計(jì)算機(jī)“演練式”教學(xué)探索與實(shí)踐

于妍 康志校 張京麗

[摘 要] 文章旨在為初級(jí)指揮類軍事院校中的基礎(chǔ)課程、文化課程的軍事應(yīng)用，探究一條教學(xué)改革的路徑，以“演練式教學(xué)”為切入點(diǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，針對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程教學(xué)進(jìn)行改革探索，以達(dá)到服務(wù)專業(yè)、提高學(xué)員綜合素質(zhì)的目的。

[關(guān)鍵詞] 任職教育；計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)；演練式教學(xué)；教學(xué)改革

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 09. 092

[中圖分類號(hào)] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2019）09- 0205- 03

0 前 言

計(jì)算機(jī)教學(xué)在指揮專業(yè)人才培養(yǎng)任務(wù)中占有一席之地，不僅為學(xué)員專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，而且為軍事應(yīng)用提供必要的計(jì)算思想和方法，同時(shí)為該專業(yè)學(xué)員信息化素養(yǎng)的養(yǎng)成提供必要的環(huán)境。

1 “演練式”教學(xué)法

示例演練式教學(xué)（Learning from Examples and through Problem Solving，簡(jiǎn)稱演練式教學(xué)）是根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)并結(jié)合程序教學(xué)理論而提出的一種教學(xué)模式——給學(xué)習(xí)者設(shè)定實(shí)際場(chǎng)景及問(wèn)題，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析和處理，使其主動(dòng)獲取知識(shí)和技能的一種新模式[1]。其相關(guān)教學(xué)概念見表1。

演練式教學(xué)是基于知識(shí)的產(chǎn)生式表示、建立產(chǎn)生式規(guī)則（Production Rules）的自適應(yīng)產(chǎn)生式系統(tǒng)的教學(xué)模式。學(xué)員作為自適應(yīng)的產(chǎn)生式系統(tǒng)，通過(guò)問(wèn)題的解決，構(gòu)建新的產(chǎn)生式，從而更有效地去解決問(wèn)題。概念、原則、程序和事實(shí)的學(xué)科知識(shí)以產(chǎn)生式的形式存在，一方面教員要引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行產(chǎn)生式條件的學(xué)習(xí)，即將學(xué)員的注意力集中于給定的案例，并引導(dǎo)其進(jìn)行產(chǎn)生式條件的推導(dǎo)；另一方面，教員也要引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行產(chǎn)生式條件的優(yōu)化，即提供具體的問(wèn)題情境的各種變式，增強(qiáng)并提高學(xué)員的辨識(shí)能力。這樣，學(xué)員就可以通過(guò)條件建構(gòu)和條件優(yōu)化來(lái)獲取知識(shí)和技能所需的產(chǎn)生式，并在以后的解決問(wèn)題中進(jìn)一步修改和完善所獲得的產(chǎn)生式。

2 “演練式”教學(xué)改革設(shè)計(jì)

為了適應(yīng)軍事人才培養(yǎng)“植根于軍事實(shí)踐、服務(wù)于戰(zhàn)爭(zhēng)需求”的要求，本課題基于相關(guān)教育理論研究，主要從以下幾個(gè)個(gè)方面對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程進(jìn)行改革實(shí)踐。

2.1 明確的課程定位和教學(xué)目標(biāo)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程為軍隊(duì)院校生長(zhǎng)學(xué)員任職教育專業(yè)課程，其課程的任務(wù)為：為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供必要的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和信息化思想，也應(yīng)為專業(yè)學(xué)員計(jì)算機(jī)素養(yǎng)的養(yǎng)成提供必要的環(huán)境。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

2.2.1 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容改革方向

任職教育的培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)基層一線初級(jí)指揮崗位的現(xiàn)代化軍事人才，應(yīng)具有良好的政治素質(zhì)、軍事素質(zhì)以及科技素質(zhì)。為了適應(yīng)任職教育的要求，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容既要強(qiáng)調(diào)知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)與完整性，又要兼顧“必需夠用”的原則。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容不能過(guò)分偏重理論，而是應(yīng)從實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)專業(yè)特色和素質(zhì)的培養(yǎng)，面向崗位，注重強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并行互動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容體系，應(yīng)注意把握以下兩方面。

（1）以基礎(chǔ)知識(shí)為主要載體，以算法思想為教學(xué)主線，通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的分析與解決過(guò)程，讓學(xué)員掌握算法設(shè)計(jì)；

（2）以貼近崗位任職的軍事案例為牽引，增強(qiáng)程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用性，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性以及動(dòng)手操作的能力。

2.2.2 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)原則

（1）以“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)目標(biāo)（知識(shí)講授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造）為宗旨，根據(jù)指揮專業(yè)學(xué)員的實(shí)際情況，與時(shí)俱進(jìn)地做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；

（2）緊跟專業(yè)，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)服務(wù)，不僅課程教學(xué)內(nèi)容要與專業(yè)聯(lián)系緊密，同時(shí)教學(xué)內(nèi)容的順序上也要依據(jù)其專業(yè)課程的教學(xué)流程設(shè)置；

（3）遵循“以應(yīng)用為目地，以必需、夠用為度"的原則，淡化理論上的程序運(yùn)行原理及過(guò)多的語(yǔ)法規(guī)則，突出編程思想和方法的應(yīng)用。

