程序設(shè)計(jì)教學(xué)的探討

摘要：程序設(shè)計(jì)是中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生專業(yè)課程，該課程教學(xué)要求明確，教學(xué)特點(diǎn)鮮明，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)例對該課程的教學(xué)策略進(jìn)行了簡單的探討。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；教學(xué)策略；算法；任務(wù)驅(qū)動

引言

程序設(shè)計(jì)旨在使學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)算法思想，了解算法和程序設(shè)計(jì)在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發(fā)，設(shè)計(jì)解決問題的算法，并能使用一種程序設(shè)計(jì)語言編制程序?qū)崿F(xiàn)算法解決問題。教學(xué)應(yīng)注意與數(shù)學(xué)課程中有關(guān)內(nèi)容的銜接，要強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生注意尋找、發(fā)現(xiàn)身邊的實(shí)際問題，進(jìn)而設(shè)計(jì)出算法和計(jì)算機(jī)程序去解決這些問題。

1. 程序設(shè)計(jì)的教學(xué)要求

1.1 計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程

1.1.1 內(nèi)容要求

結(jié)合實(shí)例，經(jīng)歷分析問題、確定算法、編程求解等用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程，認(rèn)識算法和程序設(shè)計(jì)在其中的地位和作用；經(jīng)歷用自然語言、流程圖或偽代碼等方法描述算法的過程；在使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的過程中，通過觀看演示、模仿、探究、實(shí)踐等環(huán)節(jié)，了解順序、選擇、循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)及其重要作用，掌握計(jì)算機(jī)程序的基本概念，能解釋計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行的基本過程。

1.1.2 活動建議

有專家認(rèn)為，對于能夠借助計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決的問題，可以按照其結(jié)構(gòu)化程度劃分成三個類型。①結(jié)構(gòu)化問題，是能夠通過形式化（或稱公式化）方法描述和求解的一類問題。②非結(jié)構(gòu)化問題，難以用確定的形式來描述，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來求解。③半結(jié)構(gòu)化問題，介于上述兩者之間。可依照該思路，調(diào)查結(jié)構(gòu)化問題的實(shí)例，并歸納解決此類問題的一般規(guī)律。

1.2 程序設(shè)計(jì)語言初步

1.2.1 內(nèi)容要求

理解并掌握一種程序設(shè)計(jì)語言的基本知識，包括語句、數(shù)據(jù)類型、變量、常量、表達(dá)式、函數(shù)；會使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)順序、選擇、循環(huán)三種控制結(jié)構(gòu)；理解模塊化程序設(shè)計(jì)的基本思想，初步掌握其基本方法；初步掌握調(diào)試、運(yùn)行程序的方法。在使用某種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言解決問題的過程中，掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的基本思想與方法，熟悉對象、屬性、事件、事件驅(qū)動等概念并學(xué)會運(yùn)用。

1.2.2 活動建議

選擇實(shí)例，根據(jù)解決問題的要求分析設(shè)計(jì)算法，恰當(dāng)?shù)厥褂萌N控制結(jié)構(gòu)編寫源程序，調(diào)試并運(yùn)行該程序，在過程中體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)語言的邏輯特點(diǎn)；分別就模塊化程序設(shè)計(jì)的思想與方法、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言的思想與方法展開討論，展望計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。

2. 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容的特點(diǎn)

2.1 邏輯結(jié)構(gòu)性強(qiáng)

首先，程序設(shè)計(jì)本身的邏輯性和結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)。一個復(fù)雜的程序一般都可以分割成許多簡單的、相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的模塊和對象，它們往往采用順序、選擇、循環(huán)等相對固定的格式聯(lián)系在一起。如果不清楚它們之間的邏輯關(guān)系，很可能使整個程序癱瘓，不能正常運(yùn)行。程序設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是把問題分割成小的模塊，弄清它們之間的邏輯關(guān)系，分清主次因果。其次，程序設(shè)計(jì)的基本知識、概念的邏輯關(guān)系十分明確。程序設(shè)計(jì)知識點(diǎn)之間有較強(qiáng)的連貫性，學(xué)習(xí)新知識必須以前面的舊知識為基礎(chǔ)。

