徐英慧+周淑一


摘要:針對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀,提出以學(xué)生為中心的“三位一體式”教學(xué)模式改革策略。主要包括以案例驅(qū)動(dòng)和互動(dòng)教學(xué)為特點(diǎn)的課堂教學(xué)模式,以內(nèi)容分層和積極評(píng)價(jià)為特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,以及以資源共享和泛在學(xué)習(xí)為特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。實(shí)踐表明,新的教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力、自主學(xué)習(xí)能力具有積極作用。
關(guān)鍵詞:三位一體;案例驅(qū)動(dòng);自主學(xué)習(xí);C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):G433
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):16727800(2017)004022103
0引言
國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)中指出:到2020年,基本實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化,基本形成學(xué)習(xí)型社會(huì)。美國(guó)未來(lái)學(xué)家阿爾文·托夫勒也曾說(shuō)過(guò):“未來(lái)的文盲不再是不識(shí)字的人,而是沒(méi)有學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的人?!泵鎸?duì)當(dāng)今學(xué)習(xí)型社會(huì)的發(fā)展需求,具備自主學(xué)習(xí)意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力已經(jīng)成為每個(gè)學(xué)習(xí)者的必備素質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,是每位教育工作者的重要使命[1]。為此,針對(duì)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程,以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)進(jìn)行了以學(xué)生為中心的“三位一體式”課程改革。通過(guò)案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)——使其“愛(ài)學(xué)”,通過(guò)融入程序調(diào)試傳授學(xué)生自主學(xué)習(xí)方法——使其“會(huì)學(xué)”,通過(guò)搭建多功能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生營(yíng)造自主學(xué)習(xí)環(huán)境——使其“博學(xué)”。
1C語(yǔ)言課程教學(xué)現(xiàn)狀
《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》是大部分理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的第一門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程。作為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的核心基礎(chǔ)課程,它具有內(nèi)容抽象、邏輯嚴(yán)密、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)[2]。在教學(xué)過(guò)程中主要體現(xiàn)出以下突出問(wèn)題:①內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少,給教學(xué)帶來(lái)了壓力和挑戰(zhàn)。當(dāng)前大部分高校《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí),其中講授32學(xué)時(shí)、上機(jī)16學(xué)時(shí),上機(jī)學(xué)時(shí)明顯不足;②學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng),兩級(jí)分化比較嚴(yán)重。C語(yǔ)言課程的內(nèi)容連續(xù)性強(qiáng),學(xué)生一旦遇到學(xué)習(xí)困難或瓶頸,往往缺乏刻苦鉆研的精神,甚至干脆放棄學(xué)習(xí),從而導(dǎo)致兩級(jí)分化越來(lái)越嚴(yán)重;③學(xué)習(xí)方法不科學(xué),程序調(diào)試水平、意識(shí)、手段不高。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中只注重語(yǔ)法知識(shí),而忽略調(diào)試方法的學(xué)習(xí),解決問(wèn)題的能力亟待提高;④評(píng)價(jià)手段單一,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)策略以“平時(shí)考勤+實(shí)驗(yàn)報(bào)告+期末成績(jī)”為主。這種評(píng)價(jià)策略可以激勵(lì)學(xué)生進(jìn)課堂,但不能保證學(xué)生聽(tīng)課;可以督促學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,但無(wú)法保證學(xué)生切實(shí)獨(dú)立完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此,這種評(píng)價(jià)策略難以對(duì)實(shí)驗(yàn)效果作出客觀公正的評(píng)價(jià),不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2以學(xué)生為中心的“三位一體式”教學(xué)模式
針對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀,綜合運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段,實(shí)施了以學(xué)生為中心的“三位一體式”教學(xué)模式改革。
2.1“三位一體式”教學(xué)模式
