□劉東明
計算機類基礎課程教法探討
□劉東明
計算機類基礎課程是大學普遍開設的課程,開課對象通常為各專業低年級學生,主要內容包括計算機基礎知識和常用的編程語言。該類課程與計算機專業課程相比,理論內容較少,強調操作性與實用性。因此,在實際教學過程中,應該把激發學生的興趣放在首位,采取靈活多樣的教學方法,在掌握課程內容的基礎上,培養學生的學習能力,為更好地使用計算機打下良好的心理基礎。本文從教學安排、課堂教學、實驗教學等幾個方面,對計算機基礎類課程的教法進行探討,為從事相關工作的教師提供參考。
計算機;基礎課程;教法
二十年前,在大學中講授計算機課程,最大的難題在于內容的展示,比如具體軟件的操作過程、程序清單的講解等。近年來,在高校范圍內普遍采用了現代化的多媒體教學手段,較好地解決了內容展示的問題。但是,在計算機基礎類課程的教學中,仍然存在著一定的問題,主要表現在過分依賴多媒體課件、課堂氣氛不活躍、講解不直觀、教學效率低下等。
因此,計算機基礎類課程的教學,應該從教法上不斷創新,重點培養學生的學習能力,引發學生對計算機的興趣愛好。課堂教學以關鍵內容演示為主,實驗教學以現場測試為主,結合其他的配套措施,充分調動學生的學習積極性,從而有效提高課程的教學效率。
教學安排的內容包括:教學內容、教材與課件的使用、課程的考核方法、課代表的職責與產生方法等方面。
1.教學內容
在確定教學內容時,應該盡量避免大而全,抓住核心環節,關注該領域的最新進展,注重知識的時效性與實用性。例如在編程語言方面,應該牢牢把握住C/C++這條主線,介紹面向過程編程和面向對象編程兩種思想,讓學生了解程序設計的基本過程和開發使用的主流工具,為將來的實際工作打好基礎。
2.教材與課件的使用
在教材的選擇上要同時考慮兩種情況:一是計算機領域發展較快,知識體系更新迅速;二是相關的基礎類書籍種類繁多,內容大同小異。因此,可以不限定具體的教材,只向學生推薦幾本較好的參考書,給學生廣泛的選擇余地,同時可以減輕學生的經濟負擔。
上課使用的課件,一定要由教師親自制作,體現個人的教學風格。每輪教學都要進行更新補充,加入該領域的最新進展,增加知識的實用性。課件的基本內容要有一定的系統性,新的內容要有機地與舊的內容結合在一起,構成完整的知識體系。制作完成的課件,除了教師上課時使用外,還可以提供給學生,作為預習與復習的主要參考資料。
3.課程考核方法
由于計算機基礎類課程實踐性比較強,應該適當安排對于實踐環節的考核,課程的總成績可以采取實驗考核與試卷考核相結合的形式,兩方面的成績各占總成績的50%。
4.課代表的職責與產生方法
課代表的職責,除了代表學生與教師進行及時溝通外,在實踐環節中還擔負著輔助教師完成考核任務的作用,這點在后面再進行詳述。
課代表的產生方法也很重要,最好不要由教師指定,讓學生毛遂自薦,評判標準是是否對計算機知識感興趣和具有良好的個人素質。每個小班可以推薦一名課代表,并且選舉其中一名學生擔任總代表,具體負責課代表之間的聯絡、實驗課的安排、建立網絡群組等項工作。
課堂教學的主旨是提高教師的教學效率和學生的學習效率。教師應該在課前將課件上傳到網絡平臺,讓學生共享使用,便于預習與復習。
在課堂上,教師不必追求內容的大而全,應該以實例講解為主,每節課圍繞一個主題,選擇精辟的實例,由淺入深,通過實際操作讓學生理解課程的內容,掌握主要的知識點。教師對于課堂演示的內容,應該在課前反復演練,力求熟練、準確、高效。在上課的過程中,教師要把握好兩個方面:講解的過程要完整流暢、表達的思想要簡練清晰。在這兩方面的關系上,前者是基礎,后者是核心。由于在實際操作中可能出現一些意外情況,因此教師的經驗在其中也起到十分重要的作用。作為一名負責任的教師,要在教學實踐中不斷積累自己的教學經驗,同時關注學生的反饋情況,不斷豐富自己的教學內容。為了防止設備故障及操作失誤等情況,在上課之前還應該準備好一些應急方案,一旦出現問題能夠及時處置,保證課堂教學的順利進行。
為了活躍課堂氣氛,可以采用隨機提問、有獎提問(課前準備些小禮品)、答題加分等方式,充分調動學生的學習熱情,引發學生的學習興趣,活躍課堂的氣氛。每個知識點講解完成以后,可以進行短暫的休整,與學生交流一下,加深學習的效果,讓課堂教學具有良好的節奏感。
講解的具體內容,每個教師可以根據各自的特點和課前的準備,進行有針對性的教學設計,內容由淺入深,例子不必太多,但每個都要講透。在講解的過程中,教師可以適時提出問題,引導學生進行思考,從而逐步展開難點,突出重點,讓學生順利掌握相關的內容。下面通過一個實例,展示課堂講解的具體過程。
實例:編一個程序,實現兩個整數的加法運算。
該實例通過一道簡單的題目,講解程序設計的大致過程,包括:算法、容錯、界面、趣味性等。
1.算法
先簡單給出算法的基本概念:解決問題的方法。然后進入具體的編程環境(如VC++、CodeBlocks等),一邊分析一邊從無到有地編寫程序,這個過程可以讓學生參與進來,共同完成程序的設計過程。在具體演示時,不要盲目追求編程的速度,要密切關注學生的理解程度,對于重點的語句一定要講解清楚。算法實現后,由教師對編好的程序進行完善,如算法的優化、格式的縮進、內容的注釋等,培養學生良好的編程習慣。