2.2 注重分析

“分析”是程序設(shè)計(jì)教學(xué)的重點(diǎn)之一，它強(qiáng)調(diào)對一個問題要有系統(tǒng)的分析過程。把問題分解成一個個子問題需要“邏輯分析”，考慮如何用最簡單的方法解決問題需要“算法分析”，在程序編寫完成后的調(diào)試過程中仍然需要對錯誤進(jìn)行分析。總之，程序設(shè)計(jì)的過程從本質(zhì)上說就是一種在邏輯思維指導(dǎo)下的分析過程，“分析”貫穿了整個設(shè)計(jì)的過程。

2.3 重視排查程序錯誤

程序設(shè)計(jì)邏輯性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的特點(diǎn)決定了在程序設(shè)計(jì)的過程中要注意每一處細(xì)節(jié)，認(rèn)真排查每個錯誤。程序設(shè)計(jì)整體性強(qiáng)，一旦出錯則會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，輕則致使程序不能運(yùn)行，重則“失之毫厘，謬之千里”，使程序運(yùn)行結(jié)果出錯，給后續(xù)的工作埋下重大的隱患。因此，重視排查程序錯誤也是程序設(shè)計(jì)不可忽視的一個重要方面。

3. 程序設(shè)計(jì)教學(xué)的教學(xué)策略

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)是信息技術(shù)課公認(rèn)的難點(diǎn)，這也是由程序設(shè)計(jì)自身的特點(diǎn)決定的。為使學(xué)生在較為枯燥的計(jì)算機(jī)語言知識的學(xué)習(xí)中體驗(yàn)到程序設(shè)計(jì)的樂趣，取得較好的學(xué)習(xí)效果，在程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，教師應(yīng)合理地運(yùn)用教學(xué)策略，以達(dá)到事半功倍的效果。

3.1 激發(fā)學(xué)生興趣

興趣是培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的前提，很多研究表明，讓學(xué)生在娛樂中學(xué)習(xí)將更有利于新知識的獲得。在學(xué)生剛剛介入新知識的學(xué)習(xí)時，一般會從心理上產(chǎn)生一種新奇感，這是學(xué)生在接觸新事物時的一般反應(yīng)。然而隨著知識難度的加深，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性很可能有所下降，甚至產(chǎn)生對那些較為枯燥的程序設(shè)計(jì)的抵觸和畏難情緒。因此，教師應(yīng)該通過運(yùn)用策略使學(xué)生保持初學(xué)階段的興趣和積極情緒。在課堂教學(xué)中，教師可采用展示 “新奇”的手段，來激發(fā)學(xué)生的興趣。比如：通過程序設(shè)計(jì)的方式來展示一些趣味內(nèi)容，讓學(xué)生知道計(jì)算機(jī)所具有的奇特功能，激發(fā)學(xué)生的興趣并引導(dǎo)他們?nèi)パ芯浚?shí)踐，去創(chuàng)新。

3.2 重視示范引導(dǎo)的作用

在程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，教師要根據(jù)實(shí)際情況，先選擇合適的教學(xué)實(shí)例，然后對例題進(jìn)行細(xì)致剖析。在此過程中循循善誘地讓學(xué)生進(jìn)行模仿，啟發(fā)學(xué)生思考，指導(dǎo)學(xué)生掌握程序的設(shè)計(jì)方法。教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把注意力放到看懂各種類型程序的整體思路上，而不要過分關(guān)注語句的細(xì)節(jié)。

3.3 給學(xué)生提供上機(jī)實(shí)踐和自主嘗試編程的機(jī)會

程序設(shè)計(jì)是一個具體實(shí)踐的過程，這一特點(diǎn)決定了在教學(xué)中必須給予學(xué)生足夠的上機(jī)操作時間，使學(xué)生在自己操作的過程中把知識進(jìn)行內(nèi)化。給學(xué)生提供自主嘗試的機(jī)會，不僅可以使學(xué)生在操作方面更加熟練，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、系統(tǒng)分析、探究以及創(chuàng)新能力，這也是程序設(shè)計(jì)教學(xué)的關(guān)鍵所在。

