運用建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)

摘要：運用建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)──教學(xué)模式和評價模式，不僅可以增強學(xué)生的學(xué)習興趣，提高程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量，有助于程序設(shè)計人才的脫穎而出，而且還可以培養(yǎng)和加強學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義理論；程序設(shè)計；教學(xué)結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新人才

中圖分類號：G64文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913（2007）02-0023-04

1 引言

計算機教育是高等教育的基礎(chǔ)之一，而程序設(shè)計基礎(chǔ)是一門十分重要的計算機基礎(chǔ)課程。運用現(xiàn)代教育技術(shù)的先進理論──建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)，不僅有利于程序設(shè)計基礎(chǔ)學(xué)科的自身建設(shè)，更有利于培養(yǎng)和提高廣大學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力。

2 建構(gòu)主義理論

建構(gòu)主義理論是當今國際教育界影響較大，并日益顯示其強大生命力的一種新的、較成熟的教育理論，它對于我們深入教育改革、進行學(xué)科教育研究等都有重要的借鑒和啟示作用。建構(gòu)主義理論的核心觀點是：人作為認知主體對知識的獲取不是被動地接受、而是主動加工建構(gòu)的，即學(xué)習知識是“認知主體”的內(nèi)部心理過程，并把學(xué)習者看作是“信息加工主體”，而不再是“刺激──反應(yīng)”的行為過程，而把學(xué)習者看作對外部刺激作出被動反應(yīng)的“知識灌輸對象”。也就是說，學(xué)習是學(xué)習者在原有知識的基礎(chǔ)上借助外來信息、通過雙向、交互作用來加工建構(gòu)的認知過程，用一句話可概括為：以學(xué)生為中心，強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識意義的主動建構(gòu)（而不是像傳統(tǒng)教學(xué)那樣，只是把知識從教師頭腦中傳送到學(xué)生的筆記本上）。因此，建構(gòu)主義理論的主要目的是讓學(xué)生自主建構(gòu)自身知識，教師只是起到通過科學(xué)的教學(xué)方法和手段幫助學(xué)生積極主動完成知識建

構(gòu)的輔助、指導(dǎo)作用。

3 運用建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)

3.1程序設(shè)計基礎(chǔ)的傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)

程序設(shè)計基礎(chǔ)的傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)是以教師為中心，教師講、學(xué)生聽，主要靠教師向?qū)W生灌輸知識，作為認知主體的學(xué)生在教學(xué)過程中自始至終處于被動狀態(tài)，難以發(fā)揮其主動性、積極性。這樣的教學(xué)，既不能保證教學(xué)的質(zhì)量與效率，又不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維，也不利于創(chuàng)造型人材的成長。在程序設(shè)計基礎(chǔ)的具體教學(xué)內(nèi)容安排上，過于注重語句、語法和一些細節(jié)，基本上是以高級語言自身的體系為脈絡(luò)展開滿堂灌式的講解，沒有把邏輯和編程解題思路放在主體地位上；對如何分析問題和解決問題啟發(fā)和引導(dǎo)不夠，對學(xué)生的編程、上機解題的能力訓(xùn)練不夠，直接導(dǎo)致學(xué)生普遍反映該課程枯燥難學(xué)，而且學(xué)過之后，不能用來很好地解決實際問題。在教學(xué)評價上，考試是“指揮棒”，它對教學(xué)目標、教學(xué)過程有著較大的負面影響，許多學(xué)生就是為了通過考試而學(xué)，學(xué)習過程中表現(xiàn)得十分被動，教師為了合格率而教，教學(xué)效果自然不好，也就更談不上學(xué)生創(chuàng)造思維、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)了。

3.2運用建構(gòu)主義理論建構(gòu)程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)

運用建構(gòu)主義理論改革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)，可以從根本上提高教學(xué)質(zhì)量，真正培養(yǎng)和提高學(xué)生的計算機應(yīng)用能力、實際操作能力，更有助于他們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性能力的發(fā)揮。

