程序開發(fā)類課程教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

楊承玉，陳 媛

（重慶理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，重慶 400050）

0 引 言

教學(xué)的宗旨在于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立人格、探索精神以及學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力[1]。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程[2]。程序開發(fā)類課程具有知識(shí)點(diǎn)零散眾多、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，一味地灌輸毫無意義。我們經(jīng)過多年的探索，逐步形成了大項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的、知識(shí)點(diǎn)隨機(jī)通達(dá)的教學(xué)主線，“演示、驗(yàn)證、局部?jī)?yōu)化、擴(kuò)展創(chuàng)新”這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的、螺旋式上升的教學(xué)過程，以及相應(yīng)的立體考核與激勵(lì)機(jī)制。

1 教學(xué)模式探索

用一個(gè)或幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置小案例說明情景教學(xué)法的使用方法[3]，并驗(yàn)證其正確性，該方法的優(yōu)點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容易于設(shè)計(jì)，可操作性強(qiáng)，能直觀地讓學(xué)生看到知識(shí)點(diǎn)的使用方法。但是這些小案例功能簡(jiǎn)單、涉及知識(shí)點(diǎn)單一、應(yīng)用背景不明確，一門課程中的眾多小案例互無關(guān)聯(lián)。小案例教學(xué)法還回避了大項(xiàng)目編寫過程中可能遇到的問題，當(dāng)課程結(jié)束時(shí)，由于缺乏大項(xiàng)目的背景，學(xué)生會(huì)由于并不了解這些知識(shí)點(diǎn)的具體使用場(chǎng)合以及相互之間的聯(lián)系，因此，很難靈活地綜合運(yùn)用這些知識(shí)和技巧[4]；由于缺乏大項(xiàng)目的經(jīng)歷，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)解決大項(xiàng)目中才可能產(chǎn)生的一些問題，如項(xiàng)目文件的空間規(guī)劃、資源的重用、松耦合開發(fā)理念的體驗(yàn)、大項(xiàng)目程序調(diào)試經(jīng)驗(yàn)等。

根據(jù)情景教學(xué)法，教學(xué)中使用的案例與現(xiàn)實(shí)情境相似度越大，學(xué)習(xí)的效果可能就會(huì)越好，因此，在教學(xué)過程中可以一個(gè)貼近實(shí)際應(yīng)用的大項(xiàng)目[5]貫穿整個(gè)教學(xué)過程，將大項(xiàng)目的完成橫向分割成多個(gè)步驟，每個(gè)步驟對(duì)應(yīng)一次實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生在逐步實(shí)現(xiàn)這個(gè)大項(xiàng)目的過程中完成課程的學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提倡隨機(jī)通達(dá)教學(xué)（random access instruction），認(rèn)為對(duì)同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)要在不同時(shí)間多次進(jìn)行，每次的情境都是經(jīng)過改組的，而且目的不同，分別著眼于問題的不同側(cè)面。這種反復(fù)絕非為鞏固知識(shí)技能而進(jìn)行的簡(jiǎn)單重復(fù)，因?yàn)樵诟鞔螌W(xué)習(xí)的情境中會(huì)有互不重合的地方，而這將使學(xué)習(xí)者對(duì)概念知識(shí)獲得新的理解[6]。

在大項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)中，基于隨機(jī)通達(dá)教學(xué)的理念，知識(shí)點(diǎn)的重組應(yīng)遵循按需分配和循序遞進(jìn)相結(jié)合的原則，既要做到對(duì)課程內(nèi)容的分解和在項(xiàng)目應(yīng)用中知識(shí)點(diǎn)的重組適應(yīng)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)需求；也要注意知識(shí)點(diǎn)的分布能夠凸顯不同知識(shí)點(diǎn)的適用條件和環(huán)境，使學(xué)生既能夠掌握知識(shí)的使用方法，又能夠理解其適用的場(chǎng)合。大項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)既要做到實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃是遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由易到難的原則；也要注意對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)，尤其是重難點(diǎn)知識(shí)，有意識(shí)地反復(fù)多次應(yīng)用，并盡量根據(jù)應(yīng)用需求展現(xiàn)其不同的應(yīng)用方式。

