《高級語言程序設計》探究式教學設計研究

張榮 江寶釧 郭立君 葉苗群 程劼

摘要：本文介紹探究式教學法在大學《高級語言程序設計》課程中運用的指導原則。并通過具體案例，介紹了探究式教學的教學過程。通過與傳統(tǒng)教學的比較，分析了探究式在程序設計課程中運用的必要性。

關鍵詞：教學模式；探究式教學；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0190-02

教學設計是運用系統(tǒng)方法分析教學問題和確定教學目標、建立解決教學問題的策略方案、試行解決方案、評價試行結果和對方案進行修改的過程[1]。教學設計以優(yōu)化教學效果為目的?！陡呒壵Z言程序設計》課程作為大學生一門公共必修課，以培養(yǎng)學生的計算機素養(yǎng)和計算機應用能力為教學目標。與中小學信息技術教育不同，大學計算機教育是以專業(yè)技能培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為背景，讓大學生能夠熟練的以計算機為輔助工具，在自己的本專業(yè)中開展創(chuàng)新性研究和工作。本文以《高級語言程序設計（VB.net）》為例，分析和探索這一類課程中如何開展探究式教學，達到提高和優(yōu)化課堂教學效果的目的。

一、探究式教學指導原則

探究式教學是按照科學探索的一般規(guī)律，創(chuàng)設學生“有所發(fā)現(xiàn)”的教學情境，引導學生通過搜集資料，設計并進行實驗，在調(diào)查、觀察、討論等活動中進行研究，從而得出結論的過程[2]。

袁維新認為，探究式教學模式下學生的探究學習活動與科學家的科學探究活動不同[3]。一方面，科學家的科學探究是發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律、推進科學進步的過程。學生所進行的探究，是在探究過程中實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)化，建構知識，形成新的理解，從而深化和增長自身的科學知識的過程。另一方面，科學家對科學研究有著強烈的興趣，他們具有更豐富的科學知識和經(jīng)驗，因此，他們也就具有超群的學習能力，成為一名“專家學習者”。而探究式教學的教學對象——學生，大部分缺乏探究學習的先驗知識，甚至可能存在學習的惰性。教師在探究式教學中需要更多地鼓勵學生自主參與獲得知識，掌握科學研究所必須的探究能力，進而培養(yǎng)學生主動探究未知世界的積極態(tài)度。因此，探究式教學的教學設計應以培養(yǎng)學生主動學習，促進學生知識建構、深化與增長，獲得知識與技能發(fā)展、情感與態(tài)度改善為指導原則。

高級語言程序設計（VB.net）是我校文史類本科學生的一門公共必修課。對于文科學生來說，首先要提高學生學習計算機程序設計的興趣，然而真正做起來卻并非易事。因為大部分學生會感到這門課程與自己和專業(yè)和職業(yè)規(guī)劃無關。而且，學過程序設計的人都知道，程序設計的學習過程是在不斷的挫折與失敗中完成的，這也是很多學生害怕程序設計課程的原因。在教學中，要讓學生感覺到程序設計不僅可以培養(yǎng)自己的邏輯思維能力，更能培養(yǎng)他們的細心、耐心、恒心和自信心，體驗程序設計與編寫過程的艱辛和戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的喜悅。在《高級語言程序設計》探究式教學的教學設計中，我們主要把握了以下原則：

1.以學生為中心。在探究式教學中，教師是學習活動的組織者，學生是學習的主體。在《高級語言程序設計》課堂上，通過知識回顧中的討論，實驗反思與答疑，小組討論等環(huán)節(jié)，加強師生互動與生生互動，使學生參與到整個課堂的教學活動中來。

2.創(chuàng)設學習情境。盡可能用具體真實的問題引出程序設計問題，并使用Flash制作動畫演示課件，在教學中激發(fā)學生的學習興趣。

3.課堂教學評價以促進學生學習主動性為原則。設計具有一定針對性的課堂測試題目，對學生的學習效果進行評價。通過課堂教學評價一方面教師掌握學生的學習狀態(tài)，有目的地調(diào)整下一步的教學計劃和教學設計。另一方面，課堂教學評價是學生過程性評價的一部分。測試題目的設計也非常重要，這些題目既要強化學生對已學知識理解和運用，又要促進學生的進一步思考和主動探究新知識。讓學生帶著問題到實驗課上去實踐，又在實驗課的實踐學習中帶著問題到課堂上。

二、《高級語言程序設計》探究式教學的案例研究

在《高級語言程序設計（VB.net）》教學實踐中，我們按照以上原則進行了教學案例分析和教學設計研究。對于數(shù)組的認識和掌握，是學生掌握程序設計方法和思想的關鍵階段。通過排序和數(shù)組維護算法的程序設計，使學生進一步消化循環(huán)程序設計、數(shù)據(jù)的輸入和輸出等程序設計基本算法。這一節(jié)課的教學重點在于數(shù)組排序算法，教學難點則是對數(shù)組的邏輯結構的理解及數(shù)組操作的程序控制方法。在上這節(jié)課時，學生已掌握循環(huán)程序設計，數(shù)組的概念，而且學生已在實驗課中通過具體案例預習了本節(jié)課中的內(nèi)容。學生在實驗中可能產(chǎn)生一些疑惑和問題，而這些疑惑和問題將在本次課中得到答案。