3.2.1構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)模式

運用建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)模式就是要強調(diào)以學(xué)生為中心，將學(xué)生視為教學(xué)主體，設(shè)計和安排教學(xué)首先考慮學(xué)生的認知規(guī)律和學(xué)習特點，并在具體的教學(xué)過程甚至每一個環(huán)節(jié)，都顧及到學(xué)生的實際情況，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習動機；通過創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情境和提示新舊知識之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當前所學(xué)知識的意義；為了使意義建構(gòu)更有效，教師應(yīng)在可能的條件下組織協(xié)作學(xué)習（開展討論與交流），并對協(xié)作學(xué)習過程進行引導(dǎo)，使之朝有利于意義建構(gòu)的方向發(fā)展，最終引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)主動學(xué)習，創(chuàng)造性地學(xué)習。有了這樣先進的教學(xué)理念，程序設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容安排就更趨于合理：以強調(diào)動手實踐、上機編程為切入點；以任務(wù)驅(qū)動方式，通過實例講授程序設(shè)計的基本概念和基本方法；并將授課重點放在程序設(shè)計的思路解析上，即在C/C++語言的環(huán)境下，針對問題進行分析，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，理出算法并編程實現(xiàn)，努力提高學(xué)生分析、解決問題的能力，從中激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，鍛煉他們的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。為此，在日常的教學(xué)過程中，我們采取了如下的細化方案。

（1）采用雙語教學(xué)

程序設(shè)計基礎(chǔ)的課堂教學(xué)采用雙語（英語和漢語）授課。程序設(shè)計所選用的計算機語言（如C/C++）與自然語言（英語）很相似，采用雙語教學(xué)便于學(xué)生對計算機語言的理解和掌握，有利于進一步學(xué)習程序設(shè)計。教師通過適時、必要的雙語講解和提示，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生充分利用大學(xué)英語的語言背景，站在語言學(xué)習的基點來完成計算機語言及程序設(shè)計理論意義的建構(gòu)，為順利實現(xiàn)與計算機的真正交流打下堅實的理論基礎(chǔ)。在此期間，學(xué)生作為主體直接參與教學(xué)，“外化”已學(xué)過的英語知識，并不斷產(chǎn)生正遷移，自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律、自己去糾正和補充片面的認識，進而完善程序設(shè)計知識的建構(gòu)；因此，學(xué)生的學(xué)習興趣和學(xué)習熱情、主動性和建構(gòu)性不斷被激發(fā)，發(fā)散、逆向等創(chuàng)造型思維得以孕育和培養(yǎng)。學(xué)生完全是在一種“探索與發(fā)現(xiàn)”式的學(xué)習過程中，去積極主動地建構(gòu)自己的計算機語言和程序設(shè)計知識。

（2）強化學(xué)生動手實踐

強化學(xué)生動手實踐貫穿程序設(shè)計基礎(chǔ)的整個教學(xué)。教師明確告訴學(xué)生：程序設(shè)計是高強度的的腦力勞動，不是聽會的，也不是看會的，而是自己練會的。在整個教學(xué)中，始終讓學(xué)生直接參與思考、直接動手操作，鼓勵和支持他們在親自參與的實際操作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并積極啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生把當前學(xué)習內(nèi)容所反映的事物盡量和自己已經(jīng)知道的事物相聯(lián)系，并對這種聯(lián)系加以認真思考，最終用探索、發(fā)現(xiàn)的方法建構(gòu)程序設(shè)計知識的意義。例如，每節(jié)課2/3的時間，學(xué)生都在教師的鼓勵和支持下，積極動腦去參與具體的實際操作，教師既不是簡單地指出學(xué)生的錯誤操作，也不是簡單地解答學(xué)生的提問和要求，而是啟發(fā)和激勵他們進行個性化的學(xué)習，讓學(xué)生自己積極主動進行所學(xué)知識意義的建構(gòu)，最大限度地提高每一位學(xué)生的學(xué)習效率。除此之外，教師可將一些有較好編程基礎(chǔ)的學(xué)生組織起來，因材施教，引導(dǎo)他們進行探索式的研究性學(xué)習，讓他們繼續(xù)提高，同時還讓他們擔任“輔導(dǎo)員”，指導(dǎo)和幫助其他同學(xué)解決所遇的問題，通過“自我協(xié)商”與“相互協(xié)商”，提高建構(gòu)意義的效率和質(zhì)量，開拓學(xué)生的創(chuàng)新性思維。這期間，教師始終是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者、知識建構(gòu)的幫助者、促進者；學(xué)生則是積極、主動、快樂的學(xué)習者。

