基于探究式教學視角的程序設計基礎教學改革探索

王猛 曾夢璐 夏晶晶 潘立武 王秀玲

摘要：將探究式教學引入程序設計課程中，不僅可以提高學生學習的興趣，調動教師教學的熱情，還豐富了探究式教學的實踐。通過研究探究式教學的特征，分析教學的實施條件、組織形式，設計教學情境的創設方法，最后對評價問題進行了探討。在兩年的時間里，對我校多個非計算機專業進行了探究教學的實踐，學生在課堂上積極思考、踴躍發言、喜歡探討和合作，其分析能力、思維能力、實踐能力、創造能力以及交流合作等方面的能力都有了很大的提高，教學改革效果顯著。

關鍵詞：程序設計；探究式教學；自主學習；情境創設

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）05-0119-02

程序設計課程作為大學通識教育的重要組成部分，一方面能提高學生的計算機應用能力，另一方面有助于培養他們的邏輯思維能力和創新能力，2016年出版的《大學計算機基礎課程教學基本要求》中把程序設計模塊列為重要內容之一，可見其重要性不言而喻[1]。然而，傳統的程序設計課程的教學，側重于語法及知識點的講解，然而單純的講解語法，會讓學生感覺枯燥乏味，編程水平也得不到有效提升，最終失去學習的動力與興趣。因此，語法學習不是目標，目標是培養學生編程能力的和運用算法解決實際問題的能力。探究式教學，引導學生在探究過程中的學習，并不斷激發他們的學習興趣，逐漸養成主動思考的習慣，變被動學習為主動學習。鑒于此，課題組以探究式教學基礎理論為基礎，將探究式教學引入程序設計課程，希望依此指導教育教學工作，以改促學，調動學生學習的興趣，激發教師教學的熱情。

1 探究式教學的特征

安德森在《教學和教育百科全書》中指出：“探究式教學的本質特征是不把構成教學目標的有關概念和認知策略直接告訴學生，而是由教師創造一種智力和社會交往環境，讓學生通過探索發現有利于開展這種探究活動的學科內容、要素和認知策略。”[2]借鑒前人的理論研究，結合從實踐中得來的認知，課題組總結了探究式教學的五個特征：

（1）問題是導向是中心。探究式教學將學習內容寓于一定的問題中，啟發學生主動發現問題，從而構建知識體系，完全摒棄了過去讓學生直接學習具體內容的做法。

（2）學生是對象是主體。體現在兩個方面：1）結合學生興趣和能力制定教學內容、設計教學活動；2）學生自主學習貫穿探究過程始終。

（3）開放是前提是鋪墊。表現在四個方面：1）探究式教學目標包含能力、認知及情感等多個目標。2）探究的教學內容不但來源于教材，還可以來源于現實問題。3）根據探究的問題，學生查找資料不僅限于課本，還要通過課外圖書或互聯網查詢相關信息。4）探究式教學不存在統一“標準答案”，學生按照自身對問題的理解和思維方式來解決問題。

（4）互動是手段是特色。師生之間、學生之間、學生與他人之間的互動是探究式教學的一大特色，也是與傳統教學中師生間單項信息傳遞的一大區別。這些互動教學具有幫助學生思維拓展、拓寬思路、加深理解有很大幫助。

（5）過程是標準是財富。探究式教學通過學生歸納推理或演繹推理，實踐驗證，最終獲得結論，從中獲得探索的快樂和發現的激動。這是一個發現問題，運用知識解決問題的過程，也是對學生進行評價的重要指標。

2 教學過程的實施

2.1 探究式教學實施的條件

（1）必備的先導課程。程序設計學科特點鮮明，學生需要具備計算機基礎知識，能夠熟練操作計算機，從而進行程序調試，所以《大學生計算機基礎》應該作為本課程的基礎課程，事先學習。

（2）初步的認知結構。探究式教學突出學生要主動從自身學習中解決問題，強調依托已有知識體系，解決新問題新挑戰，融會貫通新舊知識體系。這些知識體系包括閱讀復雜題干時的語言分析能力，解決初等數學問題的功底等等。

（3）學生的積極主動性。 探究式教學，學生是內因，教師和環境是外因。突出學生為主體，重視學生學習積極性，激發學生學習意愿，強調自主學習。

（4）恰當的學習內容。探究內容的難易程度不宜過難，以免挫傷學生學習的信心和積極性，同時又不宜過易，以免造成學生失去興趣，學生在探究操作過程中，可以通過現有條件推理驗證出正確的結論。

（5）寬松的學習環境。因人制宜，給予學生多層次學習需求。學生的接納、理解及分析能力不盡相同，探究式教學針對不同學生，發揮每個學生的特長，為其提供充分的學習、思考時間，讓每個學生都能游刃有余的學習，享受學習樂趣。

2.2 探究式教學的組織形式

探究式教學中，教師的主要職能是組織、監督以及引導學生學習，打破傳統教學中“領導者”的固有形象，以學生為主體，教師多種形式靈活組織學生，讓每個學生都實實在在地參與其中。探究式教學的組織形式一般包含以下三種：

（1）班級教學。集體授課是傳統教學中常見的教學形式，即班級教學。有些難以理解、無法自主探究的內容，需要教師面對面集體講解，帶領學生學習基本概念和進行初步的認知，然后再進行探究則會取得更好的教學效果。

