心理學(xué)在高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：心理學(xué)；人本主義；積極心理學(xué)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)

0 引言

教學(xué)既是一門技術(shù)又是一門藝術(shù)，一個有效的教學(xué)過程的實現(xiàn)需要充分的設(shè)計和豐富的知識。這里的知識不僅是所教授課程和專業(yè)的知識，更包括教育學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)等方面的知識。教學(xué)，不只是教給學(xué)生本課程和本專業(yè)的知識，還要引領(lǐng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和成長。有效的教學(xué)絕非是一個具有較多知識的人將知識傳遞給另一個人那么簡單，有效的教學(xué)需要應(yīng)用許多策略[1]。而這些策略必須以學(xué)生的特點為基礎(chǔ)，以促進學(xué)生學(xué)習(xí)和個人成長為目的。

普通高校計算機專業(yè)學(xué)生一般是學(xué)校本屆學(xué)生中入學(xué)成績較高的一批學(xué)生，有較強的好勝心理。通過一年的計算機專業(yè)學(xué)習(xí)，他們使用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)能力也更強。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，在整個培養(yǎng)方案中起到承上啟下的作用。對于初學(xué)者，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中會面臨抽象、復(fù)雜、信息量大等問題。這些問題造成的困難會在學(xué)習(xí)過程中逐漸削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和信心。那么，如何結(jié)合課程特點和學(xué)生特征，幫助學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)呢？在本學(xué)期的教學(xué)中，筆者將心理學(xué)知識運用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課堂教學(xué)、作業(yè)批閱、實驗指導(dǎo)和課后交流中，從教學(xué)態(tài)度、授課方式、學(xué)生互動方式的細節(jié)入手，營造自由、支持、積極的學(xué)習(xí)氛圍，幫助學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的狀態(tài)上有一個里程碑式的飛躍。通過認(rèn)知改變行動，通過行動優(yōu)化認(rèn)知。從學(xué)生的作業(yè)、實驗和期末考試看，比往屆學(xué)生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)上取得了更好的效果。本文從教師的教學(xué)心態(tài)，教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程三個方面進行闡述。

1 教師的“人本主義”教學(xué)心態(tài)

心理學(xué)家、教育學(xué)家卡爾·羅杰斯以人本主義心理學(xué)和人本主義哲學(xué)為基礎(chǔ)，提出了“人本主義”教育觀[2]。人本主義教育的核心就是“以學(xué)生為中心”，強調(diào)教育的目的是培養(yǎng)“完整的人”與“自我實現(xiàn)的人”。教師應(yīng)該充當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)促進者，而不是評判者。教師要相信學(xué)生內(nèi)在的積極向上的精神的存在，尊重學(xué)生，關(guān)愛學(xué)生。在這個知識資源極度豐富的時代，大學(xué)生學(xué)習(xí)的途徑不再局限于課堂和教師。在開展教學(xué)工作之前，教師應(yīng)該調(diào)整自己的心態(tài)：不要把自己看成是高高在上的“先知”，設(shè)想教學(xué)就是把自己所知道的專業(yè)知識教授給學(xué)生；而是把人性的平等、真誠和尊重帶到教學(xué)中，將學(xué)生看作一個個獨立的個體，為學(xué)生提供一個自由、安全、充滿人情味的環(huán)境，使人固有的優(yōu)異潛能自動地得以實現(xiàn)[3]。有了這種心態(tài)，教師在教學(xué)過程中會更平和，更容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點，及時地給予肯定和表揚，為學(xué)生構(gòu)建正向激勵的學(xué)習(xí)氛圍。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門節(jié)點型課程，需要學(xué)生跨越從簡單到復(fù)雜的更抽象思維和程序設(shè)計的過程。它包括各種抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的算法和更多的程序?qū)崿F(xiàn)，同時它也是計算機學(xué)生接觸到的第二門軟件類課程，對于那些沒有完全掌握“高級語言程序設(shè)計”的同學(xué)難度更是不言而喻。所以，教師的人本態(tài)度和對學(xué)生具有自驅(qū)力的信任在課程教學(xué)中更加重要。教師的信任也會起到“權(quán)威期待的作用”[1]。

