基于首要教學原理的中職程序設計課程教學設計研究

摘 要 程序設計課程作為中職計算機專業的必修課程，對學生的專業成長和職業發展具有舉足輕重的影響。然而，在中職程序設計課程的教學實踐中，多數教師都側重于知識點的傳授與技能操作的練習，卻忽視了新舊知識之間的內在聯系。文章基于梅瑞爾提出的首要教學原理，以解決實際問題為中心，以知識點的連貫性教學為要求，探討如何構建程序設計課程的教學設計，并以程序設計課程中“冒泡排序”一課為例進行教學設計，以期為中職程序設計課程教學提供參考。

關鍵詞 首要教學原理；程序設計課程；教學設計

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.29.029

Research on Teaching Design of Vocational Program Design Course"Based on Primary Teaching Principles

LIU Fengnan

（Nanjing Commercial College， Nanjing， Jiangsu 210000）

Abstract As a compulsory course for vocational computer majors， programming courses have a significant impact on students' professional growth and career development. However， in the teaching practice of vocational programming courses， most teachers often focus on imparting knowledge points and practicing skill operations， while neglecting the inherent connection between new and old knowledge. The article is based on the primary teaching principle proposed by Merrell， with the focus on solving practical problems and the requirement of coherent teaching of knowledge points. It explores how to construct the teaching design process of programming courses， and takes the \"Bubble Sorting\" lesson in programming courses as an example for teaching design， in order to provide reference for vocational school programming course teachers.

Keywords primary teaching principles; program design course; instructional design

程序設計課程是職業學校軟件技術專業課程體系中的重要組成部分，程序設計課程的學習效果直接影響著學生后續專業課程學習的信心。目前，在職業學校的程序設計課程實際教學中，由于課程時間有限和知識量大，教師多采用“講授與操作演示，學生任務練習”為主的教學方式，在這種傳統教學方式下，“填鴨式”現象較為明顯，學生被動地接受知識技能，缺乏問題導向意識，難以深度理解和應用知識。同時，教師所設計的任務與崗位需求存在偏差，學生難以完成知識的遷移應用，學習效果甚微，不能滿足程序設計崗位對人才實踐能力的要求。為了更好地提高學生的學習效果，本文運用首要教學原理對中職程序設計課程課堂教學進行設計，以期為中職程序設計課程的教學提供一些參考與借鑒。

1" 首要教學原理概述

2022年，當代著名的教學設計理論家戴維梅瑞爾在借鑒和綜合諸如赫爾巴特的“五段教學模式”、喬納森的“建構主義學習環境模式”，以及羅森海因的“直接教學”理論等十幾種教學模式的基礎上，提出以最終促進學習者學習為目的的五項首要教學原理。它由問題、激活、示證、應用、融合五個相互關聯的階段構成教學循環圈，其核心主張是 教學應該聚焦問題，即學習者必須介入解決實際問題，這樣他們才會掌握得更好；激活、示證、應用與融合則是對應有效教學的四個階段。

這一原理自提出以來得到了廣泛的應用并取得了不錯的效果，如NETg公司在教學培訓中，對現有的Excel教程和依據首要原理開發的教程做了對比實驗教學，發現聚焦問題組的得分和完成速度遙遙領先[1]。馮秀琪、趙可云[2]從梅瑞爾首要教學原理入手，結合網絡課程的特點，提出了網絡課程的評價體系以提高網絡課程質量。陸一琳[3]以問題為中心，遵循首要教學原理設計出優秀的微課作品。朱武漢、單誼[4]基于首要教學原理視角，建立一個全新的語言學教學實施框架，幫助學生深入理解語言學習的目標和標準。在以上描述中，研究者們以問題為中心，將首要教學原理應用于不同領域，同時也為其在中職程序設計課程教學中的應用提供了思路。

2" 基于首要教學原理的程序設計課程教學設計

本文以首要教學原理為指導思想，以學生為中心，根據課程教學目標、課程性質和學生特點，借助學習通平臺和在線AI平臺，遵循課程教學流程，即課前、課中和課后三個階段，構建了基于首要教學原理的程序設計課程教學設計流程。

