基于趣味題材逐層剝繭式編程法的教學(xué)實(shí)踐

□王仁民

目前，在國(guó)內(nèi)大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)大綱中，基本都包括C 語(yǔ)言或Java 程序設(shè)計(jì)等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。其目的主要有以下兩個(gè):一是為適應(yīng)科技的發(fā)展，讓當(dāng)代大學(xué)生能夠掌握一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí);二是對(duì)當(dāng)代大學(xué)生進(jìn)行包括概況能力、抽象思維能力和邏輯思維能力等計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。編程思維雖是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而提出，但并非是一種獨(dú)特的思維方式。所謂編程思維能力，即采用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力，是計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要途徑［1］。如何培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的編程思維能力，特別是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的編程思維能力，是計(jì)算機(jī)教育者一個(gè)重要的課題。很多學(xué)者提出了諸如興趣激發(fā)法，趣味案例法，巧設(shè)疑問(wèn)法，案例驅(qū)動(dòng)法，實(shí)例演示思維導(dǎo)圖法等。這些方法主要從激發(fā)學(xué)生興趣和案例驅(qū)動(dòng)等方面入手，在實(shí)際教學(xué)中也取得了較好的效果。然而，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，只是采取這些相對(duì)傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法，學(xué)生的厭學(xué)“免疫力”越來(lái)越強(qiáng)。因此需根據(jù)學(xué)生的最新特點(diǎn)制定新的教學(xué)方法。

一、問(wèn)題綜述

總體來(lái)講，課堂的組成要素主要包括:學(xué)生、教材、教案和教師［2］。其中，學(xué)生是課堂效果的接受者和主要評(píng)判者，教師是課堂的主要設(shè)計(jì)者，而教材和教案則是實(shí)施課堂教學(xué)的橋梁。下面分析這四個(gè)基本要素在課堂教學(xué)中的影響。

(一)學(xué)生。當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)模式仍然以課堂聽(tīng)課為主，因此被動(dòng)學(xué)習(xí)和接受知識(shí)的整體方式依然沒(méi)有改變。同時(shí)，學(xué)生大多對(duì)計(jì)算機(jī)編程課存在以下認(rèn)識(shí)［3～4］:

1.思想上不重視。很多學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)課并非應(yīng)用性開(kāi)發(fā)，只要掌握基本知識(shí)，考試不掛科就可以了。

2.自信心不強(qiáng)。一些同學(xué)在開(kāi)始學(xué)習(xí)前往往反映編程很難，自己肯定學(xué)不懂。

3.學(xué)習(xí)積極性不高。多數(shù)同學(xué)課前不預(yù)習(xí)、課后也不復(fù)習(xí)鞏固，只是在上課時(shí)走馬觀花，更不會(huì)花時(shí)間和精力進(jìn)一步加深學(xué)習(xí)。

4.控制能力較差。由于大多學(xué)生初次接觸編程基礎(chǔ)較差，加上缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在大學(xué)這樣比較自由的環(huán)境里，容易出現(xiàn)缺曠課、不交作業(yè)、上機(jī)打游戲、考試突擊等不良現(xiàn)象。

5.計(jì)算思維能力不足。較多學(xué)生沒(méi)有了解和接觸過(guò)編程知識(shí)，在抽象和邏輯思維等方面訓(xùn)練不足，導(dǎo)致學(xué)習(xí)編程時(shí)存在所謂的“先天性”計(jì)算思維能力匱乏。

(二)教材。教材是學(xué)生和老師的第一手資料，好的教材對(duì)提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、預(yù)復(fù)習(xí)課程以及教師課程安排都有良好的輔助作用。當(dāng)前高校教材建設(shè)存在的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)［5］:一是供應(yīng)方式和流程存在弊端，難以適應(yīng)教材出版趨勢(shì)和教育發(fā)展的需要;二是基礎(chǔ)類課程教材重復(fù)出版現(xiàn)象嚴(yán)重;三是片面追求自編率，教材質(zhì)量難以保證;四是缺乏科學(xué)的質(zhì)量論證和評(píng)價(jià)體系等。除了以上幾點(diǎn)問(wèn)題，現(xiàn)在的教材規(guī)劃很少注意思維能力的逐步培養(yǎng)。

