基于探究式教學(xué)視角的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)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(xué)引入程序設(shè)計(jì)課程中，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動教師教學(xué)的熱情，還豐富了探究式教學(xué)的實(shí)踐。通過研究探究式教學(xué)的特征，分析教學(xué)的實(shí)施條件、組織形式，設(shè)計(jì)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)方法，最后對評價問題進(jìn)行了探討。在兩年的時間里，對我校多個非計(jì)算機(jī)專業(yè)進(jìn)行了探究教學(xué)的實(shí)踐，學(xué)生在課堂上積極思考、踴躍發(fā)言、喜歡探討和合作，其分析能力、思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)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(xué)改革效果顯著。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；探究式教學(xué)；自主學(xué)習(xí)；情境創(chuàng)設(shè)

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

程序設(shè)計(jì)課程作為大學(xué)通識教育的重要組成部分，一方面能提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，另一方面有助于培養(yǎng)他們的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力，2016年出版的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》中把程序設(shè)計(jì)模塊列為重要內(nèi)容之一，可見其重要性不言而喻[1]。然而，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)，側(cè)重于語法及知識點(diǎn)的講解，然而單純的講解語法，會讓學(xué)生感覺枯燥乏味，編程水平也得不到有效提升，最終失去學(xué)習(xí)的動力與興趣。因此，語法學(xué)習(xí)不是目標(biāo)，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生編程能力的和運(yùn)用算法解決實(shí)際問題的能力。探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中的學(xué)習(xí)，并不斷激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，逐漸養(yǎng)成主動思考的習(xí)慣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。鑒于此，課題組以探究式教學(xué)基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ)，將探究式教學(xué)引入程序設(shè)計(jì)課程，希望依此指導(dǎo)教育教學(xué)工作，以改促學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)教師教學(xué)的熱情。

1 探究式教學(xué)的特征

安德森在《教學(xué)和教育百科全書》中指出：“探究式教學(xué)的本質(zhì)特征是不把構(gòu)成教學(xué)目標(biāo)的有關(guān)概念和認(rèn)知策略直接告訴學(xué)生，而是由教師創(chuàng)造一種智力和社會交往環(huán)境，讓學(xué)生通過探索發(fā)現(xiàn)有利于開展這種探究活動的學(xué)科內(nèi)容、要素和認(rèn)知策略。”[2]借鑒前人的理論研究，結(jié)合從實(shí)踐中得來的認(rèn)知，課題組總結(jié)了探究式教學(xué)的五個特征：

（1）問題是導(dǎo)向是中心。探究式教學(xué)將學(xué)習(xí)內(nèi)容寓于一定的問題中，啟發(fā)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，從而構(gòu)建知識體系，完全摒棄了過去讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)具體內(nèi)容的做法。

（2）學(xué)生是對象是主體。體現(xiàn)在兩個方面：1）結(jié)合學(xué)生興趣和能力制定教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)活動；2）學(xué)生自主學(xué)習(xí)貫穿探究過程始終。

（3）開放是前提是鋪墊。表現(xiàn)在四個方面：1）探究式教學(xué)目標(biāo)包含能力、認(rèn)知及情感等多個目標(biāo)。2）探究的教學(xué)內(nèi)容不但來源于教材，還可以來源于現(xiàn)實(shí)問題。3）根據(jù)探究的問題，學(xué)生查找資料不僅限于課本，還要通過課外圖書或互聯(lián)網(wǎng)查詢相關(guān)信息。4）探究式教學(xué)不存在統(tǒng)一“標(biāo)準(zhǔn)答案”，學(xué)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(xué)生之間、學(xué)生與他人之間的互動是探究式教學(xué)的一大特色，也是與傳統(tǒng)教學(xué)中師生間單項(xiàng)信息傳遞的一大區(qū)別。這些互動教學(xué)具有幫助學(xué)生思維拓展、拓寬思路、加深理解有很大幫助。

