啟發(fā)式教學(xué)法在應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用*

梁艷華 黨慶一 顏 燁

(重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院 重慶永川 402167)

啟發(fā)式教學(xué)法在應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用*

梁艷華 黨慶一 顏 燁

(重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院 重慶永川 402167)

筆者主要闡述啟發(fā)式教學(xué)法及其指導(dǎo)原則，將啟發(fā)式教學(xué)法應(yīng)用到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，以“堆棧在程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用”教學(xué)單元為例，設(shè)計(jì)教學(xué)過程，并結(jié)合分析比較法等多種教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，取得較好的教學(xué)效果。

啟發(fā)式教學(xué)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，堆棧

隨著高等教育的大眾化發(fā)展，人們更加注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中普遍存在如知識內(nèi)容枯燥單一，課程和課程間缺乏有機(jī)聯(lián)系，教學(xué)方法單調(diào)死板等問題，使教學(xué)過程不能很好的啟發(fā)、擴(kuò)散學(xué)生的思維，成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的障礙。眾多從教者由此而進(jìn)行了諸多教學(xué)改革，其中啟發(fā)式教學(xué)法以其科學(xué)性、創(chuàng)新性、啟發(fā)性等特點(diǎn)得到了廣大師生的普遍認(rèn)可。

1 啟發(fā)式教學(xué)法及其指導(dǎo)原則

啟發(fā)式教學(xué)法是指教師在教學(xué)過程中，依據(jù)所制定的教學(xué)目標(biāo)，采用引導(dǎo)、啟示等多種教學(xué)手段，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而達(dá)到使學(xué)生自覺主動學(xué)習(xí)和思考的一種教學(xué)方法[1]。

啟發(fā)式教學(xué)法一般遵循兩大原則，其一，在教學(xué)過程中既要重視知識的傳授，又要重視學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。其教學(xué)過程的重點(diǎn)在于提高學(xué)生的自學(xué)能力，學(xué)生因此而自主的獲取更多的知識，使教學(xué)活動事半功倍。其二，在教學(xué)過程中，教師既要重視對知識的引導(dǎo)，又要重視學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，鍛煉學(xué)生依據(jù)自己的思維能力去認(rèn)識和解決新問題。

2 啟發(fā)式教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計(jì)

經(jīng)過4年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累，筆者不斷嘗試將啟發(fā)式教學(xué)思想運(yùn)用到具體的課堂教學(xué)。以計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程——數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中“堆棧在程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用”內(nèi)容為例，設(shè)計(jì)教學(xué)過程，并運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法引導(dǎo)整個(gè)教學(xué)過程。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，以數(shù)據(jù)的存儲和存儲形式下的運(yùn)算及其實(shí)現(xiàn)這兩條為教學(xué)主線，巧妙設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，期望達(dá)到較好的教學(xué)效果。

2.1 巧妙設(shè)置引例

人們的思路往往是從具體到一般，因此，教學(xué)中新內(nèi)容的導(dǎo)入對激發(fā)學(xué)生的興趣和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率有著至關(guān)重要的作用。在堆棧內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)中，以具體的問題“將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)”作為內(nèi)容的導(dǎo)入，同時(shí)采用一題多解的思路進(jìn)行問題的分析、討論和對比。

首先，分析問題。數(shù)制轉(zhuǎn)換問題是計(jì)算機(jī)的常見問題，以這個(gè)問題作為引入點(diǎn)，在學(xué)生現(xiàn)有知識能力的基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生，會更自然，學(xué)生也會更容易接受?？刹捎锰釂柕姆绞?，引導(dǎo)其回顧將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為某一進(jìn)制數(shù)的一般方法，即“除R取余法”。

