建構(gòu)主義教學(xué)方法在程序設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用

岳同森 王大海

提要高等院校中程序設(shè)計(jì)課程是一門很重要的基礎(chǔ)課程，其理論性強(qiáng)、應(yīng)用性廣，知識(shí)結(jié)構(gòu)抽象復(fù)雜，知識(shí)內(nèi)容不易于理解，加之傳統(tǒng)教學(xué)方法不宜于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中時(shí)感枯燥無(wú)味，教學(xué)效果不甚良好。建構(gòu)主義教學(xué)方法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教法的不足，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的提升，從而使學(xué)生掌握扎實(shí)的程序設(shè)計(jì)知識(shí)和學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；拋錨式教學(xué)方法；支架式教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)及建構(gòu)主義理論

程序設(shè)計(jì)課程是高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的公共必修課程，在對(duì)學(xué)生的整體教學(xué)計(jì)劃和課程設(shè)計(jì)中占據(jù)著非常重要的地位。程序設(shè)計(jì)課程是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的延伸和應(yīng)用，具有相當(dāng)?shù)倪壿嬓裕瑢W(xué)好程序設(shè)計(jì)課程對(duì)于提高學(xué)生的抽象思維能力和邏輯分析能力有極大的幫助。但由于各類程序語(yǔ)言均存在著概念抽象、語(yǔ)法繁多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)起來(lái)有一定難度，尤其是在傳統(tǒng)的“以教為中心”的教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，知識(shí)再生能力較差。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、幫助學(xué)生牢固地掌握知識(shí)和技能、提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，就需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，探索出有助于學(xué)生長(zhǎng)久發(fā)展的教學(xué)方法。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在一定的社會(huì)文化情境中，主動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行加工處理、建構(gòu)知識(shí)意義的過(guò)程。其核心是：學(xué)生是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外部信息刺激的被動(dòng)接受者；教師是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的幫助者，而不是知識(shí)意義的灌輸者。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生的知識(shí)不是通過(guò)教師傳授而獲得，而是自己在一定的情境下，借助于他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論有利于學(xué)生發(fā)散性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的提升。

二、建構(gòu)主義教學(xué)方法的應(yīng)用

在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，在“以學(xué)為中心”的教學(xué)模式中，包含著兩種較為成熟的教學(xué)方法：拋錨式教學(xué)方法和支架式教學(xué)方法。

（一）拋錨式教學(xué)方法及其應(yīng)用。這種教學(xué)方法要求建立在有感染力的真實(shí)事件或真實(shí)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，確定這類真實(shí)事件或問(wèn)題被比喻為“拋錨”。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者要想完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，即達(dá)到對(duì)該知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到真實(shí)情境中去感受（即通過(guò)獲取直接經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)）。拋錨式教學(xué)方法由創(chuàng)設(shè)情境、確定問(wèn)題、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)組成。

示例：冒泡排序法的教學(xué)設(shè)計(jì)。排序是處理數(shù)據(jù)時(shí)常用到的一種計(jì)算方法，在很多實(shí)際應(yīng)用中都會(huì)涉及到排序。冒泡排序是一種經(jīng)典的排序，其基本思路為：依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù)，將小數(shù)放在前面，大數(shù)放在后面。即首先比較第1個(gè)和第2個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后。然后比較第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，如此繼續(xù)，直至比較最后兩個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，并重復(fù)以上過(guò)程。由于在排序過(guò)程中總是小數(shù)往前放，大數(shù)往后放，相當(dāng)于氣泡往上升，所以稱作冒泡排序。

1、創(chuàng)設(shè)情境。用多媒體演示實(shí)際社會(huì)中某項(xiàng)比賽所采用循環(huán)賽的過(guò)程。模擬5個(gè)人參賽代表5個(gè)數(shù)，先從第5個(gè)人與第4個(gè)人開始第一場(chǎng)比賽，比賽后的勝者（即是二個(gè)數(shù)比較后較小的數(shù)）交換到前面，再與第3個(gè)人比賽，依此類推，直到最后勝者（第一名即最小數(shù)）交換到第一個(gè)位置為止；再對(duì)剩下的4個(gè)人重復(fù)上述比賽過(guò)程，直至所有人的名次排好為止。

2、確定問(wèn)題。對(duì)上述實(shí)例進(jìn)行講解，詳細(xì)闡述冒泡排序的含義和規(guī)則，提出問(wèn)題：寫出5個(gè)數(shù)的冒泡排序程序代碼。在給出問(wèn)題的基礎(chǔ)上，要對(duì)解決問(wèn)題所用到的知識(shí)技能點(diǎn)加以講解，本例中需用用到數(shù)組、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)。

