競爭學(xué)習(xí)模式在編程教學(xué)中的應(yīng)用探索

摘要：編程能力是計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的核心，而編程課程則是培養(yǎng)該能力的核心基礎(chǔ)課程。將競爭學(xué)習(xí)模式引入編程系列課程中，詳細(xì)闡述了課內(nèi)、課外、實(shí)驗(yàn)、軟件設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)中競爭學(xué)習(xí)模式的實(shí)施方法，并對(duì)競爭學(xué)習(xí)模式的成效、難點(diǎn)問題以及解決方法進(jìn)行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：編程教學(xué)；競爭學(xué)習(xí)模式；素質(zhì)培養(yǎng)；課程改革

作者簡介：郭劍（1978-），男，江蘇南京人，南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)中心副主任，副教授；孫力娟（1963-），女，江蘇南京人，南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院院長，教授，博士生導(dǎo)師。（江蘇 南京 210003）

基金項(xiàng)目：本文系南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG00412JX04）、南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG00412JX12）、南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG00413JX23）、計(jì)算機(jī)學(xué)院教改研究項(xiàng)目“以能力培養(yǎng)為核心的多維互動(dòng)教學(xué)模式研究”的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0121-02

編程類課程不僅是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，也是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的基本內(nèi)容之一。它不僅能培養(yǎng)學(xué)生基本的動(dòng)手實(shí)踐能力，也能提升學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)處理方法的認(rèn)識(shí)水平。在課程體系中，它既是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Linux編程、編譯原理等課程的先導(dǎo)，也是嵌入式開發(fā)、多媒體設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、信息安全等多門課程與專業(yè)的基礎(chǔ)。因此，提高其教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率具有重要的作用與意義。

編程類課程是一類實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，掌握編程語言的語法并不等于學(xué)會(huì)編程，這就要求編程教育中有較多的實(shí)踐性內(nèi)容。但由于教學(xué)條件與教學(xué)環(huán)境的限制，多數(shù)高校的編程教育仍以課堂講授為主要方式，實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性環(huán)節(jié)并不占多數(shù)。這種方式下培養(yǎng)出來的學(xué)生普遍存在語法考試能力強(qiáng)、動(dòng)手編程能力弱的缺陷。而隨著高校的擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)的增加和學(xué)生層次的多樣化更是增加了解決這一問題的難度。

因此，在現(xiàn)有條件下，如何提升教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量成為編程教學(xué)中迫切需要解決的問題。針對(duì)這一課題，目前已有不少教學(xué)改革與嘗試，并取得了一定的效果。筆者也從提高學(xué)生主動(dòng)性的角度出發(fā)，在個(gè)體、小組等兩個(gè)層面上引入了多種類型的競爭學(xué)習(xí)模式，取得了較好的效果。

一、競爭學(xué)習(xí)模式及其特征

競爭學(xué)習(xí)模式屬于合作學(xué)習(xí)模式的一種。它是指通過在學(xué)習(xí)者之間引入競爭機(jī)制，使得學(xué)習(xí)者為了達(dá)到教師設(shè)立的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)評(píng)價(jià)，積極主動(dòng)地完成教學(xué)任務(wù)的過程。一般而言，它具有如下兩個(gè)特征：

第一，學(xué)習(xí)者個(gè)人或者小組是一個(gè)獨(dú)立的考核團(tuán)體，每個(gè)個(gè)體或者小組必須對(duì)自己的最終成績負(fù)責(zé)。

第二，學(xué)習(xí)者個(gè)人或者小組之間存在著競爭關(guān)系。在競爭學(xué)習(xí)的考評(píng)模式中，不可能所有的個(gè)體或者小組都能達(dá)到最優(yōu)。

