討論回顧數(shù)組的定義，并請學(xué)生講解一維數(shù)組和二維數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)，并提出實驗中遇到的程序設(shè)計問題。

2.引入新問題：采用動畫形象演示法，提出問題。一個籃球隊有5名隊員（在動畫中出現(xiàn)的都是學(xué)生熟悉的籃球明星）要按身高由低到高排序。選擇法排序是最樸素的排序算法，首先啟發(fā)學(xué)生選擇法排序的基本思想（以控制課堂的探究主題），讓學(xué)生分組討論選擇法排序方法，并寫出步驟。寫出步驟的過程實際上就是設(shè)計算法的過程，讓學(xué)生學(xué)會設(shè)計算法對于學(xué)習(xí)程序設(shè)計是尤為重要的。按身高排序在生活中是非常簡單的事情，但讓學(xué)生按步驟寫出算法卻是有難度的。每個小組把設(shè)計的算法拿出來，老師和學(xué)生一起討論選擇出比較好的一個，然后老師和學(xué)生一起討論不斷完善這個算法，直到得到最后可行的、正確的算法。在這個過程中，通過動畫演示不斷啟發(fā)學(xué)生，最后讓學(xué)生按照設(shè)計好的算法，寫出程序。

3.拓展提高——引入有序數(shù)組的維護問題：學(xué)生分小組討論，如果5個人已經(jīng)按由低到高排好序，那么第6個人要想插入進去，怎么解決？采用動畫形象演示法，講解解決這個問題的關(guān)鍵步驟。分小組討論程序應(yīng)如何設(shè)計，寫出程序。然后讓小組之間交換，互相評價。

4.課堂評價：修改上述算法，如將問題改為數(shù)據(jù)按由高到低排序，將數(shù)值數(shù)據(jù)排序改為字符串排序等。采用讀程序?qū)戇\行結(jié)果以及程序填空的形式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行測試，并要求學(xué)生繼續(xù)在實驗課上完成相關(guān)實驗。

5.總結(jié)強調(diào)：回顧課上程序，強調(diào)選擇法排序的基本思想和程序設(shè)計實現(xiàn)方法。

6.布置課后思考：還有其他的排序方法嗎？

三、教學(xué)效果分析

將一個班級（87人）隨機分為兩個小班，各40余人。在兩個班級進行探究式教學(xué)和傳統(tǒng)式教學(xué)的教學(xué)對比實驗。

在《高級語言程序設(shè)計》課中采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，就是以教師講授為主，即主要采用PPT課件形式，將程序首先呈現(xiàn)給學(xué)生，然后分塊講解程序功能。與傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)模式相比，探究式教學(xué)，強調(diào)學(xué)生通過自己親身參與算法分析、設(shè)計、編程和實踐，而不是由教師將現(xiàn)成的程序、結(jié)論通過講解，讓學(xué)生接受。而且，在探究式教學(xué)中增加了學(xué)生討論后的同學(xué)之間的評價、分析環(huán)節(jié)，不僅活躍了課堂氣氛，也讓同學(xué)通過閱讀別人程序，擴展思路。并向?qū)W生說明，算法沒有標準答案，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，通過分析找最優(yōu)的算法。

從老師角度，采用探究式教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)方式最不同的感覺有幾點：1.探究式教學(xué)備課需充分，要花更多的時間進行案例分析和教學(xué)設(shè)計。2.探究式教學(xué)中控制課堂進度較難。在探究式教學(xué)中，教師需控制好課堂的節(jié)奏，在學(xué)生討論過程中即時給出評價和啟發(fā)，否則討論將會毫無結(jié)果，影響教學(xué)質(zhì)量。3.活躍的探究式教學(xué)更能激發(fā)教師的教學(xué)熱情。在探究式教學(xué)課堂上大部分學(xué)生能夠全程跟蹤老師，充分的眼神交互和語言交互使得教師的思維更為活躍，充滿熱情。

通過對學(xué)生做調(diào)查問卷，采用探究式教學(xué)班級的學(xué)生反饋是學(xué)習(xí)氣氛輕松，與同學(xué)和老師交互多，能夠促進自己的思考。而在傳統(tǒng)教學(xué)課堂上有的學(xué)生感覺枯燥，注意力不夠集中。采用探究式教學(xué)班級的學(xué)生在實驗教學(xué)課堂上也體現(xiàn)出更多的自主探究精神，能夠主動完成教師布置的拓展練習(xí)題目，在課堂上踴躍提出問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度更為積極。

探究式教學(xué)讓學(xué)生在課堂上有更多思考的機會，更多的與老師和同學(xué)交流的機會。將探究式教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)、項目教學(xué)法與小組討論相結(jié)合，能夠在教學(xué)中取得較好的教學(xué)效果。同時，探究式教學(xué)也提高了教師的教學(xué)水平。

參考文獻：

[1]烏美娜.教學(xué)設(shè)計[M].高等教育出版社，1994，（10）.

[2]萬紅霞.高中生物探究式教學(xué)應(yīng)用研究[D].華中師范大學(xué)，2009.

[3]袁維新.科學(xué)探究教學(xué)模式的反思與批判[J].教育學(xué)報，2006，2（4）.