異步教學(xué)法在普通工科院校計(jì)算機(jī)專業(yè)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程中的探索與實(shí)踐

摘 要:本文通過對(duì)課堂分層次的小組學(xué)習(xí)、問題化教學(xué)，以及個(gè)性化教學(xué)的實(shí)踐探究，提出了異步教學(xué)法在普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)中的實(shí)施策略，并探討了其在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)改革中的新方法。結(jié)合普通工科院校本科二年級(jí)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及《算法設(shè)計(jì)與分析》的課程特點(diǎn)，將異步教學(xué)法引入課堂教學(xué)，對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果說明了異步教學(xué)法應(yīng)用的有效性。

關(guān)鍵詞:異步教學(xué) 算法設(shè)計(jì)與分析 教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-9795(2011)07(b)-0105-01

異步教學(xué)的概念是由湖北大學(xué)教育心理學(xué)教授黎世法創(chuàng)立的[1]。目前在我國(guó)有20多個(gè)省市自治區(qū)的上萬所學(xué)校正在進(jìn)行新課程異步教學(xué)。其中的最新研究成果《高等學(xué)?！叭碑惒浇虒W(xué)論》引起了高等教育界的高度關(guān)注和強(qiáng)烈反映。

《算法設(shè)計(jì)與分析》課程主要對(duì)本科學(xué)生在大學(xué)二年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)，該課程主要要求學(xué)生掌握算法設(shè)計(jì)的常用方法，該課程將計(jì)算機(jī)經(jīng)典問題和算法設(shè)計(jì)技術(shù)很好地結(jié)合起來，系統(tǒng)地介紹了算法設(shè)計(jì)技術(shù)及其在經(jīng)典問題中的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用常用算法來設(shè)計(jì)解決一些常用的或較為復(fù)雜的實(shí)際問題的能力，并力爭(zhēng)做到快捷、有效，從而提高程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并學(xué)會(huì)分析算法和估計(jì)算法的時(shí)空復(fù)雜性。該課程對(duì)于學(xué)生的抽象和邏輯思維能力要求較高，并需要一定的先修課作為支撐。

1 高等教育教學(xué)中存在的問題

1.1 課堂教學(xué)中溝通互動(dòng)不足

目前普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的課堂教學(xué)主要以教師講授的方法為主。教師將教材內(nèi)容詳細(xì)地講解給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生機(jī)械地領(lǐng)悟所講授的內(nèi)容。這種“灌輸式”地講授法把學(xué)生變成了被動(dòng)接受知識(shí)的“容器”。講授、板書、幻燈片展示、提問和被動(dòng)回答，是目前課堂活動(dòng)中的主要行為。在單一的講授法控制下，忽視了學(xué)生的參與，課堂教學(xué)僅僅是教師的信息單向傳遞過程，這必然會(huì)造成教學(xué)內(nèi)容的機(jī)械、課堂氣氛的沉悶。學(xué)生的學(xué)習(xí)只有通過自身的操作活動(dòng)和主體參與才是有效的[2]。

1.2 現(xiàn)行教學(xué)模式下學(xué)生課堂參與行為的缺失

我國(guó)大學(xué)生受從小學(xué)校和家庭教育環(huán)境的影響，比較習(xí)慣于被動(dòng)式地接受知識(shí)方式，當(dāng)他們?cè)趯W(xué)習(xí)中遇到困難和問題時(shí)，不愿意主動(dòng)向老師發(fā)問;即便是提出問題，更多地也是選擇在課下單獨(dú)提問的方式;從本人教授《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的4個(gè)班學(xué)生情況看來，在本次異步教學(xué)實(shí)驗(yàn)的6個(gè)教學(xué)周時(shí)間內(nèi)，能夠主動(dòng)向老師發(fā)問人數(shù)的占學(xué)生總數(shù)不足10%，其中選擇課堂上公開提出問題的僅為總?cè)藬?shù)的3%左右。

因此，教師能否正確地選擇和運(yùn)用教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂討論和互動(dòng)交流中來，會(huì)直接關(guān)系到《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的教師的課堂教學(xué)效果與學(xué)生的最終學(xué)習(xí)效果。

2 異步教學(xué)在《算法分析與設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)中的實(shí)施策略