所謂“三位一體式”教學(xué)模式中的三位分別指:課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué);一體是指:以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向。 “三位一體式”教學(xué)模式是指從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)3個(gè)方面入手重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),著重體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,積極發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用?!叭灰惑w式”教學(xué)模式如圖1所示?!叭灰惑w式”教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提出的。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)過(guò)程不是學(xué)習(xí)者被動(dòng)地接受知識(shí),而是積極地建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生具有主體地位,教師是教學(xué)過(guò)程的組織者、指導(dǎo)者和促進(jìn)者,而不是知識(shí)的傳授者與灌輸者。在強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的同時(shí),教師作為學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的幫助者和促進(jìn)者,應(yīng)積極發(fā)揮主導(dǎo)作用。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下,教師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在以下方面:激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、注重協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)、提供豐富的學(xué)習(xí)資源等。
2.2“三位一體式”之課堂教學(xué)
在課堂教學(xué)方面,改變傳統(tǒng)以“講語(yǔ)法-舉例子”為主的授課方式,實(shí)施以“案例驅(qū)動(dòng)、講練結(jié)合、翻轉(zhuǎn)課堂”相融合的課堂教學(xué)模式。
2.2.1案例驅(qū)動(dòng)
案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,又稱為拋錨式教學(xué),是基于建構(gòu)主義理論的典型教學(xué)方法之一,也是在“三位一體式”教學(xué)模式中運(yùn)用最為廣泛的課堂教學(xué)方法[3]。 為了有效開(kāi)展案例驅(qū)動(dòng)教學(xué),首先需要對(duì)課程中所有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理,選擇典型案例,總結(jié)常用的調(diào)試方法。最終梳理出61個(gè)知識(shí)點(diǎn),選定35個(gè)典型案例,總結(jié)出7種常用的調(diào)試方法,構(gòu)建了如圖2所示的“案例-知識(shí)點(diǎn)”模型圖。模型圖在構(gòu)建過(guò)程中遵循“一條主線,兩個(gè)重點(diǎn)”的原則,一條主線即以典型案例為主線,兩個(gè)重點(diǎn)即教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和調(diào)試能力的培養(yǎng)。 在案例集的選擇上,應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面:①每個(gè)案例應(yīng)包含若干個(gè)新知識(shí)點(diǎn),但新知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不應(yīng)過(guò)多,一般以1~3個(gè)為宜;②對(duì)于復(fù)雜案例,采取難點(diǎn)分解、逐次遞進(jìn)的設(shè)計(jì)策略,即將復(fù)雜案例拆分為多個(gè)小案例,通過(guò)對(duì)多個(gè)小案例的分析和綜合,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的解決;③對(duì)于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,應(yīng)在多個(gè)案例中得以體現(xiàn),以便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的強(qiáng)化記憶;④整個(gè)案例集合應(yīng)盡可能覆蓋絕大多數(shù)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn);⑤考慮適合該案例的調(diào)試方法和調(diào)試手段,并在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行演示和訓(xùn)練,以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生調(diào)試能力的培養(yǎng)。
下面以“一維數(shù)組”為例,介紹以案例驅(qū)動(dòng)的教學(xué)開(kāi)展過(guò)程。①導(dǎo)入案例。利用已學(xué)知識(shí),如何編程解決如下問(wèn)題:輸入100個(gè)學(xué)生成績(jī),統(tǒng)計(jì)高于平均分的學(xué)生人數(shù);②學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析,然后上機(jī)動(dòng)手驗(yàn)證,并對(duì)解決方案進(jìn)行評(píng)價(jià);③教師對(duì)學(xué)生的解決方案進(jìn)行總結(jié),該問(wèn)題一般有兩種解決辦法:一是定義100個(gè)變量保存成績(jī),但無(wú)法利用循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸入和比較操作;二是定義一個(gè)變量,通過(guò)循環(huán)語(yǔ)句進(jìn)行輸入和比較,但數(shù)據(jù)需要輸入兩遍;④教師針對(duì)解決方案的弊端,引出數(shù)組的概念,以及一維數(shù)組的定義和引用方法;⑤學(xué)生利用數(shù)組知識(shí)對(duì)案例進(jìn)行重新改寫(xiě);⑥針對(duì)在調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中需要反復(fù)輸入大量數(shù)據(jù)的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考解決辦法,目標(biāo)是使學(xué)生掌握利用“縮小問(wèn)題規(guī)模”和“初始化”等手段進(jìn)行調(diào)試的方法。