（2）獨立探究。學生可以選擇開放式探究，自己確定探究內容，制定探究項目的時間，也可以由教師提供探究內容，給不同的學生分配不同的探究任務，分配不同的探究項目所對應的完成時間。

（3）獨立探究結合集體討論。這種探究的組織過程需要個人探究和集體討論相結合，在“頭腦風暴”的過程中多層次的認識問題，使結論更加豐滿完善。這就需要若干學生針對同一探究主題，個人探究和集體討論相結合，分享探討結果，達到個人智慧與集體智慧的完美結合[3]。

2.3 探究式教學中創設教學情境的方法

教師主動創造“典型場景”，以引出教學任務，吸引學生注意力，這就是教學情境。良好適宜的教學情境有助于激發學生學習熱情，提高教學效率。教師通過建立教學情境，讓學生意識到認知結構和周圍環境之間的不均衡，可以大大激發學生的學習興趣和關注力，可以將學習活動的過去式、現在式和將來式串聯在一起。探究式教學情境的創設需要考慮以下幾個原則：

（1）以課程教學大綱為依據，創設的情境是為教學服務的，

（2）要接地氣，以日常生活為切入點，能夠吸引學生的注意力，激發學生的求知欲。

（3）要包含將要學習的新的知識點，情境中新內容的設計，要循序漸進，不可唐突。

（4）學生應能夠分析出問題的基本思路，情境中以舊知識點為引子，由舊的知識點引向新的知識點，兩者之間做好無縫連接。

教師可通過以下四種基本思路來創設探究式教學情境：

（1）應用性。教師可以從分析實際問題出發，使用編程解決問題，讓學生看到程序設計和現實生活是如何對接的，在成功的案例中，提高學習的興趣。

（2）趣味性。興趣是最好的老師，有了興趣學生再也不是壓力下的學習，而是主動的探究。趣味性的問題可以克服枯燥的語法和晦澀的算法讓學生產生的畏懼，引導學生去主動思考。

（3）游戲再現。現在的大學生大多對游戲有種親切感，游戲可以緩解課堂上緊張的環境，可以激發學生討論發言的興趣。教師可以借此引導學生根據游戲的規則去思考其背后的邏輯，探究邏輯背后的算法。

（4）設計陷阱。一般情況下，學生對正確的解題過程不會留意，而對那些老師“做錯”的地方格外提神。基于這點考慮，我們創設情境時故意設計陷阱，這種陷阱多數情況下正是學生感覺沒問題的、貌似正確的做法。通過老師“做錯”題目引起學生對這個知識點的警覺[4]。

3 對學生學習效果的評價

效果評價是指依據某些標準，對學生的學習效果進行衡量和判定的過程。評價時應考慮客觀性、科學性以及系統性。既要正確有效地對學生學習效果做出評價，體現學生的差異性，又要充分考察學生的能力和態度。在不斷摸索的過程中，總結出以下幾種成熟、可靠、可執行的方法[5]。

（1）書面測驗。首先，有些知識點通過書面測驗能夠全面地考察出學生掌握程度。其次，以閉卷筆試為代表的書面測試更具權威性和公正性，對有作弊思想的投機分子是一種強大的威懾。因此，考試依然可以作為考察學生的重要方式。

（2）問題測驗。測驗過程中，教師要求學生完成某個命題，該命題可以有多重答案，具有開放性。學生通過回答這些問題，公開展示自己對相應知識的掌握，演示自己編寫的程序，并進行講解。這個過程可以映射出他們的思維能力和探究能力，這一點正是傳統的書面考試難以進行評價的地方。

（3）課程設計法。教師提供足夠多的課題，學生根據自己的興趣進行選擇，這種題目對學生綜合能力的考察較高，目標是用編程方法解決實際問題。整個課程設計的完整實施，可以使學生對程序設計和編程思想有更加深入的理解，同時，可使教師對每個學生進行全面、客觀、公正的評價，包括知識點的掌握程度、分析與解決問題的能力、演講與表達能力等等。

4 結論

課題組在兩年的時間內，針對我校2015級食品質量、食品科學、包裝工程，2016級食品質量、電子商務、網絡營銷，17級農機等專業進行了改革試點，在課程內容組織、教學方法和考核評價三個方面展開了全新的探索，修訂了課程標準，重新編寫了講義和練習題，出版了配套教材。經過兩年的探究教學的實踐，課題組欣喜地看到學生由剛開始的不知所措、不知到哪兒查找資料、提問時低頭默不作聲到學期結束時課堂上的積極思考、踴躍發言、喜歡探討與合作，學生的分析能力、思維能力、實踐能力、創造能力以及交流合作等方面的能力都有了很大的提高，教學改革效果顯著。

參考文獻：

[1] 教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會.大學計算機基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2016.

[2] ANDERSON L W. National encyclopedia of teaching and teacher education[M]. Elservier Service Ltd. Second Education， 1995.

[3] 余清臣.研究性學習[M].北京：教育科學出版社，2003.

[4] 田慧生，李如密.教學論[M].石家莊：河北教育出版社，1999.

[5] 成維莉.計算機程序設計探究式教學研究[D].揚州：揚州大學，2007.

【通聯編輯：王力】