3.4 因材施教，培養(yǎng)學(xué)生特長

根據(jù)因材施教的原則，為滿足對程序設(shè)計(jì)有興趣的同學(xué)學(xué)習(xí)的需要，教師可以在課余時間通過組織課外興趣活動小組，開展第二課堂活動，培養(yǎng)這部分學(xué)生的特長。比如：開展程序設(shè)計(jì)比賽，讓學(xué)生展示自己程序設(shè)計(jì)方面的成果，這樣做既有利于學(xué)生之間設(shè)計(jì)方法、技巧等方面的交流，也有利于學(xué)生享受成功的喜悅，進(jìn)一步激發(fā)設(shè)計(jì)的興趣，并在今后的設(shè)計(jì)中改進(jìn)方式方法，求新創(chuàng)新。

4. 程序設(shè)計(jì)常用的教學(xué)方法

經(jīng)過教學(xué)研究人員以及學(xué)科教師的不斷實(shí)踐，已經(jīng)總結(jié)出一些切實(shí)可行的常用教學(xué)方法。

4.1 任務(wù)驅(qū)動法

在信息技術(shù)教學(xué)中，“任務(wù)驅(qū)動”是一種常見的教學(xué)方法。它是在計(jì)算機(jī)實(shí)例教學(xué)實(shí)踐活動的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，它的基本特征是“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，也就是說學(xué)生的學(xué)習(xí)活動必須與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)。教師要為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)學(xué)習(xí)，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán)。

“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法符合探究式教學(xué)模式，使學(xué)生在信息處理任務(wù)的驅(qū)動下展開教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難，循序漸進(jìn)地完成一系列任務(wù)，從而使其獲得清晰的思路和方法，把握知識的脈絡(luò)。在完成任務(wù)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題以及用計(jì)算機(jī)處理信息的能力。因此，程序設(shè)計(jì)的教學(xué)采用“任務(wù)驅(qū)動”的方法非常適宜。在這個過程中，學(xué)生還會不斷地獲得成就感，這樣能更好地激發(fā)他們的求知欲望，培養(yǎng)他們獨(dú)立探索和創(chuàng)新的能力。

4.2 教練法

教練法，指學(xué)生嘗試解決問題，教師觀察和發(fā)現(xiàn)學(xué)生嘗試過程中出現(xiàn)的問題，并隨時給予指正的一種教學(xué)方法。教練法主要適用于實(shí)踐性與工具性較強(qiáng)部分內(nèi)容的教學(xué)，這對培養(yǎng)和訓(xùn)練操作技能行之有效。教練法的教學(xué)理念主要是以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)通過親自動手實(shí)踐和主動學(xué)習(xí)來獲得知識技能。教師的作用在于：根據(jù)學(xué)生的個體差異，在學(xué)生操練中給予及時的幫助和指導(dǎo)。在程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，需要學(xué)生熟練掌握的操作技能較多。

4.3 案例分析法

程序設(shè)計(jì)中的一些基本知識概念和編程的基本方法較為抽象，利用一般的講授方法不利于學(xué)生掌握。運(yùn)用案例分析方法，可以開啟學(xué)生思維的閘門，使學(xué)生快捷地接受知識。此外，通過觀察教師分析問題的過程，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，也可以學(xué)會分析問題的方法。因此，對于算法、程序設(shè)計(jì)等概念和算法分析與程序設(shè)計(jì)基本方法等重要而難以理解的內(nèi)容，可以采取案例分析方法進(jìn)行教學(xué)。

4.4 框架填補(bǔ)法

框架填補(bǔ)法是專門針對編寫程序而言的一種教學(xué)方法。這種方法首先是讓學(xué)生明晰程序的框架，從整體上對編寫程序有所認(rèn)識，然后再細(xì)化框架，融入具體的語法規(guī)則。框架填補(bǔ)法的教學(xué)理念吸收了從宏觀到微觀的思想，為學(xué)生提供一種新的編程思路，對編寫程序（尤其是較大的程序）有很大益處。

結(jié)論：程序設(shè)計(jì)課程是中等職業(yè)學(xué)校軟件藍(lán)領(lǐng)專業(yè)學(xué)生的難點(diǎn)課程，但若在教學(xué)過程中能靈活應(yīng)用文中所描述的教學(xué)策略，并充分發(fā)掘其中的奧妙，程序設(shè)計(jì)的教學(xué)就會收到事半功倍的效果。

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（東莞理工學(xué)校）