基于“學(xué)教統(tǒng)一、扶放有度”的原則[7]，可采用“演示、驗(yàn)證、局部?jī)?yōu)化、擴(kuò)展創(chuàng)新”相融合的教學(xué)過程。其中，教師可將演示講解過程制作成微課，以便學(xué)生課后反復(fù)觀看學(xué)習(xí)；對(duì)每次實(shí)驗(yàn)縱向分層，設(shè)置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、局部?jī)?yōu)化、擴(kuò)展創(chuàng)新3個(gè)不同層次的實(shí)驗(yàn)?zāi)K；鼓勵(lì)學(xué)生在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)之后，能夠應(yīng)用本次實(shí)驗(yàn)所學(xué)知識(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而舉一反三、查閱資料，自主設(shè)計(jì)功能模塊對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)展。3個(gè)層次是對(duì)同類知識(shí)的不同程度的應(yīng)用，能夠滿足學(xué)生中不同層次的能力培養(yǎng)；學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中能加深對(duì)知識(shí)的理解、能力的磨礪，形成的教學(xué)過程體系如圖1所示。

圖1　教學(xué)過程體系

以大項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為主線，按需分配和隨機(jī)通達(dá)相結(jié)合的原則重組課程內(nèi)容，使學(xué)生不僅能夠多角度、侵入式地學(xué)習(xí)和理解知識(shí)，把握知識(shí)全貌，而且將基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用同步，知識(shí)獲取與能力成長(zhǎng)交融，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建良好的知識(shí)體系和能力結(jié)構(gòu)。

2 教學(xué)實(shí)踐

以移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)課程為例，進(jìn)行相應(yīng)地課程教學(xué)改革設(shè)計(jì)。

2.1 大項(xiàng)目選擇方面的考慮

1）大項(xiàng)目應(yīng)該是一個(gè)接近實(shí)際項(xiàng)目的、功能相對(duì)完整的系統(tǒng)。

實(shí)際項(xiàng)目和模型項(xiàng)目之間有著一定差距。模型項(xiàng)目目標(biāo)往往局限于功能的可用性，項(xiàng)目運(yùn)行于一種理想化的環(huán)境，這種方式簡(jiǎn)化了教學(xué)內(nèi)容，但不利于學(xué)生實(shí)際工程能力的培養(yǎng)。實(shí)際項(xiàng)目需要處理包括代碼可讀性、用戶體驗(yàn)、響應(yīng)性能等實(shí)際應(yīng)用中才可能需要解決的問題，實(shí)際項(xiàng)目代碼量較大，當(dāng)程序出現(xiàn)問題時(shí)，需要程序員運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼{(diào)試方法解決問題，以完成實(shí)際項(xiàng)目為目標(biāo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的工程項(xiàng)目素質(zhì)。

大項(xiàng)目設(shè)計(jì)目的是為了便于教學(xué)，但是設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上可以盡量接近實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首先，要培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣，從變量命名到名空間設(shè)計(jì)、從類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到資源重用設(shè)計(jì)、從代碼的可讀性到松耦合開發(fā)理念的引入，引導(dǎo)學(xué)生編寫結(jié)構(gòu)良好的系統(tǒng)，訓(xùn)練其在實(shí)際大項(xiàng)目中必不可少的這種基本素質(zhì)。其次，要重視用戶體驗(yàn)。良好的界面操作體驗(yàn)要求設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)是美觀的、方便的、操作方法一望即知的、用戶免培訓(xùn)的。然后，要注意響應(yīng)性能。響應(yīng)性能是實(shí)際項(xiàng)目的一個(gè)重要的指標(biāo)，哪些設(shè)計(jì)可能會(huì)影響到性能需要學(xué)生在初學(xué)階段就注意，這有助于學(xué)生形成良好的編程風(fēng)格。同時(shí)，要求學(xué)生掌握常用的調(diào)試技巧，通過設(shè)置程序常見的典型錯(cuò)誤來訓(xùn)練學(xué)生調(diào)試程序的能力，并在隨后的編程過程中進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立調(diào)試解決問題的能力。