然后，討論進(jìn)制轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計(jì)方法。啟發(fā)編程要點(diǎn)：①數(shù)據(jù)采用普通數(shù)據(jù)存儲，如定義一個(gè)數(shù)組，來存儲余數(shù)，同時(shí)存儲十進(jìn)制數(shù)N，進(jìn)制數(shù)R。②整個(gè)程序設(shè)計(jì)采用簡單的循環(huán)結(jié)構(gòu)，并引導(dǎo)其得出解題的具體步驟。學(xué)生在現(xiàn)有知識基礎(chǔ)上，能很快得出程序代碼，此為問題的第一種解法。同時(shí)，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，分析這種程序代碼的優(yōu)缺點(diǎn)——問題處理較簡潔明了，但簡單循環(huán)結(jié)構(gòu)的處理方式導(dǎo)致程序代碼的冗余度較大。由此引出主要內(nèi)容——堆棧及其運(yùn)算。

2.2 引出堆棧及其運(yùn)算的相關(guān)內(nèi)容

有了前期問題的導(dǎo)入，學(xué)生對學(xué)習(xí)堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的興趣大幅度提高，筆者從兩個(gè)方面對其內(nèi)容進(jìn)行講解：數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲和存儲形式下數(shù)據(jù)的常見運(yùn)算。

數(shù)據(jù)的存儲不僅是一個(gè)學(xué)習(xí)單元所關(guān)注的內(nèi)容，每個(gè)人對于數(shù)據(jù)存儲都有自己的理解，別人的經(jīng)驗(yàn)、結(jié)論并不能加深自己對問題的理解，只有在學(xué)習(xí)中不斷進(jìn)行思考，不斷總結(jié)，才能真正理解其含義。因此，這部分內(nèi)容的講解要以引導(dǎo)為主，使學(xué)生自己通過思考，得出堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲特點(diǎn)及相關(guān)運(yùn)算。最后教師再對其進(jìn)行系統(tǒng)性講解，幫助學(xué)生梳理系統(tǒng)化知識結(jié)構(gòu)。以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法和C語言程序?qū)崿F(xiàn)為例，順序存儲結(jié)構(gòu)的堆棧及其運(yùn)算定義[2]如下：

typedef struct

{

elemtype data[maxsize]；

int top；

}stack；

push(&s，e)//插入元素e為新的棧頂元素。

pop(&s，&e)//刪除s的棧頂元素，并用e返回其值。

stackempty(s)//若棧s為空棧，則返回true，否則返回false。

gettop(s，&e)//用e返回s的棧頂元素。

2.3 啟發(fā)學(xué)生另尋解題思路

為了使學(xué)生更好的掌握堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并能用它解決實(shí)際問題，應(yīng)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)制轉(zhuǎn)換的過程，啟發(fā)學(xué)生總結(jié)轉(zhuǎn)換過程中的規(guī)律，即余數(shù)具有“后進(jìn)先出”的特點(diǎn)，進(jìn)而引導(dǎo)其用堆棧處理數(shù)制轉(zhuǎn)換的過程。

首先，分析使用堆棧后，數(shù)據(jù)在堆棧中的存儲及變化情況，引導(dǎo)學(xué)生——余數(shù)需要存儲在堆棧中，并進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的變化情況及所應(yīng)做的操作，其變量及所做的操作如表1所示。其中被除數(shù)N即為要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，除數(shù)R為要轉(zhuǎn)換的進(jìn)制，商K為操作中的中間結(jié)果，余數(shù)J為最后需要存儲的結(jié)果。

表1 數(shù)制轉(zhuǎn)換中變量及所做操作

其次，啟發(fā)學(xué)生總結(jié)規(guī)律，并得出數(shù)制轉(zhuǎn)換過程中的流程圖，進(jìn)而得到使用堆棧后的程序設(shè)計(jì)的語句。此為問題的第二種解法。

