建構式計算機創新人才培養模式的研究和探討

[摘 要]國內高校計算機專業教育越來越注重對學生創新思維和創新能力的培養，但仍然存在著令人擔憂的現狀。其原因在于教學內容狹窄陳舊、教學方法僵化、實踐教學環節薄弱、教學進度固定、教學評價體系機械。計算機建構式培養模式應該采用課堂講授與小組協作互動相結合的方式。計算機專業建構式教學模式應采取興趣驅動、案例帶動、探究引動、小組互動、氛圍拉動、信息觸動和評價推動等具體方法。

[關鍵詞]創新教育 建構主義 計算機專業教學 人才培養

[中圖分類號] G710 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）13-0066-04

在科技和經濟競爭日趨激烈的當代世界，國家的創新能力取決于大批的優秀創新人才能否源源不斷地涌現。作為人才培養基地，高校在培養創新人才方面肩負著重要的使命。計算機是一門實用性、操作性、前沿性和創新性都極強的交叉學科，創新教育在計算機專業教育中尤其重要。筆者結合十幾年的教學實踐，就建構式計算機專業創新教育進行研究和探討。

一、國內高校計算機專業創新教育現狀分析

隨著教育改革的深入和素質教育的開展，國內高校計算機專業教育越來越注重對學生創新思維和創新能力的培養，但該專業教育仍然存在著令人擔憂的現狀：教材陳舊，教學方法單一，教師缺乏與學生的溝通互動；學生基礎知識不夠扎實，知識面比較狹窄；缺少探究問題的主動性；實踐能力和創新能力相對較弱。究其原因，筆者分析如下。

（一）教學內容狹窄陳舊

傳統教學模式其實就是應試教育，應試教育使得大學生沒有足夠的動力去獲取更多更新的知識，直接影響了學生創新能力的培養。計算機學科的飛速發展從客觀上造成計算機教學內容無法迅速調整而日趨陳舊，這使學生獲得的大多數知識和技能不能保持前沿性，當然也就無法保證學生思維和能力的創新性。

（二）教學方法僵化

傳統的教學模式基本上是單向授課的填鴨式，這是非常僵化的、毫無活力的一種教學方式。在整個課程學習的過程中，一方面學生總是處于被動接受知識的狀態，沒有任何自由發揮的空間，其積極性、主動性和創造性受到嚴重抑制；另一方面，教師在授課中不可能照顧到每個學生的個性差異和特長，學生只能在統一的節奏下接受統一傳授的知識。在這種僵化的教學方法下，學生的創新潛力根本無法得到有效激活，探究新知識的創新性思維大大受到抑制，創新能力自然難以被發掘和培養。

（三）實踐教學環節薄弱

實踐內容缺乏時代性、吸引力和綜合性，致使學生缺少主動的實踐環節，絕大多數是“被動實踐”。實踐的步驟、內容及結果都是由教師預先設定好的，學生只能在規定的框架中，循規蹈矩地完成預定的實踐任務，學生們沒有被鼓勵去充分發揮自身的想象力和創造力，更沒有被引導去充分鍛煉自身的創新能力。

（四）教學進度固定

在計算機傳統教學的班級授課過程中，計算機的學習也是根據教材的編排順序進行的。學生都按照同一進度學習，教師幾乎難以顧及閱歷不同、潛質不同、學習能力不同的學生的不同進度。在這種異智同步的按部就班的線性教學中，因材施教和個性化的發展是難以實現的，創新精神和創新活動受到嚴重抑制。

（五）教學評價體系機械

在傳統教學中，筆試考試成績是評價教師教學水平和學生學習效果的唯一標準。這導致教師在教學中完全不注意對大學生創新精神和創新能力的培養，只考慮教材、教案和教學大綱，在課堂上只注重書本知識甚至是考試重點的講解，考試也不得不演變為對一些死板的知識點的考查過程，學生的思路被引導到追逐高分的惡性循環中。事實上，得高分的學生大多不是有創新潛質的學生，而有創新潛質的學生因沒有得到正確的鼓勵而錯過被發掘和培養的時機后，也大多會漸漸地流于平庸，這是非常可惜的。