2）項(xiàng)目功能需求最好是學(xué)生熟知的、易理解的。

完成大項(xiàng)目的過程同步于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)體系構(gòu)建的過程，因此，教師在設(shè)計(jì)大項(xiàng)目時(shí)，適宜選擇學(xué)生熟知或易理解其功能需求的系統(tǒng)，從而將重心放在編程知識(shí)的學(xué)習(xí)上。

3）項(xiàng)目要具有可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)。

大項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)需涵蓋課程所有知識(shí)點(diǎn)，因此，該項(xiàng)目在功能設(shè)計(jì)上、系統(tǒng)架構(gòu)上都應(yīng)該具有良好的可擴(kuò)展性，以便于方便地插入功能模塊。

2.2 課程知識(shí)的合理分解與合理分布

移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)課程中使用“我的個(gè)人空間”系統(tǒng)作為課程大項(xiàng)目，大項(xiàng)目被劃分為多個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊的主要功能大致對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，但有些實(shí)驗(yàn)還需在后期的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行部分修改和完善，如在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)7數(shù)據(jù)庫操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)修改登錄模塊和好友薄模塊，如表1所示。

1）以項(xiàng)目構(gòu)建過程為線索，按需重組教學(xué)內(nèi)容。

在構(gòu)建一個(gè)登錄模塊的過程中，可能依次涉及新建Activity （相關(guān)文件manifest.xml、Java文件、XML文件的聯(lián)系；android應(yīng)用松耦合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)點(diǎn)）、編輯Activity的Java文件（利用R文件獲取XML布局文件中的控件；事件監(jiān)聽機(jī)制的使用和理解；利用Intent實(shí)現(xiàn)Activity切換；編寫過程中常用快捷鍵的使用）等知識(shí)點(diǎn)的講解。按需驅(qū)動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的方式，將理論與實(shí)踐融為一體，理論不再是孤立的存在，它切實(shí)解釋每一步實(shí)踐中的疑惑，并指導(dǎo)實(shí)踐。每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都不再是干枯的教條，而是繼續(xù)前行的必要的階梯。

2）按需分配同類型知識(shí)點(diǎn)。

大多入門型教材遵循知識(shí)體系的分類和抽象原則，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的類型劃分章節(jié)，分門別類地介紹各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。大項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式按需驅(qū)動(dòng)教學(xué)內(nèi)容，打破同類型知識(shí)點(diǎn)一股腦地灌輸方式，分散地將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于各自適合的環(huán)境。以布局方式的知識(shí)點(diǎn)為例，布局方式有線性布局、相對(duì)布局、網(wǎng)格布局、幀布局等，設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，將這些布局分別運(yùn)用于適合的Activity中，線性布局用于登錄模塊，網(wǎng)格布局用于注冊(cè)模塊，相對(duì)布局用于游戲的主菜單模塊，幀布局用于游戲模塊。

學(xué)生接受某個(gè)知識(shí)點(diǎn)不是因?yàn)樗菍儆谀姆N類型的知識(shí)，而是因?yàn)樾枰玫剿@直接驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)怎樣用它、怎樣用好它。在此過程中，學(xué)生也能理解知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合，從而得以較全面地把握該知識(shí)點(diǎn)。

3）同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在多個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用。

通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)的反復(fù)多次的不同應(yīng)用，幫助學(xué)生在實(shí)踐中逐步加深對(duì)該知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，從而構(gòu)建較為完整清晰的知識(shí)體系，如對(duì)于Adapter的介紹是一個(gè)逐步深入的過程，在注冊(cè)模塊中，通過Spinner使用ArrayAdapter；在主菜單模塊，通過GridView使用SimpleAdapter；在好友薄模塊，通過ListView使用自定義的Adapter。