2.2.2講練結(jié)合 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,由于教學(xué)環(huán)境的限制,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)一般在普通教室進(jìn)行,學(xué)生無(wú)法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)邊學(xué)邊練。隨著信息化的不斷推進(jìn),高?;旧隙季邆淞嗽跈C(jī)房授課的教學(xué)環(huán)境,對(duì)于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程,選擇機(jī)房授課是一種可行的嘗試。但是在機(jī)房授課,有利有弊。好處是可以實(shí)現(xiàn)講練結(jié)合,利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和內(nèi)化。弊端是學(xué)生的編程水平差異較大,操作速度有快有慢,如果控制不好不僅會(huì)降低學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)效果,也會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度。 通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,筆者認(rèn)為在機(jī)房授課要達(dá)到較好的教學(xué)效果,需要做到以下幾點(diǎn):①機(jī)房授課的必要條件是機(jī)房需安裝類(lèi)似“紅蜘蛛”的屏幕控制軟件,教師具有控制和管理課堂的主動(dòng)權(quán);②調(diào)整授課教案,增加學(xué)生練習(xí)環(huán)節(jié);③練習(xí)題目應(yīng)重基礎(chǔ),不宜過(guò)難,應(yīng)以模仿和修改為主,保證大部分學(xué)生能夠完成基本任務(wù);④注重個(gè)性化差異,可布置拓展問(wèn)題,使編程能力較強(qiáng)的學(xué)生在完成基本任務(wù)后可以做拓展練習(xí);⑤班容量不宜過(guò)大,最好控制在60人以內(nèi)。
2.2.3翻轉(zhuǎn)課堂 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起和迅速發(fā)展,催生了“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新興的教學(xué)模式。與傳統(tǒng)“教師課堂講課,學(xué)生課后做作業(yè)”的教學(xué)模式不同,“翻轉(zhuǎn)課堂”是指學(xué)生課前通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自主地進(jìn)行在線學(xué)習(xí),而課堂變成了教師與學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所,包括答疑解惑、知識(shí)的運(yùn)用等,從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。“在線學(xué)習(xí)+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí),并且對(duì)于課程“內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少”的矛盾提供了有效的解決途徑。
“翻轉(zhuǎn)課堂”雖然將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)給了學(xué)生,但是國(guó)內(nèi)學(xué)生普遍具有不擅于提問(wèn)和主動(dòng)性不強(qiáng)的特點(diǎn),這將直接影響翻轉(zhuǎn)課堂的效果。為了有效實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”,應(yīng)注重幾個(gè)環(huán)節(jié):①提前準(zhǔn)備教學(xué)視頻,可以自己錄制,也可以選擇MOOC課程中的相關(guān)教學(xué)視頻;②提前一周左右向?qū)W生布置自學(xué)內(nèi)容,自學(xué)內(nèi)容應(yīng)以基礎(chǔ)為主,不宜太難;③課前對(duì)學(xué)生的自學(xué)效果進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià);④設(shè)計(jì)典型問(wèn)題,供學(xué)生課堂討論和練習(xí),教師進(jìn)行指導(dǎo)、答疑和總結(jié)。本學(xué)期針對(duì)“選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)”嘗試了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式,教學(xué)效果良好。
2.3“三位一體式”之實(shí)驗(yàn)教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,突破傳統(tǒng)上只能在機(jī)房上機(jī)的局限,改變過(guò)去以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要評(píng)價(jià)依據(jù)的做法,實(shí)施了以“內(nèi)容分層、環(huán)境開(kāi)放、積極評(píng)價(jià)”為特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 內(nèi)容分層是指將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3個(gè)層次[4]?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生都必須完成;拓展實(shí)驗(yàn)供學(xué)有余力的學(xué)生練習(xí);創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一般綜合性較強(qiáng),供那些對(duì)程序設(shè)計(jì)非常感興趣的學(xué)生鉆研和思考。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分層設(shè)計(jì),有利于兼顧不同層次的學(xué)生,實(shí)現(xiàn)因材施教。 環(huán)境開(kāi)放是指為學(xué)生提供開(kāi)放的線上線下實(shí)驗(yàn)環(huán)境。開(kāi)放的線上實(shí)驗(yàn)環(huán)境是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)布置和提交實(shí)驗(yàn)任務(wù),學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)。通過(guò)在線評(píng)測(cè)機(jī)制,學(xué)生可以即時(shí)看到提交的程序是否正確并及時(shí)修改。開(kāi)放的線下實(shí)驗(yàn)環(huán)境是指,機(jī)房全天候?yàn)閷W(xué)生免費(fèi)開(kāi)放,使得那些沒(méi)有計(jì)算機(jī)的學(xué)生也可以隨時(shí)進(jìn)行上機(jī)練習(xí),有效解決了實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)不足的矛盾,為提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝谁h(huán)境保障。 