高等學(xué)校異步教學(xué)方式是一種以學(xué)情為根據(jù)，有目的、有計(jì)劃、有組織地將問題化教學(xué)、課題化教學(xué)和一體化教學(xué)三個(gè)階段的教學(xué)活動(dòng)有機(jī)地融合在一個(gè)教學(xué)過程中，使學(xué)生的個(gè)體學(xué)習(xí)與教師的異步指導(dǎo)緊密結(jié)合起來的一種新型教學(xué)方式。

2.1 同班分層小組學(xué)習(xí)教學(xué)模式

分層教學(xué)采用班內(nèi)分組分層形式。在教師對(duì)學(xué)生的學(xué)情充分的了解的基礎(chǔ)上，由教師把全班學(xué)生分成N個(gè)小組，在每組學(xué)生中包括A、B、C三個(gè)等級(jí)，教師在分組時(shí)不公開學(xué)生等級(jí)信息，這是對(duì)非優(yōu)等學(xué)生自尊的一種保護(hù)措施。教師結(jié)合不同層次的學(xué)生實(shí)際情況制定不同層次的導(dǎo)學(xué)目標(biāo)、合作訓(xùn)練以確保學(xué)生主體地位的措施，設(shè)置異步學(xué)習(xí)、異步訓(xùn)練、問題統(tǒng)講和當(dāng)堂達(dá)標(biāo)的教學(xué)環(huán)節(jié)。教師利用分層教學(xué)，向?qū)W生提供多樣的、不同層次的教學(xué)，消除“被冷落的學(xué)生”，對(duì)每個(gè)層次的學(xué)生提供適合于他們的教學(xué)內(nèi)容，順序升級(jí)。這樣有助于提高合作小組的協(xié)作精神和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。每層學(xué)生在完成本層任務(wù)后繼續(xù)向更高一層挑戰(zhàn)。這種方式可以引導(dǎo)學(xué)生達(dá)到組內(nèi)合作、組間競(jìng)爭(zhēng)的目的，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2 問題化教學(xué)

問題化教學(xué)指的是將高等學(xué)校的現(xiàn)有課程的教學(xué)內(nèi)容，化為一系列有內(nèi)在的一個(gè)單元或幾個(gè)單元的知識(shí)，集中起來解決一個(gè)綜合性問題或?qū)嶋H案例，使教學(xué)活動(dòng)變?yōu)閷W(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主分析問題和解決問題的探索過程。通過問題化教學(xué)階段的實(shí)踐，不僅能促成學(xué)生學(xué)好一門課程，更重要的是有效地培養(yǎng)他們的自學(xué)能力和分析問題、解決問題的能力。

2.3 個(gè)性化教學(xué)

自孔子提出“因材施教”以來，注重學(xué)生差異的個(gè)性化教學(xué)一直是教育孜孜以求的理想境界。面向普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大二學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)，應(yīng)充分考慮學(xué)生在認(rèn)知基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、智能、認(rèn)知風(fēng)格、元認(rèn)知水平等方面的差異以及算法課程的學(xué)科特點(diǎn)，因材施教，采用豐富多樣的個(gè)性化教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自主選擇和自我設(shè)計(jì)，充分挖掘?qū)W習(xí)潛力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。在課堂教學(xué)的組織上，主要采用班級(jí)授課、分組教學(xué)和個(gè)別教學(xué)相結(jié)合的形式。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

為客觀地評(píng)價(jià)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的異步教學(xué)效果，本文對(duì)實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班的三次成績(jī)進(jìn)行了兩獨(dú)立樣本的T檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)選擇天津工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)2009級(jí)2個(gè)班作為實(shí)驗(yàn)組，學(xué)生人數(shù)為54人，軟件工程2009級(jí)另外2個(gè)班作為對(duì)照組，學(xué)生人數(shù)為56人。其中，實(shí)驗(yàn)組采用異步教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，每6個(gè)人作為一個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)。對(duì)照組采用傳統(tǒng)同步教學(xué)方式上課。兩組由同一教師任教，所用計(jì)算機(jī)設(shè)備和教材相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為兩個(gè)月。實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用SPSS 17軟件統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

由表1可知，三次實(shí)驗(yàn)中有兩次p<0.01、一次p<0.05，從而得到了實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班成績(jī)均呈顯著性差異的結(jié)論。此外，在學(xué)期末考試中，實(shí)驗(yàn)班平均成績(jī)也高于對(duì)照班，表明實(shí)驗(yàn)取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]黎世法.異步教育學(xué)[M].北京:新華出版社，2003:10～11.

[2]裴娣娜.發(fā)展性教學(xué)論[M].沈陽:遼寧人民出版社，1998:20～21.