從上述介紹可以發(fā)現(xiàn)，競爭學(xué)習(xí)模式的最大優(yōu)點(diǎn)在于，學(xué)生不再以達(dá)到最低的學(xué)習(xí)要求為主要目標(biāo)，而是在教師的指引下，為了獲取較好的成績和名次主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和競爭。在這個(gè)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到了確認(rèn)與加強(qiáng)，積極性得到了提高，教學(xué)的質(zhì)量和效果也就得到了保證。

筆者也嘗試將競爭學(xué)習(xí)模式引入編程教學(xué)中。筆者認(rèn)為，傳統(tǒng)教學(xué)方式并不適用于編程類課程的教學(xué)。這是因?yàn)榫幊陶n程的實(shí)踐性較強(qiáng)，僅僅靠教師的課堂傳授不足以使學(xué)生學(xué)會(huì)編程，還需要學(xué)生充分發(fā)揮其主動(dòng)性與積極性，并通過不斷的練習(xí)才能真正領(lǐng)會(huì)和掌握。因此，筆者在課堂、課外、實(shí)驗(yàn)、軟件設(shè)計(jì)等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中引入了競爭機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并取得了較好的效果。下面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

二、競爭學(xué)習(xí)模式在編程教學(xué)中的應(yīng)用

為了提高編程教學(xué)的質(zhì)量，筆者結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中分別引入了個(gè)體和小組兩個(gè)層面的競爭機(jī)制，有效地提高了教學(xué)的質(zhì)量。

1.課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)的競爭學(xué)習(xí)

在課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)中，筆者主要采用了個(gè)體編程競賽的方式。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，教師主要通過代碼和例程向?qū)W生解釋語法和算法，其優(yōu)點(diǎn)是講解簡明清晰，學(xué)生容易接受。這種方法的缺陷是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)不夠，長此以往學(xué)生讀代碼的能力相對(duì)較強(qiáng)，但用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得不到鍛煉。為了解決這個(gè)問題，筆者在課上引入了編程競賽的方式，教師事先準(zhǔn)備一些小型的編程題目，內(nèi)容可以是對(duì)上節(jié)課程的回顧，也可以是對(duì)當(dāng)前所講知識(shí)的延伸，也可以是對(duì)講語法的鋪墊。在授課過程中，教師結(jié)合教學(xué)進(jìn)度實(shí)際，適時(shí)將這些題目拿出來讓學(xué)生做，根據(jù)學(xué)生代碼的正確性與提交次序進(jìn)行記分，并可以現(xiàn)場進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解。這種方式不僅增強(qiáng)了講解內(nèi)容的針對(duì)性，有效地提升了學(xué)生的注意力，而且可以豐富教學(xué)手段、調(diào)節(jié)課堂氣氛。

2.課外自學(xué)環(huán)節(jié)的競爭學(xué)習(xí)

課外自學(xué)環(huán)節(jié)是對(duì)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。一方面，由于個(gè)體學(xué)習(xí)能力的差異，不可能所有學(xué)生都能夠當(dāng)場掌握教師的全部授課內(nèi)容；另一方面，由于課時(shí)的限制，教師也不可能在課堂內(nèi)講授完所有的學(xué)科知識(shí)。因此，采取一定手段促進(jìn)學(xué)生的課外自學(xué)是必然的解決之道。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者同樣引入了競爭學(xué)習(xí)模式：在教完若干章節(jié)之后，筆者會(huì)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際，并結(jié)合往年教學(xué)的總結(jié)，布置若干的研究性課題給學(xué)生。這類題目可以是某個(gè)教學(xué)的疑難點(diǎn)或者略講內(nèi)容，也可以是某些知識(shí)點(diǎn)的延伸。學(xué)生完成課題的質(zhì)量越高、花費(fèi)的時(shí)間越短，其獲得的評(píng)價(jià)也就越高。這種方法不僅培養(yǎng)了學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)的良好習(xí)慣，而且培養(yǎng)了學(xué)生積極探索的進(jìn)取精神。

3.上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的競爭學(xué)習(xí)