（5）過程是標(biāo)準(zhǔn)是財(cái)富。探究式教學(xué)通過學(xué)生歸納推理或演繹推理，實(shí)踐驗(yàn)證，最終獲得結(jié)論，從中獲得探索的快樂和發(fā)現(xiàn)的激動。這是一個發(fā)現(xiàn)問題，運(yùn)用知識解決問題的過程，也是對學(xué)生進(jìn)行評價的重要指標(biāo)。

2 教學(xué)過程的實(shí)施

2.1 探究式教學(xué)實(shí)施的條件

（1）必備的先導(dǎo)課程。程序設(shè)計(jì)學(xué)科特點(diǎn)鮮明，學(xué)生需要具備計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識，能夠熟練操作計(jì)算機(jī)，從而進(jìn)行程序調(diào)試，所以《大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》應(yīng)該作為本課程的基礎(chǔ)課程，事先學(xué)習(xí)。

（2）初步的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。探究式教學(xué)突出學(xué)生要主動從自身學(xué)習(xí)中解決問題，強(qiáng)調(diào)依托已有知識體系，解決新問題新挑戰(zhàn)，融會貫通新舊知識體系。這些知識體系包括閱讀復(fù)雜題干時的語言分析能力，解決初等數(shù)學(xué)問題的功底等等。

（3）學(xué)生的積極主動性。 探究式教學(xué)，學(xué)生是內(nèi)因，教師和環(huán)境是外因。突出學(xué)生為主體，重視學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)意愿，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)。

（4）恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)內(nèi)容。探究內(nèi)容的難易程度不宜過難，以免挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和積極性，同時又不宜過易，以免造成學(xué)生失去興趣，學(xué)生在探究操作過程中，可以通過現(xiàn)有條件推理驗(yàn)證出正確的結(jié)論。

（5）寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。因人制宜，給予學(xué)生多層次學(xué)習(xí)需求。學(xué)生的接納、理解及分析能力不盡相同，探究式教學(xué)針對不同學(xué)生，發(fā)揮每個學(xué)生的特長，為其提供充分的學(xué)習(xí)、思考時間，讓每個學(xué)生都能游刃有余的學(xué)習(xí)，享受學(xué)習(xí)樂趣。

2.2 探究式教學(xué)的組織形式

探究式教學(xué)中，教師的主要職能是組織、監(jiān)督以及引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，打破傳統(tǒng)教學(xué)中“領(lǐng)導(dǎo)者”的固有形象，以學(xué)生為主體，教師多種形式靈活組織學(xué)生，讓每個學(xué)生都實(shí)實(shí)在在地參與其中。探究式教學(xué)的組織形式一般包含以下三種：

（1）班級教學(xué)。集體授課是傳統(tǒng)教學(xué)中常見的教學(xué)形式，即班級教學(xué)。有些難以理解、無法自主探究的內(nèi)容，需要教師面對面集體講解，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)基本概念和進(jìn)行初步的認(rèn)知，然后再進(jìn)行探究則會取得更好的教學(xué)效果。

（2）獨(dú)立探究。學(xué)生可以選擇開放式探究，自己確定探究內(nèi)容，制定探究項(xiàng)目的時間，也可以由教師提供探究內(nèi)容，給不同的學(xué)生分配不同的探究任務(wù)，分配不同的探究項(xiàng)目所對應(yīng)的完成時間。

（3）獨(dú)立探究結(jié)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(jié)合，在“頭腦風(fēng)暴”的過程中多層次的認(rèn)識問題，使結(jié)論更加豐滿完善。這就需要若干學(xué)生針對同一探究主題，個人探究和集體討論相結(jié)合，分享探討結(jié)果，達(dá)到個人智慧與集體智慧的完美結(jié)合[3]。

2.3 探究式教學(xué)中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方法

教師主動創(chuàng)造“典型場景”，以引出教學(xué)任務(wù)，吸引學(xué)生注意力，這就是教學(xué)情境。良好適宜的教學(xué)情境有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效率。教師通過建立教學(xué)情境，讓學(xué)生意識到認(rèn)知結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境之間的不均衡，可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和關(guān)注力，可以將學(xué)習(xí)活動的過去式、現(xiàn)在式和將來式串聯(lián)在一起。探究式教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)需要考慮以下幾個原則：