二、建構式創新教育培養模式

創新教育是以培養人們創新精神和創新能力為基本價值取向的教育。創新本身的特征決定了創新教育的過程不是受教育者消極被動的被塑造的過程，而是充分發揮其主體性、主動性，使教學過程成為培養受教育者獨立學習、大膽探索、勇于創新能力的過程，而這些教育理念正是建構主義學習理論所倡導的核心理念。

建構主義強調以學生為中心，在整個教學過程中由教師起到組織者、指導者和促進者的作用，利用情境、協作、會話等學習環境要素，充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到使學生能有效地實現對當前所學知識的意義建構目的。基于建構主義學習理論的培養模式（簡稱建構式培養模式）培養的是學生根據自身經驗去意義建構知識的能力，而傳統教學模式培養的是學生記憶和背誦教師講授內容的能力。可見建構式培養模式才是創新教育真正應該采用的教學模式。

如何在計算機專業教學中有效地實施建構式培養模式？筆者基于十幾年的摸索和實踐，認為計算機建構式培養模式應該采用課堂講授與小組協作互動相結合的方式。

（一）大班課堂講授

毫無疑問，作為一門科技含量極高的前沿專業，在計算機教學中，大班課堂授課始終是非常必要的。在課堂上，教師要盡量采用輕松、風趣、通俗的語言講授該課程知識的基本框架、重要理論、研究方法、主要學術觀點等知識，根據學生的理解能力對難懂的知識點作出必要充分的解釋并進行恰當的案例啟迪，為學生掌握扎實的理論知識奠定基礎。同時教師要注意介紹該課程的學習方法，指定學習資料，布置自學與討論的任務，提出目標要求。

（二）小組協作互動

“小組協作互動”是建構式教學方式的重要環節。計算機專業是一門實用性極強的專業，采用以團隊合作為基礎項目驅動的教學方式，教師不再直接給出結論性的知識，而是通過創設平等、和諧的氛圍，引導學生互動協作完成一個完整的具有實踐價值的項目。這既培養了學生的合作協作精神，又使學生在完成項目的過程中全方位、非線性地吸取大量的專業知識，同時還能激發學生的主動性和潛能，培養和提高學生的創新精神和創新能力。

三、建構式培養模式與傳統教學模式的區別

建構式培養模式與傳統教學模式在教學目標、教學的個性化關懷、師生及生生關系、教與學的主被動關系、教學評價方式等方面存在著巨大差異，正是這些差異克服了傳統教學模式的弊端，給創新教育帶來了突破性的質的飛躍。

（一）教學目標不同

傳統教學模式是以傳授專業知識為中心，以培養理論性人才為目標的，其教學組織形式的突出特征是知識的單向傳授。

建構式培養模式是以能力培養為中心，以創新性人才培養為目標。教師的任務不僅僅是傳授知識，更重要的是教會學生獲取知識與創造知識的方法。教師通過事先設計好的開放性研究任務，讓學生帶著問題去學習、深究，逐步引導學生學會學習，培養學生自主學習的能力；通過小組成員分工協商、會話和溝通，逐步培養學生與人溝通合作的能力；通過對資料的收集、整理、分析、歸納，制作書面研究報告，培養學生的書面、口頭表達能力；通過對實際案例的研究、質疑和討論，培養學生分析問題和解決問題的能力。這種在知識學習過程中內隱的能力訓練對學生的培養是多角度的、全方位的、不拘一格的。

（二）教學的個性化關懷不同

在傳統教學模式下，教師回避個體差異，采用統一進度、統一難度授課，造成學生的特質沒有鍛煉和發揮的余地，抑制了學生的個性發展和創造力的發掘。

在建構式培養模式下，每個學生都有機會得到各種能力的鍛煉，而且在小組互動協作學習期間，給予了學生充分思考、學習的個性化時間，不同知識水平和能力基礎的學生能夠充分發揮并進一步培養自己的個人特長，使培養的人才不但在順應個性的學習中找到了自信、享受了樂趣、激發了潛力，而且在整體能力全面提高的基礎上，發掘了自己的特色，找到了自己在社會上的用武之地。