(三)教案。教案即教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程的書面表達(dá)，其表述了一次課的完整過(guò)程，包括教學(xué)目的、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法及教學(xué)整體思路等方面。寫一份教案容易，但要寫一份能夠激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生思路，拓展學(xué)生思維的教案就非得下苦功不可。

(四)教師。在當(dāng)前及之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，教師在教學(xué)過(guò)程都起著關(guān)鍵角色作用。教師如何將教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)熟練的課堂控制能力，流暢地傳達(dá)給學(xué)生，這就是教師在課堂中的主要作用。教師的傳統(tǒng)教法通常是“基礎(chǔ)知識(shí)講解—例題講解—解題思路分析—總結(jié)”，其中對(duì)于例題講解部分是至關(guān)重要的，而例題的講解思路，大部分教師都按照“順序方式”依次往下講解，這樣的講解方式，學(xué)生往往感到知識(shí)點(diǎn)太多，難以融會(huì)貫通，特別是對(duì)于一些比較難的例題更是如此。因此，教師必須堅(jiān)持不懈地學(xué)習(xí)、與時(shí)俱進(jìn)不斷提高自己的教學(xué)能力。

二、解決方案及效果

為解決以上問(wèn)題，本文提出“趣味題材逐層剝繭式編程法”。

(一)方案概述。所謂趣味題材逐層剝繭式編程法，主要思路如下:根據(jù)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置趣味性強(qiáng)的題材作為實(shí)例，并將其看作是一個(gè)未知的謎團(tuán)，通過(guò)逐步分析和求解，并最終將其解決。該方法的關(guān)鍵是如何區(qū)分不同的層。

方案基本步驟:一是選取或改編具有趣味性、知識(shí)性、緊密聯(lián)系生活等方面能吸引學(xué)生注意力的題材作為講解實(shí)例;二是通讀原題，理解題意逐層剔除修飾，梳理解決方案整體框架;三是根據(jù)題意，如果問(wèn)題解決，轉(zhuǎn)到步驟4，否則轉(zhuǎn)到步驟2;四是根據(jù)解決方案框架，畫出流程圖;五是根據(jù)流程圖，結(jié)合具體編程語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn);六是運(yùn)行調(diào)試并查看結(jié)果。

(二)方案實(shí)施實(shí)例。下面以一個(gè)典型的趣味編程實(shí)例進(jìn)行實(shí)例演示。

1.教學(xué)目的。熟練掌握while 循環(huán)的使用方法。

2.題目要求。哇嘎嘎飲料公司正在舉辦一次促銷優(yōu)惠活動(dòng)。買家憑該公司出品的飲料3 個(gè)瓶蓋可以再免費(fèi)換一瓶同類型飲料，并且可以一直循環(huán)下去，但不允許賒賬。請(qǐng)計(jì)算一下，如果小明不浪費(fèi)瓶蓋，盡量地參加活動(dòng)，那么，對(duì)于他初始買入的n 瓶飲料，最后他一共能得到多少瓶飲料。

3.題目解析。仔細(xì)閱讀該題目，從中可以提煉出以下信息:小明開(kāi)始買入了n 瓶飲料，其中每三瓶可以再換一瓶，以此循環(huán)，直到瓶蓋數(shù)小于等于2 為止。

4.流程圖。由解析可畫流程圖如圖1 所示。

圖1 流程圖

5.程序?qū)崿F(xiàn)。程序最終實(shí)現(xiàn)如圖2 所示。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐教學(xué)表明，本文提出的“趣味題材逐層剝繭式編程法”與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，通過(guò)題材的選取吸引了學(xué)生的注意力，逐層的解析方式由淺入深地分析題目，有效地提高了學(xué)生理解和解題能力，對(duì)學(xué)生編程思維的培養(yǎng)起到了重要的促進(jìn)作用。

圖2 程序?qū)崿F(xiàn)

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