基于建構主義的計算機程序設計教學方法研究

［摘 要］本文針對高校計算機程序設計課程教學中出現的聽得懂、編不出，學生厭學等問題，分析問題存在的原因，探討將建構主義學習理論運用到任務型教學設計中，克服傳統“灌輸”式教學模式的弊端，以激發學生的學習興趣，提高學生分析問題、解決問題的能力。

［關鍵詞］建構主義 教學設計 程序設計 創新能力

［中圖分類號］G64 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1009－5489(2009)08－0016－02

一、建構主義

建構主義(constructivism)堅持從內因和外因相互作用的觀點來研究人的認知發展。人與環境的相互作用涉及兩個基本過程：“同化”與“順應”。同化是指把外部環境中的有關信息吸收進來并結合到人已有的認知結構(也稱“圖式”)中，即個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認知結構內的過程；順應是指外部環境發生變化，而原有認知結構無法同化新環境提供的信息時所引起的人認知結構發生重組與改造的過程，即個體的認知結構因外部刺激的影響而發生改變的過程。可見，同化是認知結構數量的擴充(圖式擴充)，而順應則是認知結構性質的改變(圖式改變)。所以個體的主動性在建構認知結構過程中的發揮著關鍵作用。

同時建構主義還特別強調教育過程中直覺思維的價值。直覺思維的訓練是創造性思維培養的基礎。直覺思維以熟悉所牽涉到的知識領域及其結構為根據，使思維者可能實行躍進、越級和采取捷徑，但是以后需要用比較分析的方法(不論演繹法或歸納法)，重新檢驗所作的結論。

二、教學中存在的問題

計算機程序設計是一門邏輯性很強的課程。學生在畢業設計時會面臨具體的設計要求的問題，它與任何一本教材中的內容相距甚遠，這使大多數同學感到無從下手。這其中的原因可以分成兩類：一方面目前高校使用的教材中，絕大多數結構都基本相同。在每一章介紹完了概念之后，提供一些例題解釋相關概念的使用方法，并在章節結束后針對本章中出現的內容提供一些練習題。考試普遍采用單選、判斷及簡答等方式測試學生對于教材內容的掌握程度。從實際效果分析，實際上是測試學生對各章節中的基本概念記憶程度而不是理解程序。另一方面是在考試壓力下，特別是目前的應試考試方式中，學生更多注意的是教材中的典型例題與老師指定的重點內容，對于程序的系統概念沒有真正理解，特別是沒有整體設計的概念。通過對各類考試結果的分析，可以注意到一個現象，在考試中涉及的綜合編程部分，學生的得分率很低。為了確保學生的課程通過率，在考試時盡可能將綜合測試部分的比例壓低或提供學生統一復習提綱，這樣做的結果就是學生在學習時一切圍繞任課老師講課的內容，特別是老師講授的例題。學生在學習的過程中，沒有注意如何綜合運用相關內容解決具體問題，導致學生在學完程序設計課程進入應用階段時，面對具體的專業設計要求無從下手。

三、建構主義理論的教學觀點

建構主義理論強調學習的主動性、社會性和情境性，對學習和教學提出了許多新的見解。

1.提倡合作學習

由于事物的意義并非完全獨立于我們而存在，而是源于我們的建構。因此，合作學習(cooperative learning)受到建構主義者的廣泛重視。教學應當把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中，生長新的知識經驗。教學不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉換。尤其是在計算機程序設計的教學中，更應強調學習者的主體作用，而教師則應成為學生學習的高級伙伴或合作者，引導學生豐富或調整自己的解釋，最終要使學生達到獨立學習的程度。

2.提倡情境性教學

理想的學習環境應當包括情境、協作、交流和意義建構四個部分。因此，在計算機程序設計教學中，學習者的知識應在一定的情境下，借助他人的幫助，通過意義的建構而獲得的。學習環境中的情境必須有利于學習者對所學內容的意義建構。在程序設計教學設計中，情境：創設有利于學習者建構意義的情境是最重要的環節或方面；協作：應該貫穿于整個學習活動過程中，教師與學生之間，學生與學生之間的協作；交流：交流是協作過程中最基本的方式或環節，學生和教師之間。同時，教學應使學習在與現實情境相類似的情境中發生，以解決學生在現實生活中遇到的問題為目標，為此學習內容要選擇真實性任務(authentic task)，不能對其做過于簡單化的處理，使其遠離現實的問題情境。由于具體問題往往都同時與多個概念理論相關，所以，它們主張弱化學科界限，強調學科間的交叉。

在教學進程的設計上，建構主義者提出如果教學簡單得脫離情境，就不應從簡單到復雜。而要呈現整體性的任務，讓學生嘗試進行問題的解決，在此過程中學生要自己發現完成整體任務所需實現完成的子任務，以及完成各級任務所需的各級知識技能。

3.提倡學習分為初級學習與高級學習兩種層次

初級學習是學習中的低級階段，教師只要求學生知道一些重要的概念和事實。建構主義的目的就是要尋求適合于高級學習的教學途徑。對同一內容的學習要在不同時間多次進行，每次的情境都是經過改組的，而且目的不同分別著眼于問題的不同側面。這種反復絕非為鞏固知識技能而進行的簡單重復，因為在各次學習的情境中會有互不重合的地方，而這將使學習者對概念知識獲得新的理解。這種教學避免抽象地談概念的一般運用，而是把概念具體到一定的實例中，并與具體情境聯系起來。每個概念的教學都要涵蓋充分的實例(變式)，分別用于說明不同方面的含義，而且各實例都可能同時涉及到其他概念。在這種學習中，學習者可以形成對概念的多角度理解，并與具體情境聯系起來，形成背景性經驗。這種教學有利于學習者針對具體情境建構用于指引問題解決的圖式。

同時，傳統教學重視知識的確定性和普遍性，注重分析和抽象，這在學習的初級階段是必要且有其合理性的。

總之，建構主義提出的許多富有創見的教學思想，如強調學習過程中學習者的主動性、建構性、積極性和首創精神；對于學習做了初級與高級學習的區分，指出傳統教學中把初級學習的教學策略不合理地推及到高級學習中；提出合作學習、情境性教學等，對深化當前的教育教學改革具有深遠的意義。

［參考文獻］

［1］張長海：《以程序設計為主線講授“高級語言程序設計”課》，《計算機教育》2007年第5期。

［2］余勝泉：《基于建構主義的教學設計模式》，《電化教育研究》2008年第12期。

［3］《淺談信息技術環境下的協作學習》，http：//www.51xue.cn/hunwen/edu/2006-6-26/2008626716081742.shtml.

［4］郝長勝、賈茹：《運用建構主義理論構建程序設計基礎的新型教學結構》，《計算機教育》2007年第2期。