2.容錯
程序完成后,調試運行通過,教師可以提出問題:“程序設計結束了嗎?”通過學生的回答,講解程序容錯的必要性,引出“容錯”的概念。然后可以在課堂上展開討論,如何讓剛才編完的程序具有容錯的功能?讓學生提出方案,并且比較不同方案的優劣,得出最優化的方案,最后給出“算法”的準確概念:一個必然能夠結束的計算過程,是一個從需求(輸入)到結果(輸出)的閉環結構,并且強調算法對程序設計的重要性。
等到學生對容錯的原理充分理解后,再著手進行程序的完善,增加具體的容錯語句,可以先考慮下列幾種情況:未輸入內容、未輸入數字(如輸入字母)、未輸入整數(如小數)等,分別增加相應的容錯功能。
3.界面
對屏幕的布局、信息的格式(字體、字號、顏色、位置)等項內容進行調整,使顯示的內容更清晰、更直觀、更簡潔,更方便于用戶操作。
4.趣味性
可以在上面的基礎上,對程序功能進行擴展,將程序改編成游戲的形式。例如,可以增加隨機出題、現場打分的功能,在題型上可以設置選擇題和填空題等幾種形式,答對后及時表揚,答錯后及時鼓勵。于是,這個程序就變成了一個益智類的小游戲,給小學低年級學生制作的、在學習中使用的一個實用的軟件。
此時,教師可以進一步給出“市場”與“用戶需求”概念,告訴學生學習的過程不再是單純的學習,還可以進行實際的應用,將程序轉化為市場上的商品,創造一定的經濟效益。這種理論聯系實際的講解思路,可以有效激發學生的學習熱情和創造欲望。
若時間有限,不一定在課堂上將這個游戲程序編完,但教師應在課前把完整的程序編寫完畢,在課堂上演示給學生看,讓學生理解實際的編程過程,感受編程的魅力所在。
在實踐環節中,最重要的是選擇合適的方式。
通常的做法是,教師給出實驗題目,學生上機完成。但這種方式由于缺少具體的考核環節,往往使實驗過程流于形式,達不到鍛煉學生編程能力的作用。
針對這種情況,筆者在教學過程中對實踐環節進行了一定的改革,從以下幾個方面將形式具體化:
首先,實驗課采用競賽的方式,教師當場公布題目,學生分別獨立完成,完成后由學生本人在成績表上簽名,按名次獲得相應的分數。這是一種看得見的激勵形式,目標明確,學生參與度較高,想要得高分,就要在課前充分準備,達到一定的實戰水平。
其次,以小班為單位上實驗課。比如一個大班有四個小班,每次實驗4學時,可以讓學生自己準備3學時,然后集中競賽1學時,四個班按順序分別進行實驗,每個班只占用1學時。這樣,并不會增加總的實驗學時數,也不會增加教師的負擔和機房的負荷。學生可以根據自己的情況,在競賽前使用自己的機器進行練習,有效提高了實驗的效率。
每次實驗前,可以將實驗內容(知識點)明確告訴學生,還可以提供相應的參照程序,讓學生有針對性地進行準備。現場給每個小班出的題目,在難度上要保持一致,內容不要過于復雜,達到考核的目的即可。實驗時,教師應該事先打印好實驗成績登記表,每個學生完成后自己簽名(姓名、完成時間),作為平時成績的依據。
現場組織方面,教師負責維持總體秩序、監督學生簽名、現場答疑等。總代表與各班課代表負責解決具體問題和現場答疑。
在成績評定上,應該遵循以鼓勵為主的原則,對于出席的學生可以給一個基礎分(5分制的2分或3分),這樣,在實驗成績匯總時,學生之間差距不會過大,以此來保持學生的自信心,避免在學習過程中產生放棄的想法,主要由最后的試卷考核來決定總成績。
課代表不參加現場的競賽,單獨出題進行考核,題目可以由教師出,也可以由其他學生在上課時現場出,難度要稍大一些,課代表在實驗之前完成題目并傳給教師審閱。
每次實驗結束后,下節課可以安排實驗總結課(1課時),講解具體的實驗題目和課代表題目,分析其中出現的問題,公布優秀的學生名單,激勵學生做好后面的實驗。
其他措施,主要包括免修、答疑、與學生溝通等事項。
一般情況下,基礎課學生的計算機水平差別較大,對于已經掌握了課程內容的學生,適當給予“免修”的政策。想免修的學生自己提出申請,教師進行一定的考核,通過考核就可以免修。免修學生不計實驗成績,總分就是試卷考核的分數。
答疑可以利用上課前后的時間,在教室中直接與學生溝通,效率較高。此外,還可以利用網上的群組和電子郵件等方式,隨時與課代表和學生進行溝通。
此外,還可以大力開展MOOC教學,將視頻課件上傳到公共平臺,作為課堂教學的有效補充,給學生的提供更多的學習途徑。教師應提前錄制MOOC教程,課堂教學與MOOC教學盡量不要重復,MOOC教程注重系統性,課堂教學突出知識點,將二者有機地結束起來,以期得到良好的效果。
對于計算機類基礎課程來說,最理想的教學方式是實踐化的教學,在機房中上課,學生人手一機,邊講解邊操作。但這樣的教學方式,對機房設備與場地都有一定的要求,而且只適合于小班上課,目前在很多院校還難以開展。
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(編輯:郝 嬋)
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1671-0568(2016)20-0068-03
劉東明,哈爾濱工業大學(威海)副教授。研究方向:數據庫應用、數字媒體技術。