1.知識回顧與答疑：讓學生分組討論回顧數(shù)組的定義，并請學生講解一維數(shù)組和二維數(shù)組的邏輯結構，并提出實驗中遇到的程序設計問題。

2.引入新問題：采用動畫形象演示法，提出問題。一個籃球隊有5名隊員（在動畫中出現(xiàn)的都是學生熟悉的籃球明星）要按身高由低到高排序。選擇法排序是最樸素的排序算法，首先啟發(fā)學生選擇法排序的基本思想（以控制課堂的探究主題），讓學生分組討論選擇法排序方法，并寫出步驟。寫出步驟的過程實際上就是設計算法的過程，讓學生學會設計算法對于學習程序設計是尤為重要的。按身高排序在生活中是非常簡單的事情，但讓學生按步驟寫出算法卻是有難度的。每個小組把設計的算法拿出來，老師和學生一起討論選擇出比較好的一個，然后老師和學生一起討論不斷完善這個算法，直到得到最后可行的、正確的算法。在這個過程中，通過動畫演示不斷啟發(fā)學生，最后讓學生按照設計好的算法，寫出程序。

3.拓展提高——引入有序數(shù)組的維護問題：學生分小組討論，如果5個人已經(jīng)按由低到高排好序，那么第6個人要想插入進去，怎么解決？采用動畫形象演示法，講解解決這個問題的關鍵步驟。分小組討論程序應如何設計，寫出程序。然后讓小組之間交換，互相評價。

4.課堂評價：修改上述算法，如將問題改為數(shù)據(jù)按由高到低排序，將數(shù)值數(shù)據(jù)排序改為字符串排序等。采用讀程序?qū)戇\行結果以及程序填空的形式，對學生的學習效果進行測試，并要求學生繼續(xù)在實驗課上完成相關實驗。

5.總結強調(diào)：回顧課上程序，強調(diào)選擇法排序的基本思想和程序設計實現(xiàn)方法。

6.布置課后思考：還有其他的排序方法嗎？

三、教學效果分析

將一個班級（87人）隨機分為兩個小班，各40余人。在兩個班級進行探究式教學和傳統(tǒng)式教學的教學對比實驗。

在《高級語言程序設計》課中采用傳統(tǒng)的教學方法，就是以教師講授為主，即主要采用PPT課件形式，將程序首先呈現(xiàn)給學生，然后分塊講解程序功能。與傳統(tǒng)的“注入式”教學模式相比，探究式教學，強調(diào)學生通過自己親身參與算法分析、設計、編程和實踐，而不是由教師將現(xiàn)成的程序、結論通過講解，讓學生接受。而且，在探究式教學中增加了學生討論后的同學之間的評價、分析環(huán)節(jié)，不僅活躍了課堂氣氛，也讓同學通過閱讀別人程序，擴展思路。并向?qū)W生說明，算法沒有標準答案，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，通過分析找最優(yōu)的算法。

從老師角度，采用探究式教學和傳統(tǒng)教學方式最不同的感覺有幾點：1.探究式教學備課需充分，要花更多的時間進行案例分析和教學設計。2.探究式教學中控制課堂進度較難。在探究式教學中，教師需控制好課堂的節(jié)奏，在學生討論過程中即時給出評價和啟發(fā)，否則討論將會毫無結果，影響教學質(zhì)量。3.活躍的探究式教學更能激發(fā)教師的教學熱情。在探究式教學課堂上大部分學生能夠全程跟蹤老師，充分的眼神交互和語言交互使得教師的思維更為活躍，充滿熱情。

通過對學生做調(diào)查問卷，采用探究式教學班級的學生反饋是學習氣氛輕松，與同學和老師交互多，能夠促進自己的思考。而在傳統(tǒng)教學課堂上有的學生感覺枯燥，注意力不夠集中。采用探究式教學班級的學生在實驗教學課堂上也體現(xiàn)出更多的自主探究精神，能夠主動完成教師布置的拓展練習題目，在課堂上踴躍提出問題，學生的學習態(tài)度更為積極。

探究式教學讓學生在課堂上有更多思考的機會，更多的與老師和同學交流的機會。將探究式教學與啟發(fā)式教學、項目教學法與小組討論相結合，能夠在教學中取得較好的教學效果。同時，探究式教學也提高了教師的教學水平。

參考文獻：

[1]烏美娜.教學設計[M].高等教育出版社，1994，（10）.

[2]萬紅霞.高中生物探究式教學應用研究[D].華中師范大學，2009.

[3]袁維新.科學探究教學模式的反思與批判[J].教育學報，2006，2（4）.