上機(jī)階段是培養(yǎng)學(xué)生編程能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在以往的上機(jī)實(shí)驗(yàn)中，由于無法當(dāng)場提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生的任務(wù)感與緊迫感不強(qiáng)，編程實(shí)驗(yàn)的鍛煉效果不佳。針對(duì)這個(gè)情況，筆者引入了編程比賽的模式。除了讓學(xué)生熟悉上機(jī)過程與編程環(huán)境的少數(shù)實(shí)驗(yàn)外，其余全部實(shí)行實(shí)時(shí)編程競賽。學(xué)生的組織方式與競賽使用的平臺(tái)均參考了ACM程序設(shè)計(jì)競賽。其具體實(shí)施過程是：教師將實(shí)驗(yàn)題以競賽題的形式給出，學(xué)生以小組形式參加比賽，使用較少時(shí)間完成較多題目者獲勝。比賽中采用ACM的自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)來完成學(xué)生提交代碼的評(píng)定。學(xué)生要完成全部題目的提交，必需具備較強(qiáng)的分析能力、相當(dāng)?shù)木幊趟揭约叭娴恼{(diào)試技巧；而要在激烈的競賽中取勝，還需要合理的小組分工、通暢的內(nèi)部合作以及良好的心理素質(zhì)。因此，這種方式能夠?qū)W(xué)生的能力和素養(yǎng)進(jìn)行全方面的鍛煉。

4.軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的競爭學(xué)習(xí)

軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是南京郵電大學(xué)（以下簡稱“我?！保┽槍?duì)編程初學(xué)者所設(shè)立的編程教學(xué)階段，其目標(biāo)是讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的小型軟件課題的開發(fā)過程，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，并鍛煉其綜合運(yùn)用能力。在以往的課程中，由于學(xué)生缺乏內(nèi)在動(dòng)力，存在應(yīng)付心理，往往以完成最低課程要求為目標(biāo)。為了提高教學(xué)效果，筆者在該課程中提供了若干個(gè)小型軟件課題由學(xué)生組隊(duì)完成，每個(gè)課題同時(shí)由2～3個(gè)小組實(shí)現(xiàn)，每個(gè)小組的軟件成果也需經(jīng)過其他小組的測試才能過關(guān)。在這種模式下，由于共同目標(biāo)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，組內(nèi)的交往和互助較為頻繁，學(xué)生的能力提升較快，而多組競爭以及組間互測的壓力，也使得學(xué)生必須不斷維護(hù)和完善自己的程序，客觀上培養(yǎng)了學(xué)生永不滿足、追求卓越的積極心態(tài)。

三、競爭學(xué)習(xí)模式的成效

經(jīng)過一年多的試驗(yàn)推廣，競爭學(xué)習(xí)模式在編程教學(xué)中取得了較好的效果，高級(jí)指針、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配、鏈表、文本界面編程等教學(xué)難點(diǎn)學(xué)生都能較好地掌握和應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較高，班級(jí)的學(xué)習(xí)氛圍也較濃厚。筆者認(rèn)為，競爭學(xué)習(xí)模式主要在如下幾個(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢。

1.改善了學(xué)生主體地位

在競爭學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生作為競爭的主體，必須對(duì)自己或小組的成績負(fù)責(zé)。在競爭的驅(qū)動(dòng)下，其學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性得到極大激發(fā)，不再是被動(dòng)接受老師灌輸?shù)闹R(shí)，而是主動(dòng)尋求題目與課題的解決方案。

2.提高了教學(xué)效率

在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，知識(shí)傳授以教師課堂授課為主。引入競爭學(xué)習(xí)模式后，學(xué)生會(huì)在競爭的壓力下主動(dòng)學(xué)習(xí)，態(tài)度更為積極。另外，在競賽模式中，學(xué)生會(huì)向競賽優(yōu)勝者學(xué)習(xí)長處、經(jīng)驗(yàn)，而組內(nèi)成員之間能力較差者也會(huì)得到其他同學(xué)的指點(diǎn)與幫助。因此，學(xué)生可以有多種方式、多種渠道獲取知識(shí)與技能，這在客觀上就提高了教學(xué)的效率。