4）盡量遵循循序遞進(jìn)的原則。

選擇知識(shí)點(diǎn)的出現(xiàn)時(shí)機(jī)時(shí)，在順應(yīng)項(xiàng)目需求的基礎(chǔ)上，需盡量遵循知識(shí)鏈的拓?fù)潢P(guān)系，將相對(duì)簡(jiǎn)單的、前導(dǎo)知識(shí)少的知識(shí)點(diǎn)放在前面。循序遞進(jìn)的原則有利于減少學(xué)生畏難情緒的產(chǎn)生，建立學(xué)生的自信心。

另外，在項(xiàng)目之初，學(xué)生可能不具備足夠的知識(shí)來完成一個(gè)完整的子模塊，此時(shí)可根據(jù)情況首先用簡(jiǎn)單的方案臨時(shí)代替，隨著學(xué)習(xí)過程的推進(jìn)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再加以修改，逐步逼近實(shí)際項(xiàng)目。表1中的“分步完成計(jì)劃”就是后期在實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)7的過程中針對(duì)實(shí)驗(yàn)1模塊的修改所添加的內(nèi)容。

5）為學(xué)生自由發(fā)揮預(yù)留空間。

大項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)是由教師來完成的，但是在這個(gè)具有良好可擴(kuò)展性的系統(tǒng)架構(gòu)中，還應(yīng)為學(xué)生自由發(fā)揮預(yù)留空間。每次實(shí)驗(yàn)都包括驗(yàn)證、優(yōu)化、擴(kuò)展3種不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生完成教師在課堂上演示實(shí)現(xiàn)的功能和效果；優(yōu)化實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)教師所給的資料，對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行功能或外觀效果上的部分改動(dòng)，使功能更完善或外觀更美觀；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，自主設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)不同的功能模塊。

通過這種方式，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試對(duì)相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)展學(xué)習(xí)，從而對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深入更全面的認(rèn)識(shí)，學(xué)生在自由發(fā)揮階段往往會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題，在問題的解決過程中，進(jìn)一步提升自己的能力。

表1　大項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)（部分實(shí)驗(yàn)）

2.3 考核體系

嚴(yán)格合理的考核體系是教學(xué)質(zhì)量的有效保障，程序開發(fā)類課程重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，因此取消傳統(tǒng)的試卷考試，以每次實(shí)驗(yàn)的過程評(píng)價(jià)作為最終考核的依據(jù)，督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。每次實(shí)驗(yàn)采取立體考核的方式，對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、局部?jī)?yōu)化、功能擴(kuò)展3個(gè)層次的學(xué)生給予不同的等級(jí)。同時(shí)，各個(gè)考核層次都要求學(xué)生不僅要實(shí)現(xiàn)代碼，而且要完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容包括對(duì)本次實(shí)驗(yàn)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的小結(jié)、完成本實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方案等。通過這種立體考核的方式，激勵(lì)學(xué)生舉一反三，學(xué)以致用，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)擴(kuò)展創(chuàng)新，不僅能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，而且還可有效防止抄襲。

3 結(jié) 語

大項(xiàng)目教學(xué)模式使得學(xué)生能夠盡快進(jìn)入開發(fā)學(xué)習(xí)狀態(tài)，與實(shí)際應(yīng)用開發(fā)順利接軌，并全方位掌握相關(guān)知識(shí)，受益于該種教學(xué)模式的學(xué)生課后普遍對(duì)程序開發(fā)充滿了興趣和信心。但是，當(dāng)該教學(xué)模式應(yīng)用于具體的程序開發(fā)類課程時(shí)，具體的課程教學(xué)設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了這種教學(xué)模式的實(shí)際效果，因此，在推廣中需要進(jìn)一步精心設(shè)計(jì)與完善。

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