2 符合學(xué)習(xí)規(guī)律的教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置要以學(xué)生為核心，不是教師想達到什么教學(xué)目標(biāo)，而是學(xué)生能學(xué)到什么程度。所以教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定首先考慮學(xué)生的已有認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力。心理學(xué)中 “最近發(fā)展區(qū)”[1]認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平；另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，為學(xué)生提供帶有適當(dāng)難度的內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其潛能。過高或過低的目標(biāo)都不利于學(xué)生能力的提高和發(fā)展?，F(xiàn)在大學(xué)生有多元化的特點，學(xué)習(xí)能力和現(xiàn)有水平都有一定的差異，教師可以基于所授課程特征，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有水平構(gòu)建具有層次的目標(biāo)體系。

根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識體系，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)總目標(biāo)分解成若干子目標(biāo)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子知識體系，如：線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖結(jié)構(gòu)、排序、查找），每個子目標(biāo)再分解，依次向下直達末端知識點，形成一棵目標(biāo)樹。在目標(biāo)樹中，終端目標(biāo)有高、中、低三個層次，每一個終端目標(biāo)由若干實際應(yīng)用的綜合性題目構(gòu)成。圖1是棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)終端目標(biāo)“棧的應(yīng)用”的分層形式。在教師的引導(dǎo)下，鼓勵學(xué)生自主設(shè)定自己的終端目標(biāo)，讓學(xué)生體會學(xué)習(xí)上的選擇權(quán)，從而生成內(nèi)驅(qū)力。另外，通過這種分層設(shè)置目標(biāo)的形式幫助前期知識掌握不足的學(xué)生有勇氣嘗試，而高層目標(biāo)點也會激勵優(yōu)秀學(xué)生奮進，從而使每個學(xué)生都能為自己特定的“高階性”[4]努力。目標(biāo)的實現(xiàn)會進一步增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，達到正向強化[1]的作用，提高學(xué)生的自我效能感[5]（自我效能感是指人們對自身能否利用所擁有的技能去完成某項工作行為的自信程度）。在此基礎(chǔ)上，教師啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生提升到更高的目標(biāo)層次。

3 將積極心理學(xué)應(yīng)用到教學(xué)過程中

2000 年，Seligman 和Csikszentmihalyi 在《美國心理學(xué)家雜志》發(fā)表題為“積極心理學(xué)導(dǎo)論”[6]的論文，正式開啟了積極心理學(xué)這一研究領(lǐng)域。積極心理學(xué)用科學(xué)的方法理解并增進生活的積極方面[7]。積極心理教育認(rèn)為，教育不僅以傳授知識為主，還在于提高心理素質(zhì)和心理健康水平，培養(yǎng)積極的心理品質(zhì)[8]。學(xué)生只有擁有健康、積極、陽光的心理，才能成長成為一個幸福的人，才能出色地完成學(xué)業(yè)。教師在教學(xué)過程中，要把學(xué)生看成一個完整的人來珍視、信任和接納[2]，負責(zé)提供給學(xué)生一個自由、積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的“助推器”。

3.1 關(guān)于課堂：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，設(shè)置討論和分享環(huán)節(jié)讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角、課堂的主角?，F(xiàn)在是一個資源極度豐富、獲取極度容易的時代，網(wǎng)絡(luò)上充滿了各種學(xué)習(xí)資料。通過討論和分享使學(xué)生掌握如何鑒別好的、有效的網(wǎng)絡(luò)資源，將網(wǎng)上學(xué)習(xí)和學(xué)校課程學(xué)習(xí)有效融合。針對每一個大的目標(biāo)知識點，可以增加一節(jié)分享討論課，讓每個小組派代表分享他們的有效資源和學(xué)習(xí)收獲，之后，學(xué)生互動討論。對學(xué)生的分享，教師要做出積極的、正向的反饋。通過這樣的分享和討論，每位學(xué)生都能收獲包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法、資源獲取和甄別等多項技能。成就感是最好的驅(qū)動力，可以將敏捷教育理念引入教學(xué)體系，使學(xué)生通過小型項目的完成不斷迭代知識。在教師的講授環(huán)節(jié)，允許學(xué)生可以隨時打斷來提問。教師在課堂上要使用肯定、真誠、激勵的語言，不對學(xué)生的問題做負面的評判。