3.促進(jìn)了多方面能力的培養(yǎng)

在競爭學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生為了能取得較好的成績，需要學(xué)習(xí)較多的課外內(nèi)容和補(bǔ)充知識(shí)，這就促進(jìn)了學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。另外，在小組競賽模式中，學(xué)生的問題分析能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、交流溝通技巧以及應(yīng)對(duì)壓力、從容不迫的心理素質(zhì)都能得到很好的鍛煉。

4.促進(jìn)優(yōu)良學(xué)風(fēng)的建設(shè)

競爭學(xué)習(xí)模式的引入，一方面可以加強(qiáng)學(xué)生之間、師生之間的交流互動(dòng)，增進(jìn)彼此之間的相互了解，有利于形成融洽、和諧的班級(jí)氣氛，另一方面，通過競爭的推動(dòng)，它也增強(qiáng)了優(yōu)秀學(xué)生和優(yōu)良學(xué)風(fēng)的影響力，有助于建立和形成積極向上、人人爭先的精神風(fēng)貌與班級(jí)氛圍。

四、實(shí)施競爭學(xué)習(xí)模式的難點(diǎn)及其解決

競爭學(xué)習(xí)模式并不是一種萬能的模式，它也存在一些缺陷和難點(diǎn)。在實(shí)施的過程中，筆者也碰到了如下一些問題。

1.教學(xué)資源的收集

在實(shí)施競爭教學(xué)模式時(shí)，教師需要準(zhǔn)備較多的教學(xué)資源，如課堂測試題、研討問題、研究課題、競賽試題、軟件課題等。充足的資源是競爭教學(xué)模式實(shí)施的基礎(chǔ)，筆者在實(shí)施前做了大量的準(zhǔn)備工作，實(shí)施過程中也及時(shí)進(jìn)行了整理?？傮w而言，筆者試題與課題的來源如下：往年教學(xué)過程中的積累；在授課過程中應(yīng)時(shí)應(yīng)需的設(shè)計(jì)；因特網(wǎng)上討論社區(qū)的整理；已有教學(xué)網(wǎng)站中的精華資源整理；學(xué)生的自選課題；橫向、縱向研究課題的簡化。

2.評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)

在個(gè)體層面的競爭模式中，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)簡單，根據(jù)學(xué)生的完成質(zhì)量與完成時(shí)間即可。相對(duì)困難的是在小組競爭模式中，如何評(píng)價(jià)和衡量學(xué)生個(gè)體的貢獻(xiàn)。在筆者的課程中，筆者采用了小組成績、組內(nèi)成績與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的辦法。小組成績是該小組參與競賽時(shí)獲得的整體成績，組內(nèi)成績由個(gè)人自評(píng)與組內(nèi)互評(píng)兩部分組成，教師評(píng)價(jià)則是教師對(duì)該小組中每個(gè)成員的評(píng)價(jià)。在這三者中，前兩者占的比例相對(duì)較高，教師評(píng)價(jià)的比重相對(duì)較低，其目的是減少教師主觀性的影響。

五、結(jié)束語

競爭學(xué)習(xí)模式可以改善學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，并促進(jìn)學(xué)生多方面能力的培養(yǎng)。筆者將其應(yīng)用于編程教學(xué)中，明顯提高了編程教學(xué)的效果。另外筆者也注意到，競爭學(xué)習(xí)模式也存在一些問題，如需要準(zhǔn)備較多的課程資源，小組模式中對(duì)學(xué)生個(gè)體難以評(píng)價(jià)等等。筆者將在今后繼續(xù)對(duì)此進(jìn)行研究和改進(jìn)，以進(jìn)一步提高編程教學(xué)的質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：王意琴）