2.1" 課前階段

在課前階段，教師應根據軟件專業人才培養方案和課程教學大綱要求，分析教學內容及職業崗位需求，精準把握課程和各章節的重難點，設計針對性和實踐性的教學案例，在教學案例中盡可能多地融入難易程度不同的遞進問題序列，引導學生逐步深入思考，形成問題解決策略。此外，教學案例之間能夠相互銜接，形成一個完整的教學體系，涵蓋從基礎知識到高級應用的全過程，讓學生系統地掌握JAVA核心知識和技能，為未來的職業發展打下堅實的基礎。

2.2" 課中階段

2.2.1" 聚焦問題

首要教學原理強調問題在學習過程中的重要性，以問題的提出作為學習過程的起點，啟發學生如何運用知識點解決問題。教師在創設問題情境時，將知識點的應用映射到現實生活中的具體問題，這能更好地具象化學生的思維，促進其對知識的理解和應用。教師可在課前發布學習任務和資源，同時創設問題情境，也可在課程導入的時候提出要解決的問題，讓學生明確此次課程學習的主題和擬解決的問題，引導學生對問題進行思考并積極地主動參與學習。

2.2.2" 激活舊知

梅瑞爾指出：只有當學習者原有的相關經驗被激活，能依據原有經驗并將其作為新知識的基礎來回憶、聯系或應用知識時，才能夠促進自身的學習。因此，教師需圍繞所創設的問題情境引導學生對問題進行分解，生成粒度較小的任務序列，引導學生針對任務序列分析哪些是已有圖式，哪些是需要學習的新知，確認已有圖式與新知之間的聯系。

2.2.3" 示證新知

這一階段是學習者掌握知識的重要環節，在課程教學中，教師需要關注兩個問題，一是教學內容的組織與呈現方式，程序設計課大多偏向于程序化知識，即關于“怎么做”的問題，以序列步驟的形式呈現更利于學生計算思維能力的形成，而思維能力正是學生需要培養的關鍵能力和素養。二是教學策略的選取，傳統的講授不利于抽象思維的呈現，教師可借助形象化和具體化的動畫將思維外顯化，借助思維可視化的工具完成程序的示范講解，更好地幫助學生理解。此外，教師還可以創設以學生為主體的探究活動和小組合作活動以激發學生的主動參與意識，在活動中深度理解和構建自己的知識結構。

2.2.4" 應用新知

應用新知是將所習得的知識與技能用于解決實際問題，以此達到鞏固提高的目的。為了達到教學目標，教師設計的問題應與學生所習得的知識技能一致。在應用技能解決問題的過程中，教師在有限的時間內面對多線程任務時，無法同時完成點到點的學生個性化輔導，因此可借助AI智能軟件完成學生程序的檢驗和修正，幫助每位同學渡過最近發展區，注重學生的個性化需求。針對學生在解決問題過程中出現的共性問題，教師可示范講解總結學生的易錯點，以促進面向全體學生的知識鞏固和提高。

2.2.5" 融會貫通

融會貫通階段的主要任務是進一步提高學生對所學知識的運用和遷移能力，這就要求學生在面對新的問題情境時能夠靈活運用知識技能，只有當其能運用新知識和技能解決實際問題時，才能實現對知識與技能的熟練掌握。本著以賽促教、以賽促學的原則，選用軟件開發賽項內容，創設學生技能競賽活動，在提高學生知識遷移應用能力的同時提升學生的技能水平。通過對學生實踐成果的分析與評價，引導學生在編碼過程中養成良好的編碼風格和習慣，注重學生職業素養的形成。

2.3" 課后階段

在本次程序設計課程考評中采用線上與線下相結合的方式進行考核，線上針對課前、課中與課后設置的過程性考評活動，以任務實踐成果評價為主，基本概念測試為輔。線下考評包括課堂表現評價和終結性考評兩部分，其中課堂評價為學生完成應用新知到融會貫通的過程性考核，終結性考評為課程結束后的綜合性考核。通過考評，教師可以及時了解學生的知識掌握程度，為后續的教學設計提供依據。

4" 基于首要教學原理的程序設計教學案例

根據以上程序設計教學設計流程，依據中職軟件技術專業人才培養方案和JAVA語言程序設計課程標準，選用清華大學出版社編著的《Java程序設計》第四章第4.4.3課數組排序中冒泡排序法一課為例，運用首要教學原理進行教學設計。

4.1" 課前階段

課前是教學活動開展的重要環節，教師根據教學內容確定教學資源，如課前測驗、微視頻、教案及教學案例等，將其上傳至學習通平臺，學生登錄學習通平臺完成測驗與預習，以明確本次課堂的學習目標和擬解決的問題，教師可以測驗結果了解學生的學習基礎，發現共性問題，動態調整教學策略。

