基于首要教學(xué)原理的中職程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)研究

摘 要 程序設(shè)計(jì)課程作為中職計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程，對學(xué)生的專業(yè)成長和職業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的影響。然而，在中職程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)實(shí)踐中，多數(shù)教師都側(cè)重于知識點(diǎn)的傳授與技能操作的練習(xí)，卻忽視了新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。文章基于梅瑞爾提出的首要教學(xué)原理，以解決實(shí)際問題為中心，以知識點(diǎn)的連貫性教學(xué)為要求，探討如何構(gòu)建程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，并以程序設(shè)計(jì)課程中“冒泡排序”一課為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以期為中職程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 首要教學(xué)原理；程序設(shè)計(jì)課程；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.29.029

Research on Teaching Design of Vocational Program Design Course"Based on Primary Teaching Principles

LIU Fengnan

（Nanjing Commercial College， Nanjing， Jiangsu 210000）

Abstract As a compulsory course for vocational computer majors， programming courses have a significant impact on students' professional growth and career development. However， in the teaching practice of vocational programming courses， most teachers often focus on imparting knowledge points and practicing skill operations， while neglecting the inherent connection between new and old knowledge. The article is based on the primary teaching principle proposed by Merrell， with the focus on solving practical problems and the requirement of coherent teaching of knowledge points. It explores how to construct the teaching design process of programming courses， and takes the \"Bubble Sorting\" lesson in programming courses as an example for teaching design， in order to provide reference for vocational school programming course teachers.

Keywords primary teaching principles; program design course; instructional design

程序設(shè)計(jì)課程是職業(yè)學(xué)校軟件技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要組成部分，程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)效果直接影響著學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的信心。目前，在職業(yè)學(xué)校的程序設(shè)計(jì)課程實(shí)際教學(xué)中，由于課程時(shí)間有限和知識量大，教師多采用“講授與操作演示，學(xué)生任務(wù)練習(xí)”為主的教學(xué)方式，在這種傳統(tǒng)教學(xué)方式下，“填鴨式”現(xiàn)象較為明顯，學(xué)生被動(dòng)地接受知識技能，缺乏問題導(dǎo)向意識，難以深度理解和應(yīng)用知識。同時(shí)，教師所設(shè)計(jì)的任務(wù)與崗位需求存在偏差，學(xué)生難以完成知識的遷移應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果甚微，不能滿足程序設(shè)計(jì)崗位對人才實(shí)踐能力的要求。為了更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，本文運(yùn)用首要教學(xué)原理對中職程序設(shè)計(jì)課程課堂教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期為中職程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)提供一些參考與借鑒。

1" 首要教學(xué)原理概述

2022年，當(dāng)代著名的教學(xué)設(shè)計(jì)理論家戴維梅瑞爾在借鑒和綜合諸如赫爾巴特的“五段教學(xué)模式”、喬納森的“建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境模式”，以及羅森海因的“直接教學(xué)”理論等十幾種教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，提出以最終促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為目的的五項(xiàng)首要教學(xué)原理。它由問題、激活、示證、應(yīng)用、融合五個(gè)相互關(guān)聯(lián)的階段構(gòu)成教學(xué)循環(huán)圈，其核心主張是 教學(xué)應(yīng)該聚焦問題，即學(xué)習(xí)者必須介入解決實(shí)際問題，這樣他們才會(huì)掌握得更好；激活、示證、應(yīng)用與融合則是對應(yīng)有效教學(xué)的四個(gè)階段。

這一原理自提出以來得到了廣泛的應(yīng)用并取得了不錯(cuò)的效果，如NETg公司在教學(xué)培訓(xùn)中，對現(xiàn)有的Excel教程和依據(jù)首要原理開發(fā)的教程做了對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)聚焦問題組的得分和完成速度遙遙領(lǐng)先[1]。馮秀琪、趙可云[2]從梅瑞爾首要教學(xué)原理入手，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)，提出了網(wǎng)絡(luò)課程的評價(jià)體系以提高網(wǎng)絡(luò)課程質(zhì)量。陸一琳[3]以問題為中心，遵循首要教學(xué)原理設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的微課作品。朱武漢、單誼[4]基于首要教學(xué)原理視角，建立一個(gè)全新的語言學(xué)教學(xué)實(shí)施框架，幫助學(xué)生深入理解語言學(xué)習(xí)的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。在以上描述中，研究者們以問題為中心，將首要教學(xué)原理應(yīng)用于不同領(lǐng)域，同時(shí)也為其在中職程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用提供了思路。