積極評(píng)價(jià)是指對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行積極、客觀、公正、有效的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)是學(xué)生課程綜合成績(jī)的重要組成部分,積極有效的評(píng)價(jià)機(jī)制有利于端正學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,提高實(shí)驗(yàn)效果。為了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果作出積極評(píng)價(jià),主要采取了以下措施:①固定座位,這是一件一勞永逸的工作,可以有效避免學(xué)生遲到、早退、實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真等現(xiàn)象;②利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提前布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容供學(xué)生預(yù)習(xí),但限制提交的時(shí)間段為實(shí)驗(yàn)課內(nèi),并允許學(xué)生延遲提交。這樣做的目的是鼓勵(lì)學(xué)生提前預(yù)習(xí),在實(shí)驗(yàn)課上主要進(jìn)行程序的調(diào)試和答疑,從而提高實(shí)驗(yàn)效率;教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可以監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況,有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)效果給出客觀公正的評(píng)價(jià);③向?qū)W生展示每次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的排行榜,形成積極的學(xué)習(xí)氛圍。
2.4“三位一體式”之網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
伴隨信息技術(shù)的普及和發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式逐漸興起,其優(yōu)點(diǎn)是突破了傳統(tǒng)面授教學(xué)的時(shí)空限制,便于學(xué)生隨時(shí)隨地開(kāi)展碎片化學(xué)習(xí),增加了教師與學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間的交流渠道,成為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充[5]。 為了有效開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué),本文搭建了基于Moodle的多功能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)集成了多種功能模塊:①在線教學(xué)資源,包括電子書(shū)、PPT課件、微視頻等;②作業(yè)管理,該平臺(tái)能夠?qū)υ诰€編程作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分,對(duì)學(xué)生的作業(yè)完成情況給予即時(shí)反饋,便于學(xué)生及時(shí)查錯(cuò)和修改;③實(shí)驗(yàn)管理,利用該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容布置、實(shí)驗(yàn)提交時(shí)間設(shè)置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)評(píng)判等,與線下實(shí)驗(yàn)課堂相融合,有利于提高實(shí)驗(yàn)效率;④討論區(qū),討論區(qū)為教師和學(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間提供了在線交流渠道,通過(guò)發(fā)布討論題目,可以開(kāi)展學(xué)習(xí)反思和互助學(xué)習(xí);⑤題庫(kù)練習(xí)系統(tǒng)和在線考試系統(tǒng),該平臺(tái)集成了哈爾濱貫中信息技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的題庫(kù)練習(xí)系統(tǒng)和在線考試系統(tǒng), 為學(xué)生提供2 000多道在線練習(xí)題目,并可以實(shí)現(xiàn)在線考試,通過(guò)在線練習(xí)統(tǒng)計(jì)排行功能,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;⑥C語(yǔ)言基本技能競(jìng)賽平臺(tái),利用該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),每年組織一次C語(yǔ)言基本技能競(jìng)賽,目前已經(jīng)組織了7屆,競(jìng)賽的開(kāi)展對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、挑戰(zhàn)自我具有很大的促進(jìn)作用;⑦M(jìn)OOC課程鏈接,該平臺(tái)集成了“中國(guó)大學(xué)MOOC”網(wǎng)站的鏈接,為學(xué)生訪問(wèn)大量相關(guān)優(yōu)質(zhì)在線課程提供了方便。
3結(jié)語(yǔ)
開(kāi)展以教育信息化發(fā)展為背景、以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)、以學(xué)生的自我成長(zhǎng)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)的“三位一體式”課程改革,從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)3個(gè)方面提出了改革思路并進(jìn)行了實(shí)踐。實(shí)踐表明,這些改革方案有利于增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí),掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,促進(jìn)邏輯思維能力和問(wèn)題求解能力的提升。對(duì)于一些非硬性任務(wù),如布置的思考題、自學(xué)任務(wù)等,學(xué)生的完成率還有待提高,影響了混合課堂實(shí)施效果。接下來(lái)將繼續(xù)探索新的教學(xué)模式和管理策略,以進(jìn)一步提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
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(責(zé)任編輯:孫娟)