（三）師生及同學關系不同

在傳統教學模式下，教師成為高高在上的不可挑戰的學術權威和知識象征，師生之間的關系容易形成一種冷漠乏味的上下級關系；學生則是孤立無援的個體化學習，通過考試相互競爭，容易形成一種冷淡妒忌的對立關系。

在建構式培養模式下，教師的角色更像“顧問”或“指導員”，指導學生學會在平等交流的方式下掌握知識、提高能力，學生之間所組成的學習工作小組，相互交流學習，相互幫助配合，“榮辱與共”、“同舟共濟”，形成良好的合作共事的風尚。相對于純粹的“競爭性學習”和“個體化學習”而言，“小組互動協作學習”更能夠積極促進學生的有效學習和才能培養，更有助于培養學生的合作精神、團隊意識和集體觀念，從而得到更大的學業成功，形成更積極的人際關系和更好的心理調節。

（四）教與學的主被動關系不同

在傳統教學模式下，教師以教材為中心，單向傳授知識，這容易造成枯燥說教的現象；學生課堂上忙著記筆記，考試前忙著背筆記，迷信盲從，脫離實際，這種以書本知識為中心的被動學習方式無疑泯滅了青年學生天生的求知欲和好奇心，使其真正掌握的知識和才能無論是在深度上還是在廣度上都無法達到預期的教學目標，更無法有效地培養學生的創新能力。

在建構式培養模式下，教師只集中部分時間介紹重點理論和主要知識點，其余時間讓學生分小組完成學習任務；教材只是重要的參考書籍，教學以各類問題為中心，教師要講出問題，與學生互動交流，和學生一起分析與解決問題。一方面，教師在與學生共同學習過程中，得到學生的啟發可以產生研究的靈感，有利于學術研究、教學建設和教學研究。另一方面，學生通過學習小組合作探究問題的過程，必然會積極主動地、以查缺補漏的方式多方位、多視角地吸取相關知識。隨著問題的最終解決，學生在這種主動學習的方式中所獲得的知識是不可估量的，更重要的是這種學習方式潛移默化地培養了學生對新異事物的敏銳感知，對創新進取的執著追求，對問題的靈活解決，這正是創新教育所倡導的最終目的。

（五）教學評價方式不同

在傳統教學模式下，教師主要衡量的是學生對重要知識點的掌握和記憶，其結果導致學生考前突擊式備考現象嚴重，一些學生甚至為了追求高分而采取作弊的手段，最終培養出來的學生不但沒有創新能力，而且專業知識也沒能真正掌握和應用。

在建構式培養模式下，教師不僅要考核學生專業知識的掌握程度，還要考慮學生綜合能力的高低；注重學習評價的過程化和多元化；考核方式多樣化，包括軟件開發、演示答辯、總結匯報、研究報告、PPT制作情況等。這種能力導向的評價方式必然引起學生學習方式的改變，從而促進學生自主學習能力、創新思維能力和綜合能力的提高。

四、計算機專業建構式培養模式應當采取的具體方法

計算機專業具有實用性、實踐性、前沿性、創新性極強的特點，計算機專業在實施建構式教學模式時，應顧及這些專業特點。同時，當今大學生都是伴隨著互聯網長大的90后新生代，他們從小就接觸計算機和互聯網，對計算機甚至達到了癡迷的程度，這對于計算機創新教育來說，既是挑戰，又是機遇。針對90后新生代大學生的特點，采用生動、有趣的建構式教學方式，對挖掘他們的巨大潛能是非常重要的。筆者多年來輔導計算機專業學生參加齊魯軟件大賽屢屢獲獎，發掘和培養了一批具有創新能力的優秀學生。事后筆者發現，筆者和學生的成功并不是偶然的，筆者輔導學生團隊參賽的過程正好符合建構式的教學模式（包括“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”四大要素）。在這種教學模式下學生的主動性全部被調動起來了，他們奇跡般地快速成長起來。隨后，筆者有意識地將這些成功的寶貴經驗應用到計算機專業教學中，同樣得到意外驚喜。回顧十幾年的點點滴滴的教學實踐，筆者現將計算機專業建構式教學模式采取的具體方法總結為“興趣驅動”、“案例帶動”、“探究引動”、“小組互動”、“氛圍拉動”、“信息觸動”、“評價推動”，以饗讀者。