4.2" 課中階段

4.2.1" 聚焦問題

教師通過“魅力踢踏舞”視頻創設真實的排序問題情境，將程序設計中抽象的冒泡排序思想以直觀、動感的舞蹈形式展現出來，引導學生觀察舞蹈演員在舞蹈開始前和舞蹈結束后號碼牌的順序，明確排序問題，加深學生對冒泡排序原理的感性認識，通過這種寓教于樂的方式，將原理的抽象概念具象化，有效提升學生對于抽象算法的學習興趣和實踐能力。

4.2.2" 激活舊知

以10位舞蹈演員號碼牌排序問題為中心，逐步引導學生深入分析問題并分解成多個子問題，這些子問題形成了一個問題序列，即如何存儲10位號碼牌數字；如何設計循環結構完成排序；如何完成數組的輸出以呈現排序后的結果。在這個序列中，教師應幫助學生明確哪些問題可以利用已有知識解決，哪些是目前還無法解決的子問題，有針對性地引導學生激活他們的舊知識，在排序問題的情境中形成系統的解決策略。

4.2.3" 示證新知

在本次課中，以5位家庭成員身高排序的微視頻為例，引導學生分析5個數據參與排序時掃描的輪數和比較的次數，推導出10個、n個數據的排序規律，這種由簡到難的方式，有助于學生逐步建立對于復雜問題的解決思路。教師根據學生找到的規律，結合家庭成員身高案例，采用演示法展示如何設計循環結構來控制掃描輪數和比較次數。通過具體的編程演示，學生能更加直觀地理解排序算法在解決實際問題中的運作方式，從而幫助他們理解抽象算法。

4.2.4" 應用新知

通過“魅力踢踏舞”視頻中號碼牌排序的問題情境，讓學生在其中應用所學習的知識技能解決冒泡排序問題，深化對排序算法的理解，提升其解決實際問題的能力。在應用新知的過程中，教師根據學生的共性問題開展示范性講解，而針對個性化問題可借助文心一言工具給予及時反饋與輔導，進而幫助學生持續進步。

4.2.5" 融會貫通

本著“以賽促教，以賽促學”的理念，將應用軟件開發賽項中的競賽內容融入實踐任務，創設復雜情境，提供真實的新知應用情境，讓學生融會貫通地應用知識解決實際問題，如以下賽題內容：在雙碳管理系統中，顯示第一季度銷售額排名前十的公司信息，還可以變更排序任務，如按照總銷售額、季度銷售額的增長率等進行排序，以考查學生的應變能力和創新思維，挑戰和提升學生的軟件開發能力，以達到知識的融會貫通。

4.3" 課后階段

課堂教學實踐結束后，教師須分析班級學生的學習效果，研究首要教學原理的運用是否在一定程度上有助于提高學生知識的實踐應用能力。教師可根據學生課前、課中和課后的表現給予綜合性的評估，根據評估結果，給予學生個性化輔導，并調整好下一次的課堂教學策略。

5" 結語

本文以梅瑞爾的首要教學原理來指導程序設計課程教學設計實踐，該實踐圍繞生活中舞蹈演員號碼牌排序問題，將抽象的冒泡排序思想融入舞蹈以激發學習者的學習興趣。聚焦排序問題，引導學生分析形成子問題序列，并聯系激活舊知，明確新知學習任務。在新知學習過程中，遵循以學生為主體，教師為主導的理念，引導學生提升分析、歸納、演繹和推理的能力，掌握冒泡排序的一般規律和循環結構設計方法。始終以問題解決為核心，注重培養學生間的合作探究能力，形成解決問題的系統性策略和知識體系，并最終達到學以致用、融會貫通的目的。

參考文獻

[1] Thomson，I.Thomson Job Impact Study： The Next Generation of Corporate Learning[DB/OL].http：//www.netg.com/DemosAndDownloads/Downloads/JobImpact.pdf.

[2] 馮秀琪，趙可云.梅瑞爾首要教學原理及網絡課程的評價[J].開放教育研究，2005（5）：69-73.

[3] 陸一琳.基于五項首要教學原理的微課教學設計淺探[J].教育理論與實踐，2017，37（36）：43-45.

[4] 朱武漢，單誼.首要教學原理視角下英語語言學課程教改研究[J].外語電化教學，2019（2）：97-102.