（1）以課程教學(xué)大綱為依據(jù)，創(chuàng)設(shè)的情境是為教學(xué)服務(wù)的，

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

（3）要包含將要學(xué)習(xí)的新的知識點(diǎn)，情境中新內(nèi)容的設(shè)計(jì)，要循序漸進(jìn)，不可唐突。

（4）學(xué)生應(yīng)能夠分析出問題的基本思路，情境中以舊知識點(diǎn)為引子，由舊的知識點(diǎn)引向新的知識點(diǎn)，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(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)情境：

（1）應(yīng)用性。教師可以從分析實(shí)際問題出發(fā)，使用編程解決問題，讓學(xué)生看到程序設(shè)計(jì)和現(xiàn)實(shí)生活是如何對接的，在成功的案例中，提高學(xué)習(xí)的興趣。

（2）趣味性。興趣是最好的老師，有了興趣學(xué)生再也不是壓力下的學(xué)習(xí)，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(xué)生產(chǎn)生的畏懼，引導(dǎo)學(xué)生去主動思考。

（3）游戲再現(xiàn)。現(xiàn)在的大學(xué)生大多對游戲有種親切感，游戲可以緩解課堂上緊張的環(huán)境，可以激發(fā)學(xué)生討論發(fā)言的興趣。教師可以借此引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)游戲的規(guī)則去思考其背后的邏輯，探究邏輯背后的算法。

（4）設(shè)計(jì)陷阱。一般情況下，學(xué)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(diǎn)考慮，我們創(chuàng)設(shè)情境時故意設(shè)計(jì)陷阱，這種陷阱多數(shù)情況下正是學(xué)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(xué)生對這個知識點(diǎn)的警覺[4]。

3 對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價

效果評價是指依據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行衡量和判定的過程。評價時應(yīng)考慮客觀性、科學(xué)性以及系統(tǒng)性。既要正確有效地對學(xué)生學(xué)習(xí)效果做出評價，體現(xiàn)學(xué)生的差異性，又要充分考察學(xué)生的能力和態(tài)度。在不斷摸索的過程中，總結(jié)出以下幾種成熟、可靠、可執(zhí)行的方法[5]。

（1）書面測驗(yàn)。首先，有些知識點(diǎn)通過書面測驗(yàn)?zāi)軌蛉娴乜疾斐鰧W(xué)生掌握程度。其次，以閉卷筆試為代表的書面測試更具權(quán)威性和公正性，對有作弊思想的投機(jī)分子是一種強(qiáng)大的威懾。因此，考試依然可以作為考察學(xué)生的重要方式。

（2）問題測驗(yàn)。測驗(yàn)過程中，教師要求學(xué)生完成某個命題，該命題可以有多重答案，具有開放性。學(xué)生通過回答這些問題，公開展示自己對相應(yīng)知識的掌握，演示自己編寫的程序，并進(jìn)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(diǎn)正是傳統(tǒng)的書面考試難以進(jìn)行評價的地方。

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

4 結(jié)論

課題組在兩年的時間內(nèi)，針對我校2015級食品質(zhì)量、食品科學(xué)、包裝工程，2016級食品質(zhì)量、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)營銷，17級農(nóng)機(jī)等專業(yè)進(jìn)行了改革試點(diǎn)，在課程內(nèi)容組織、教學(xué)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(biāo)準(zhǔn)，重新編寫了講義和練習(xí)題，出版了配套教材。經(jīng)過兩年的探究教學(xué)的實(shí)踐，課題組欣喜地看到學(xué)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(xué)期結(jié)束時課堂上的積極思考、踴躍發(fā)言、喜歡探討與合作，學(xué)生的分析能力、思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)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(xué)改革效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：王力】