3、自主學(xué)習(xí)。教師提供給學(xué)生某些線索，如每輪指定一個(gè)位置的數(shù)，依次和后方的數(shù)進(jìn)行比較，如果比較中發(fā)現(xiàn)指定的數(shù)字較大，則交換位置，并且每輪比較的次數(shù)遞減一。

4、協(xié)作學(xué)習(xí)。在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，以小組為單位討論并寫出算法流程圖，并確定如何用循環(huán)和分支程序結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)算法，最后編寫代碼。

5、效果評(píng)價(jià)?？梢杂猛瑯拥慕虒W(xué)方法解決另外一種排序方法，以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和遷移能力，來(lái)評(píng)定教學(xué)效果。

（二）支架式教學(xué)方法及其應(yīng)用。這種教學(xué)方法是為學(xué)生建構(gòu)對(duì)知識(shí)的理解提供一種概念框架。這種概念框架是為發(fā)展學(xué)生對(duì)問(wèn)題的深刻理解所必需的，為此，事先把復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，以便于把學(xué)習(xí)者的理解逐步引向深入。支架式教學(xué)方法由確定主題、創(chuàng)設(shè)情境、獨(dú)立探索、合作學(xué)習(xí)、效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)組成。

示例：方法調(diào)用的教學(xué)設(shè)計(jì)。方法是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中重要的知識(shí)點(diǎn)，其概念抽象，理解起來(lái)有一定難度，方法是函數(shù)和過(guò)程的統(tǒng)稱，近似于數(shù)學(xué)中函數(shù)的含義。通過(guò)支架式教學(xué)方法，幫助學(xué)生充分理解方法的含義與調(diào)用過(guò)程。

1、確定主題。首先對(duì)數(shù)學(xué)中函數(shù)的含義進(jìn)行講解，尤其是自變量和因變量的理解。從而引申出方法中實(shí)參、形參、傳值、傳址等概念。

2、創(chuàng)設(shè)情境。利用多媒體演示數(shù)學(xué)函數(shù)的一般求解過(guò)程，例如假設(shè)x等于5，則f（5）=5+1；另外，演示程序?qū)崿F(xiàn)方法的功能，其過(guò)程如下：

子過(guò)程：

Sub f（byval x，byref y）

x=x+1

y=y+1

End sub

主函數(shù)：

Sub main（）

Dim a=0

Dim b=0

Console.writeline（”a=”& a & ”b=”& b）

f（a，b）

Console.writeline（”a=”& a & ”b=”& b）

End sub

3、獨(dú)立探索。讓學(xué)生觀察上述兩種求解過(guò)程，獨(dú)立探索數(shù)學(xué)函數(shù)中自變量、因變量與程序方法中實(shí)參、形參的關(guān)系，獨(dú)立描述出方法調(diào)用的過(guò)程，并分析傳值和傳地址之間會(huì)產(chǎn)生的結(jié)果差異，拓展思考方法。

4、合作學(xué)習(xí)。在獨(dú)立思考和探索的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生分組，進(jìn)行集體討論，并用圖文等手段描述出方法調(diào)用的過(guò)程，最終完成實(shí)參、形參、值或址的傳遞等概念的意義建構(gòu)。

5、效果評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)題目的理解，畫出流程圖，解釋出方法調(diào)用的相關(guān)概念和調(diào)用過(guò)程，評(píng)價(jià)自主學(xué)習(xí)能力、對(duì)小組協(xié)作學(xué)習(xí)所做出的貢獻(xiàn)以及是否完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)等。

三、教學(xué)過(guò)程的控制設(shè)計(jì)

教學(xué)效果的優(yōu)劣取決于教學(xué)過(guò)程的控制，影響教學(xué)過(guò)程的因素有很多，并且教學(xué)評(píng)價(jià)要針對(duì)教學(xué)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，因此有必要對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行職責(zé)劃分。表1為各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中職責(zé)的具體劃分。（表1）

四、總結(jié)

程序設(shè)計(jì)課程中，知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系緊密，在教學(xué)過(guò)程中既要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，還要精選教學(xué)方法。建構(gòu)主義教學(xué)方法以情境項(xiàng)目為載體、以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)能力為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)，整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性；學(xué)生在教師的輔導(dǎo)和幫助下通過(guò)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)來(lái)完成對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。對(duì)于以上方法筆者進(jìn)行了一定的實(shí)踐應(yīng)用，教學(xué)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)方法。教學(xué)方法的改革是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，教學(xué)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都還有待改進(jìn)，每個(gè)教育者都任重道遠(yuǎn)。

（作者單位：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

主要參考文獻(xiàn)：

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