（3）培養(yǎng)理性思維，進行理性實踐

有的學(xué)者認為：

程序設(shè)計=計算機編程語言+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法

程序設(shè)計就是把用戶解決問題的方法思路（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法）用計算機能夠讀懂的語法格式表達出來，并通過運行來完成用戶問題的解答。計算機是由人發(fā)明的，是“人類通用的智力工具”，它的“思維模式”完全是人類思維模式的反映。因此，在程序設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)中，教師有意識地將人的思維與程序設(shè)計的編程算法一一對照，引導(dǎo)學(xué)生不斷尋找兩者間的聯(lián)系，理性思維，從而積極主動地建構(gòu)起程序設(shè)計編程算法的理論和規(guī)律，并指導(dǎo)自己進行理性實踐。

例如，在課堂教學(xué)中，針對一些理論知識，如計算機語言的語法結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計的算法等，教師可以利用5~10分鐘的時間，通過精煉、簡短的CAI雙語課件演示和講解，然后分別對比自然語言和人的思維，由感性認識上升到理性認識，啟發(fā)他們通過理性思維遞推和建構(gòu)起計算機語言的語法結(jié)構(gòu)；面對一些程序設(shè)計的經(jīng)典實例，同樣對照人的自然思維，結(jié)合一些數(shù)學(xué)知識，引導(dǎo)他們理性地總結(jié)和建構(gòu)出程序設(shè)計編程算法的理論和規(guī)律，進而在具體的編程實戰(zhàn)中舉一反三，進行理性實踐。教師平時比較注意對學(xué)生學(xué)習方式的正確引導(dǎo)，讓他們明白：理論很重要，動手實踐更重要。要在理論指導(dǎo)下，動手動腦、有條有理地進行實踐。

因此，學(xué)生經(jīng)過這樣的理性思維和理性實踐，掌握了程序設(shè)計的技巧和方法，成功地解決了具體問題，獲得了成就感，進而對程序設(shè)計產(chǎn)生興趣，真正克服了學(xué)習程序設(shè)計的畏難情緒，學(xué)習起來也會更加從容。

（4）培養(yǎng)良好的編程習慣

程序除了寫給自己看，還要交流，良好的編程風格可以提高程序的可讀性、規(guī)范性、通用性。在日常教學(xué)中，教師應(yīng)該注意對學(xué)生這方面習慣的培養(yǎng)。比如，教師可通過規(guī)范、嚴謹?shù)慕虒W(xué)課件展示聲明變量加注釋，程序構(gòu)思有說明，通過分析和調(diào)試典型的編程實例，讓學(xué)生學(xué)會有效地編寫程序、調(diào)試程序、優(yōu)化程序，并對程序的運行結(jié)果作出正確與否的判斷和分析，從而達到對學(xué)生良好編程素質(zhì)的培養(yǎng)，也有助于學(xué)生嚴謹治學(xué)精神的塑造，這是建構(gòu)主義理論對教師在教學(xué)中進行學(xué)習情景設(shè)計的要求。

（5）培養(yǎng)和提高學(xué)習能力，創(chuàng)新能力

程序設(shè)計基礎(chǔ)是培養(yǎng)大學(xué)生學(xué)習能力、創(chuàng)新能力的大課堂。程序設(shè)計是一門實踐性極強的計算機學(xué)科，所學(xué)內(nèi)容與要求實踐的操作完全一致。因此，適當安排學(xué)生自學(xué)，有助于提高學(xué)生的自學(xué)能力。網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建為學(xué)生提供了一個較好的學(xué)習環(huán)境，為此，教師在教學(xué)期間可以不時地設(shè)計一些能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性的有關(guān)程序設(shè)計的最新問題，鼓勵他們通過網(wǎng)絡(luò)渠道學(xué)習和提高自己的程序設(shè)計能力，而且通過上網(wǎng)可以提高他們獲取信息、處理信息和交流信息的能力，有助于培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)制性思維[4]。

總之，經(jīng)過近幾年程序設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)實踐證明：這種新型的教學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較好的教學(xué)效果，學(xué)生不僅掌握了程序設(shè)計的編程方法和技巧，還養(yǎng)成了良好的編程習慣，同時又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和較強的動手實踐能力，得到了廣大學(xué)生的贊同。