2.3 教學(xué)案例改革

案例設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)強(qiáng)化“實(shí)際軍事應(yīng)用”為原則。課題組成員于2017年研發(fā)了“作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”課題，目前該課題已經(jīng)通過(guò)了學(xué)院及陸軍方向的鑒定，并獲得評(píng)委專家的肯定。原系統(tǒng)采用Visual Studio開發(fā)平臺(tái)，基于ArcEngine，使用C#腳本語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。同時(shí)還使用到數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和Developer Express插件設(shè)計(jì)界面。為適應(yīng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)，根據(jù)學(xué)員計(jì)算機(jī)學(xué)情及課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排，選取系統(tǒng)中交火事件可視化這一子功能作為教學(xué)案例，并使用Python語(yǔ)言對(duì)其重新進(jìn)行了開發(fā)。

重新開發(fā)后的系統(tǒng)主要功能為：將演訓(xùn)中所采集的人員及裝備相關(guān)機(jī)動(dòng)、火力等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，即讀取記錄的坐標(biāo)信息，并在地圖上進(jìn)行標(biāo)注，將結(jié)果直觀呈現(xiàn)并分析評(píng)估，為后續(xù)工作提供數(shù)據(jù)支撐和演練依據(jù)。

在案例教學(xué)中，應(yīng)充分體現(xiàn)以學(xué)員自主學(xué)習(xí)為主的教學(xué)模式，以小組為單位進(jìn)行案例系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)應(yīng)對(duì)學(xué)員給出方案悉心講評(píng)，并將課上案例練習(xí)納入最終課程考核中，督促學(xué)員認(rèn)真完成每堂練習(xí)。以最終研究報(bào)告作為學(xué)員最終課程成績(jī)的重要參考。

3 “演練式”教學(xué)改革實(shí)踐

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程安排在學(xué)員第三學(xué)年上學(xué)期，包括理論講授、上機(jī)操作、復(fù)習(xí)課及考試，共計(jì)64個(gè)學(xué)時(shí)。

3.1 教學(xué)實(shí)踐的步驟

教學(xué)實(shí)踐分為以下如表2所示四個(gè)階段。

3.2 教學(xué)實(shí)踐片段

現(xiàn)以“列表”這一節(jié)教學(xué)為例，從以下三個(gè)方面對(duì)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步體現(xiàn)基于演練式教學(xué)方法的應(yīng)用情況。

3.2.1 要重視知識(shí)的深度

挖掘知識(shí)的深度，前提是講清楚基本概念和基本方法。因此，在進(jìn)行授課時(shí)，首先應(yīng)該介紹列表這一知識(shí)點(diǎn)的基本內(nèi)容和基本概念。在此基礎(chǔ)之上，遵循但不局限于教材上內(nèi)容，為教學(xué)添加有創(chuàng)新源，將課程中所涉及的列表操作與“作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”的功能相對(duì)應(yīng)。這就使學(xué)員在掌握列表操作的同時(shí)，還可以了解數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的基本功能，拓寬了學(xué)員知識(shí)的深度。

3.2.2 注重知識(shí)的生成

授課時(shí)，注重對(duì)學(xué)員進(jìn)行引導(dǎo)。比如，在引出列表時(shí)，并不是直接給出列表定義，而是先使用變量來(lái)解決問(wèn)題。通過(guò)講授分析，使學(xué)員理解，正是因?yàn)榍懊嫠鶎W(xué)習(xí)的內(nèi)容——變量無(wú)法滿足數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要，因此才引入列表的概念，從而認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本次課內(nèi)容的必要性，有助于更好地理解所學(xué)內(nèi)容。

同時(shí)，在設(shè)計(jì)上，可采用多種方法。首先使用類比法，將學(xué)員所熟知的內(nèi)容——軍事地形分析與程序設(shè)計(jì)流程相類比，幫助學(xué)員理解程序設(shè)計(jì)的一般模式，即IPO模式，見表3；之后還可以使用演繹法，就是將程序設(shè)計(jì)的一般模式（IPO模式）應(yīng)用于每一個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)上，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)員解決問(wèn)題的計(jì)算思維能力。

3.2.3 注重知識(shí)的思維

要善于采用啟發(fā)式的教學(xué)方式，啟發(fā)式教學(xué)是一切教學(xué)方法的總則。如在講解列表嵌套、列表篩選等操作時(shí)，首先提出問(wèn)題，讓學(xué)員思考。古語(yǔ)有云“不憤不啟，不悱不發(fā)”，是指不到學(xué)員苦苦思索又想不通的時(shí)候不去點(diǎn)撥，不到學(xué)員想說(shuō)又說(shuō)不清時(shí)不去啟發(fā)。同時(shí)，“思起于疑，疑始于異”，因此，還應(yīng)在教學(xué)中為學(xué)員故“挖坑設(shè)套”，適時(shí)地給出一個(gè)錯(cuò)誤答案，讓學(xué)員產(chǎn)生疑問(wèn)，從而更好的打開學(xué)員思路，激活學(xué)員思維。

4 研究與展望

經(jīng)過(guò)一年的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果：一是結(jié)合任職教育特點(diǎn)，編寫了一系列“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)文檔資料，為基礎(chǔ)類課程的教學(xué)改革提供了教學(xué)文件參考；二是改變了學(xué)員對(duì)于計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)觀念，學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng)；三是提高了學(xué)員的編程實(shí)踐能力；四是培養(yǎng)了學(xué)員運(yùn)用程序設(shè)計(jì)思想分析和解決問(wèn)題的能力；五是將編程知識(shí)與軍事相關(guān)專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，有助于學(xué)員軍事專業(yè)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)。

以“演練式”教學(xué)為立足點(diǎn)的設(shè)想是好的，但是任何算法思想、編程方法都要以理論知識(shí)為載體，如何更好地結(jié)合指揮類學(xué)員的實(shí)際學(xué)情，尋求“知識(shí)傳授”與“思想方法滲透”的最佳結(jié)合點(diǎn)，還需進(jìn)一步探索。

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