（一）興趣驅動

興趣是最好的老師，學生只有感興趣了，才能充分調動主觀能動性，才能最大限度地挖掘出其潛能。有相當一部分學習積極性不高的學生，覺得目前傳統的教學方法枯燥無味，學起來沒勁，有一種無法擺脫的厭學情緒；而對電腦游戲以及網絡游戲，則是非常迷戀，甚至可以通宵達旦、廢寢忘食地沉迷其中。這種廢寢忘食的精神恰恰是科學家們身上的特質，只要巧妙地把他們的興趣引導到學習上來，他們將在不知不覺中體驗到科學的快樂。為此，筆者在《Visual C++程序設計》課程的教學中采用了通過游戲項目驅動的方式，有效地提高了學生的學習興趣，收到了良好的教學效果。

（二）案例帶動

對于計算機專業這樣的科技含量極高的前沿專業來說，大班課堂授課始終是非常必要的。在課堂上，教師除了要盡量采用輕松通俗的語言講授該課程知識的基本框架、重要理論、研究方法、主要學術觀點等知識外，還應進行恰當的經典案例啟迪，這對啟發和引導學生的創新思維有重要的作用。案例啟迪是一種“先知果，后探因”的教學方法，先讓學生感知所學知識領域的最新成果，然后再學習實現該成果所需要的知識和技術。

人類探索客觀世界的一般規律是首先學習人類已有的知識，然后利用這些知識去研究、探索和創新知識。傳統教學法往往遵循“由淺入深，循序漸進”、“溫故而知新”的教學規律。計算機技術是一門應用性很強的年輕學科，它的強大生命力就在于日新月異的知識更新和在所有領域的廣泛應用。對計算機知識的學習不能按照學科知識發展的順序，重復前人創造知識的過程，而應該有針對性地、有選擇地、高效率地學習其精華，時刻關注學科前沿的新技術、新成果。

一般教科書對知識的闡述，都追求知識的系統性、完整性、連貫性。如果按照書本的知識結構去講授，一方面，學生的感受往往是大量的新知識、新概念撲面而來，難分主次，理解、記憶、消化、掌握負擔過重；另一方面，一些人人都看得懂、完全可以由學生自己去閱讀的內容也要占用寶貴的授課時間，學生被動地跟進還會導致學習興趣下降，效率降低。實踐中，我們在講授新課之初，向學生適量展示用將要學習的知識完成的優秀經典案例，讓學生從中感知知識的魅力，使學生產生強烈的學習興趣和求知欲望。此舉往往能給學生留下生動的、持久的、鮮活的印象，受其啟迪，學生常常會思考“我如何能做得這樣好”、“我如何能做得更好”這樣的問題，從而達到啟發和引導學生主動探索、激發學生創造激情的效果。這種教學方法所產生的效果是一般以照本宣科式的“概論”、“導言”、“發展簡史”、“重要意義”為開端的傳統教學方法所不能比擬的。

（三）探究引動

在教學方法上，變傳統的注入式為探究式，啟發和引導學生通過獨立思考，在與情景的交互作用下，處理所獲得的信息，融會貫通新舊知識，建構新的知識體系。只有這樣才能使學生養成良好的學習習慣，從中獲得成功的喜悅，滿足心理上的需求，體現自我價值，從而進一步激發他們內在的學習動機，增強創新激情和創新意識。