3.2.2 構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型教學(xué)評價模式

運用建構(gòu)主義理論構(gòu)建程序設(shè)計基礎(chǔ)課程的新型教學(xué)評價模式，主張評價不能僅依據(jù)客觀的教學(xué)目標，還應(yīng)該包括學(xué)習任務(wù)的整體性評價，學(xué)習參與度的評價等，即通過讓學(xué)生去實際完成一個真實的任務(wù)來檢驗學(xué)生學(xué)習結(jié)果的優(yōu)劣。而建構(gòu)主義主張學(xué)習是自我建構(gòu)知識意義的過程，因此，源于建構(gòu)觀的評價并不強調(diào)使用強化和行為控制工具，而較多使用自我分析和元認知工具。因此，程序設(shè)計基礎(chǔ)的新型評價模式既便于學(xué)生及時了解自己學(xué)習的進展情況、存在的問題等，以便能夠及時彌補知識漏洞，學(xué)生自主學(xué)習的積極性、創(chuàng)造性被調(diào)動和激發(fā)，同時又能夠幫助教師及時調(diào)整和改進教學(xué)工作，最終促進教學(xué)質(zhì)量的提高。

（1）學(xué)生學(xué)習效果的評價

考試是檢驗學(xué)生學(xué)習效果、評價學(xué)生學(xué)習業(yè)績的重要環(huán)節(jié)。開課之初，我們就提醒同學(xué)：課程的考核方式是以上機考試取代筆試，考試結(jié)果也由計算機評判，對就是對，錯就是錯，不紙上談兵，不考死記硬背的東西。這樣對學(xué)生的日常學(xué)習有一個正確的引導(dǎo)。然而，考試只是手段，不是最終目的，我們采用設(shè)計合理的階段測試系統(tǒng)，對學(xué)生各階段的學(xué)習情況進行跟蹤測試，測試結(jié)果隨機給出，學(xué)生可以根據(jù)結(jié)果隨時調(diào)整和糾正這一階段的學(xué)習方式和方法，及時查漏補缺，進而積極主動、創(chuàng)造性地完成學(xué)習。

（2）教師教學(xué)效果的評價

設(shè)計開發(fā)科學(xué)的程序設(shè)計考試系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)考試功能，同時還可對考試結(jié)果進行評析，針對各位教師所教班級的考試結(jié)果給出相應(yīng)的評估報告，實現(xiàn)學(xué)校對教師教學(xué)情況的監(jiān)控，進而對教師的教學(xué)予以指導(dǎo)，以提高程序設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，而教師本人也可根據(jù)評估報告及時調(diào)整自己的教學(xué)計劃和教學(xué)設(shè)計，進而摸索出符合教學(xué)規(guī)律、更能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和能力的教學(xué)方法，最大限度地提高教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

不論是從國際還是從國內(nèi)的教學(xué)情況看，當前各級各類學(xué)校深化教學(xué)改革的關(guān)鍵都在于能否打破長期以來統(tǒng)治他們課堂的傳統(tǒng)教學(xué)模式。為了改變這種狀況，國內(nèi)外許多教育工作者、教育學(xué)家、教育技術(shù)專家多年來從理論與實踐兩個方面作了大量的研究與探索，建構(gòu)主義理論正是這種努力所取得的主要理論研究成果。廣大教師在具體的教學(xué)實踐中如何理論聯(lián)系實際，將之轉(zhuǎn)化成有效的教學(xué)方法和手段，還需要不懈地探索和開拓，最終才能使建構(gòu)主義理論成為我們深化教學(xué)改革的指導(dǎo)思想和批判傳統(tǒng)教育思想與教學(xué)觀念的銳利武器。

參考文獻：

[1]何克抗，李文光.教育技術(shù)學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2005.

[2]馮忠良，伍新春，姚梅林，等.教育心理學(xué)[M]. 北京：人民教育出版社，2002.

[3]張建偉，孫燕青.建構(gòu)性學(xué)習[M]. 上海：上海教育出版社，2004.

投稿日期：2006-11-08

作者簡介：郝長勝（1964-），男，教授，現(xiàn)從事計算機及其應(yīng)用研究。