3.2 關(guān)于作業(yè)：尋找學(xué)習(xí)中的快樂

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作業(yè)要緊跟課程進度進行安排，目的有4個：1） 讓學(xué)生進一步鞏固所學(xué)的知識，增進理解和必要的記憶；2） 通過作業(yè)獲得學(xué)習(xí)的成就感，為進一步學(xué)習(xí)更高層次的知識奠定心理和知識上的基礎(chǔ)；3） 使教師了解學(xué)生對知識的掌握程度，根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況調(diào)整和修訂教學(xué)進度、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法；4） 通過教師對作業(yè)的批閱，增進師生關(guān)系，傳遞教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的肯定和鼓勵。為達到這4個目的，教師必須對所要布置的作業(yè)進行設(shè)計，而且必須認(rèn)真批閱學(xué)生提交的作業(yè)。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識密集，作業(yè)頻次最好是每次理論課一次作業(yè)，如果授課班級規(guī)模龐大，助教資源有限，可以采用學(xué)生全部提交作業(yè)，教師分組批閱的方式。無差別提交作業(yè)可以使學(xué)生養(yǎng)成寫作業(yè)的習(xí)慣，逐步形成作業(yè)意識[1]。教師必須保障每位學(xué)生的若干次作業(yè)中至少有一次被批閱，“被看見才能被照亮”，作業(yè)多次不被批閱會直接削弱學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性。教師批閱時不要吝嗇表揚的語言，多用贊許和肯定的言語；針對錯誤用開放式的問題，啟發(fā)學(xué)生自己修改，鼓勵學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識；對有較大問題的作業(yè)要進行記錄，在下次授課的間隙與學(xué)生當(dāng)面交流，交流當(dāng)中要使用充滿信任和鼓勵的語言。整個作業(yè)的布置、完成、批閱和交流過程都要以學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長為目的，而不是以教師想達到的教學(xué)效果為目的，好的教學(xué)效果是整個過程完成后的必然結(jié)果。關(guān)于作業(yè)的設(shè)計，筆者的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的第一個作業(yè)一般是“請查閱相關(guān)資料，統(tǒng)計圖領(lǐng)獎的相關(guān)信息。選擇你喜歡的圖領(lǐng)獎得主，對其事跡和生平作詳細的了解?！蓖ㄟ^這個作業(yè)為學(xué)生展示計算機科學(xué)的廣闊天地，也為他們找到自己專業(yè)上的榜樣提供資源。作業(yè)的形式不限于傳統(tǒng)的學(xué)生書寫作業(yè)，也可以讓學(xué)生制作算法講解或軟件使用的視頻，自己開發(fā)的小程序演示視頻等。威廉 詹姆斯說“沒有反應(yīng)就沒有接受，沒有相關(guān)的表達就不會產(chǎn)生印象”，每位教師都不要忘記作業(yè)是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的最好途徑之一，對大學(xué)生也一樣。

3.3 關(guān)于實驗：強調(diào)學(xué)生的自我實現(xiàn)