教師要使學生掌握科學的探究方法，其基本程序按順序依次為：提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論。問題性是深究學習的一個重要特點。正是在對問題的搜尋、發現、確立、探究和解決的過程中，學生由被動的接受者、服從者、執行者變成了主動的研究者、探索者、發現者。在計算機傳統教學中，很多學生上在實驗課時毫無“自身”意識，常常感覺無法全神貫注地投入，只是漫不經心地敷衍了事。當有了問題意識之后，學生自然會產生主觀能動性，接下來的探究式學習就是勢如破竹的事情了。

過程的體驗性和結果的感悟性是探究式學習的重要標志。探究結果固然重要，但對于學生來說，最重要的是他們在這個探究過程中學習和掌握了研究一般問題的流程和方法；培養了他們發現問題、分析問題、解決問題的能力；培養了他們深究問題的精神和研究問題的意識；培養了他們探究問題的合作精神。事實說明，學生通過親身體驗和感悟而獲得的許多知識和能力，絕非教師在課堂上所能教會的。

（四）小組互動

建構主義認為，學習者與周圍環境的交互作用，對于學習內容的全面理解和掌握起著關鍵性的作用，因此“小組協作互動”是建構式教學模式的重要環節。在“小組互動”方式下，教師不再直接給出結論性的知識，而是通過創設平等、和諧的氛圍，引導學生組成團隊，并由團隊內成員互動協作來完成一個完整的、具有實踐價值的綜合性項目。項目開展的關鍵在于小組內成員的合作和交流，由于各種因素限制，個體自主探究有時完成不了任務，采用小組合作的學習方式，激發和匯集了小組成員們的集體智慧，往往可以順利地完成學習和探究任務。實踐證明，“小組互動”方式既培養了學生的合作協作精神，又使學生在完成項目的過程中全方位、發散性地吸取大量的專業知識及相關背景知識，同時還能激發學生的主動性和潛能，培養和提高學生的創新精神和創新能力。

（五）氛圍拉動

教學氛圍是由師生的情緒、情感、教與學的態度、教師的威信、學生的注意力等因素共同作用而產生的一種心理狀態。良好的教學氛圍是由師生共同調節控制形成的，它的實質就是處理好師生關系、教與學的關系，真正使學生感受到他們是學習的主人。因此，教師要善于調控教學活動，為學生營造民主、平等、和諧、合作、相互尊重的學習氛圍，讓學生在輕松、愉快的心情下學習，并鼓勵他們大膽質疑，探討解決問題的不同方法。

（六）信息觸動

現代社會，教師要培養學生收集和處理最新信息的能力。計算機科學技術發展迅速，新技術、新成果的不斷涌現，瞬息萬變的海量信息令人應接不暇。學生只有不斷地獲取并儲備新信息，掌握計算機科學發展的最新動態，才能不斷觸發創新靈感，否則，創新將成為無水之源。因此，教師要引導學生主動地通過各種渠道獲取新信息，如通過圖書館、書店、互聯網等途徑迅速有效地獲取信息，為創新奠定堅實的信息和知識基礎，洞察科學發展的潮流和趨勢。

（七）評價推動

項目評價注重的是項目實施的過程，而不單是項目結果，因而對學生項目學習的評價應以完成項目的過程情況為依據。在項目實訓課上，教師要對每個學生進行綜合評價，綜合評價包括軟件開發、演示答辯、總結匯報、研究報告、PPT制作情況等。對于有創新能力的學生，教師要及時給予表揚，并向其他學生展示其后果，營造出一種勇于實踐和創新的學習氣氛。實踐證明，項目綜合評價讓每個學生的自我意識都得到了有效地激發，讓每個學生的實踐創新能力都得到培養，讓每個學生都不同程度地積累了自信心和成就感，學生在不知不覺中形成了創新的思維方式，這正是建構式培養模式所追求的目標。

建構主義教學理論為計算機專業創新教育教學改革提供了重要的理論依據。傳統教學模式已不適應當今社會創新教育的要求，大力推行建構式培養模式將是大勢所趨。

[責任編輯：陳 明]