根據(jù)啟發(fā)式教學(xué)法的原則，在課堂上應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的啟發(fā)和引導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，因此，在其講解過程中，巧設(shè)疑問，本著師生互動，重思維能力的培養(yǎng)，重學(xué)習(xí)過程的原則，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生。例如可設(shè)立“堆棧存儲和管理數(shù)據(jù)的性質(zhì)如何”“如何利用堆棧來存儲和管理余數(shù)”“循環(huán)體中的程序語句是什么”等問題來引導(dǎo)整個(gè)教學(xué)過程。問題設(shè)置的個(gè)數(shù)和時(shí)機(jī)應(yīng)恰當(dāng)巧妙，將整個(gè)教學(xué)過程分為四個(gè)階段，即前期、前中期、中期和后期，并在各個(gè)階段中設(shè)置一個(gè)問題，引導(dǎo)相關(guān)知識點(diǎn)，并發(fā)揮問題的功能。教學(xué)過程中問題的設(shè)計(jì)及問題所處的教學(xué)過程的階段如表2所示。

表2 教學(xué)過程中問題設(shè)置

2.4 問題的分析、比較和引申

至此，學(xué)生對堆棧及其應(yīng)用有了比較深刻的印象，不僅對堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲和處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)有了深刻的理解，還對堆棧的應(yīng)用有了一個(gè)更深入的了解.然而，學(xué)習(xí)是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程，在一定的階段適當(dāng)重復(fù)并夯實(shí)學(xué)生已有的知識內(nèi)容對其知識的掌握具有重要的作用。因此，在教學(xué)的后期，采用分析比較法，對兩種解決問題進(jìn)行分析和比較，其兩種問題的解決辦法的代碼如表3所示。

表3 兩種數(shù)制轉(zhuǎn)換過程代碼

從數(shù)據(jù)的存儲方式和代碼的可讀性及重用度兩個(gè)方面啟發(fā)學(xué)生比較結(jié)果：①數(shù)據(jù)的存儲方式不同。第一種僅采取數(shù)組的方式存儲，沒有統(tǒng)一的運(yùn)算；另一種采用堆棧存儲數(shù)據(jù)，并運(yùn)用入棧和出棧的運(yùn)算來完成數(shù)據(jù)的處理。②程序的可讀性及代碼的重用度不同。比較而言，第一種方式程序的可讀性較差，且代碼的重用度不高。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對堆棧的應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展，如“括號匹配問題”“表達(dá)式求值問題”“迷宮求解問題”等，從而達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生思維的目的。

3 結(jié)語

啟發(fā)式教學(xué)法以其科學(xué)性、創(chuàng)新性和啟發(fā)性在教學(xué)過程中受到廣大從教者的廣泛使用，在實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)法的過程中，需要注意的問題有：①要求教師精心備課和組織教學(xué)，不僅需要教師在深入備課的基礎(chǔ)上提煉出重點(diǎn)、難點(diǎn)，還要求教師精心組織問題，并在講授中有重點(diǎn)、有目的的點(diǎn)評；②要求教師考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識能力，進(jìn)行合理、適當(dāng)?shù)膯l(fā)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)引導(dǎo)學(xué)生找到問題所在。③充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性，可采取小組討論、分析對比等多種方式組織教學(xué)，以取得較好的效果。

組織教學(xué)是常試常新的過程，筆者僅給出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程一個(gè)知識單元的教學(xué)過程改革。啟發(fā)式教學(xué)法的精髓在于激發(fā)學(xué)生的興趣，拓展學(xué)生的思維能力。在教學(xué)中，可通過各種教學(xué)方法和手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，使其積極思考，發(fā)現(xiàn)問題。如何將啟發(fā)式教學(xué)法與其他方法結(jié)合，以及將其應(yīng)用到計(jì)算機(jī)其他學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)中，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高效果，需要廣大從教者長期共同努力和相互交流。

[1]張菁，張鑫.啟發(fā)式教學(xué)在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，8(12)：63.

[2]嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.45.

(責(zé)任編輯李平)

重慶市重點(diǎn)教改項(xiàng)目“電氣信息類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”(編號0824058)的成果之一。

2014-7-24

梁艷華(1981-)，女，內(nèi)蒙古赤峰市人，碩士，講師，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫技術(shù)。Email：354946839@qq.com。

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1674-9545(2014)04-0116-(03)