實驗是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，具體實驗案例的設(shè)計和實施可以幫助學(xué)生充分理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論知識。如圖的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)實中哪些問題可以映射成圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在解決這些問題時使用怎樣的存儲方式更適合，具體要用哪些算法等。通過將抽象的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為解決問題的基本框架，學(xué)生們不僅可以得到激勵，而且還能夠更好地理解課程內(nèi)容。由于實驗的挑戰(zhàn)性，在學(xué)生實驗的過程中，教師必須扮演引導(dǎo)的角色。當(dāng)學(xué)生遇到困難時，教師提供啟發(fā)性回應(yīng)至關(guān)重要。避免教師越俎代庖，立即幫學(xué)生解決問題，教師應(yīng)通過啟發(fā)式提問的方式促使學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)問題。例如，在完成“棧的應(yīng)用”實驗時，學(xué)生編寫的表達式求值的程序，運行后沒有顯示結(jié)果，學(xué)生可能會焦慮不安地尋求教師的幫助。教師可以提出以下問題：“這么復(fù)雜的程序這么快就完成了！效率很高??！你的程序里有哪些重要的函數(shù)模塊？現(xiàn)在能輸入數(shù)據(jù)，說明哪些模塊似乎運行正常？沒有結(jié)果，可能是哪里出問題了？如果眼睛看不出問題所在，可以使用什么工具幫助你找錯誤嗎？”教師首先給出肯定的認(rèn)可，讓學(xué)生看到自己的成果，然后再逐層提問引導(dǎo)學(xué)生自己思考，查找問題所在。如果學(xué)生不知道單步調(diào)試技術(shù)，教師在了解全體學(xué)生的情況后給予集體講解。在學(xué)生嘗試調(diào)試程序時，教師應(yīng)避免過度監(jiān)督。通常情況下，一旦問題得到解決，學(xué)生會表現(xiàn)出極大的喜悅。然而，如果問題持續(xù)存在，教師可以鼓勵學(xué)生描述其調(diào)試過程。在學(xué)生描述過程中，他們通常會自行發(fā)現(xiàn)問題。如果問題仍然存在，教師將繼續(xù)以提問的方式幫助學(xué)生接近解決問題的關(guān)鍵。這種方法將顯著提高學(xué)生的自我效能感，并激發(fā)了他們對課程內(nèi)容和專業(yè)的興趣。另外，對完成實驗的學(xué)生，教師可以設(shè)置驗收環(huán)節(jié)。在驗收中，教師提出開放性問題拓寬學(xué)生的思考維度。這些問題可能包括要求學(xué)生闡述實驗設(shè)計的整體思路、詳細說明某一算法的具體思路、描述實驗中遇到的問題及解決過程（重新體驗成就和解決問題的喜悅）、描述實驗過程中最有成就感的方面以及回顧完成實驗時最愉快的時刻。在驗收過程中，教師必須積極地發(fā)現(xiàn)和肯定學(xué)生設(shè)計中的特色和亮點。對于特別出色的設(shè)計，教師可以鼓勵學(xué)生在課堂上分享他們的經(jīng)驗和體會。

毫無疑問，無論是在課堂教學(xué)、作業(yè)批閱、實驗課、還是課外交流中，教師都必須保持真實，這是羅杰斯強調(diào)的促進學(xué)習(xí)的基本原則之一[2]。在實驗課上，教師還可以分享自己在程序設(shè)計和編寫過程中遇到的挫折和沉浸其中時的“心流”[9]體驗。通過分享，學(xué)生不僅能夠意識到在編程中遇到困難是正常的，從而減輕了心理負擔(dān)，而且教師對于自己所教領(lǐng)域的熱愛也會自然地傳遞給他們。

4 結(jié)論

面對現(xiàn)在競爭激烈的社會環(huán)境，大學(xué)教師可以通過在日常教學(xué)中恰當(dāng)?shù)剡\用心理學(xué)知識，為學(xué)生構(gòu)建積極健康的學(xué)習(xí)環(huán)境，成為學(xué)生健康成長的支持者和促進者。使學(xué)生不僅學(xué)好了一門課程，更重要的是提升其對計算機專業(yè)的熱情，和對自己能夠不斷成長的信心。大學(xué)教育不僅是“教書”，更重要的是“育人”。