2" 基于首要教學(xué)原理的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

本文以首要教學(xué)原理為指導(dǎo)思想，以學(xué)生為中心，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)、課程性質(zhì)和學(xué)生特點(diǎn)，借助學(xué)習(xí)通平臺和在線AI平臺，遵循課程教學(xué)流程，即課前、課中和課后三個(gè)階段，構(gòu)建了基于首要教學(xué)原理的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程。

2.1" 課前階段

在課前階段，教師應(yīng)根據(jù)軟件專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱要求，分析教學(xué)內(nèi)容及職業(yè)崗位需求，精準(zhǔn)把握課程和各章節(jié)的重難點(diǎn)，設(shè)計(jì)針對性和實(shí)踐性的教學(xué)案例，在教學(xué)案例中盡可能多地融入難易程度不同的遞進(jìn)問題序列，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考，形成問題解決策略。此外，教學(xué)案例之間能夠相互銜接，形成一個(gè)完整的教學(xué)體系，涵蓋從基礎(chǔ)知識到高級應(yīng)用的全過程，讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握J(rèn)AVA核心知識和技能，為未來的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2" 課中階段

2.2.1" 聚焦問題

首要教學(xué)原理強(qiáng)調(diào)問題在學(xué)習(xí)過程中的重要性，以問題的提出作為學(xué)習(xí)過程的起點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生如何運(yùn)用知識點(diǎn)解決問題。教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，將知識點(diǎn)的應(yīng)用映射到現(xiàn)實(shí)生活中的具體問題，這能更好地具象化學(xué)生的思維，促進(jìn)其對知識的理解和應(yīng)用。教師可在課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和資源，同時(shí)創(chuàng)設(shè)問題情境，也可在課程導(dǎo)入的時(shí)候提出要解決的問題，讓學(xué)生明確此次課程學(xué)習(xí)的主題和擬解決的問題，引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行思考并積極地主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

2.2.2" 激活舊知

梅瑞爾指出：只有當(dāng)學(xué)習(xí)者原有的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)被激活，能依據(jù)原有經(jīng)驗(yàn)并將其作為新知識的基礎(chǔ)來回憶、聯(lián)系或應(yīng)用知識時(shí)，才能夠促進(jìn)自身的學(xué)習(xí)。因此，教師需圍繞所創(chuàng)設(shè)的問題情境引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分解，生成粒度較小的任務(wù)序列，引導(dǎo)學(xué)生針對任務(wù)序列分析哪些是已有圖式，哪些是需要學(xué)習(xí)的新知，確認(rèn)已有圖式與新知之間的聯(lián)系。

2.2.3" 示證新知

這一階段是學(xué)習(xí)者掌握知識的重要環(huán)節(jié)，在課程教學(xué)中，教師需要關(guān)注兩個(gè)問題，一是教學(xué)內(nèi)容的組織與呈現(xiàn)方式，程序設(shè)計(jì)課大多偏向于程序化知識，即關(guān)于“怎么做”的問題，以序列步驟的形式呈現(xiàn)更利于學(xué)生計(jì)算思維能力的形成，而思維能力正是學(xué)生需要培養(yǎng)的關(guān)鍵能力和素養(yǎng)。二是教學(xué)策略的選取，傳統(tǒng)的講授不利于抽象思維的呈現(xiàn)，教師可借助形象化和具體化的動(dòng)畫將思維外顯化，借助思維可視化的工具完成程序的示范講解，更好地幫助學(xué)生理解。此外，教師還可以創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為主體的探究活動(dòng)和小組合作活動(dòng)以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與意識，在活動(dòng)中深度理解和構(gòu)建自己的知識結(jié)構(gòu)。

2.2.4" 應(yīng)用新知

應(yīng)用新知是將所習(xí)得的知識與技能用于解決實(shí)際問題，以此達(dá)到鞏固提高的目的。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師設(shè)計(jì)的問題應(yīng)與學(xué)生所習(xí)得的知識技能一致。在應(yīng)用技能解決問題的過程中，教師在有限的時(shí)間內(nèi)面對多線程任務(wù)時(shí)，無法同時(shí)完成點(diǎn)到點(diǎn)的學(xué)生個(gè)性化輔導(dǎo)，因此可借助AI智能軟件完成學(xué)生程序的檢驗(yàn)和修正，幫助每位同學(xué)渡過最近發(fā)展區(qū)，注重學(xué)生的個(gè)性化需求。針對學(xué)生在解決問題過程中出現(xiàn)的共性問題，教師可示范講解總結(jié)學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)，以促進(jìn)面向全體學(xué)生的知識鞏固和提高。

2.2.5" 融會(huì)貫通

融會(huì)貫通階段的主要任務(wù)是進(jìn)一步提高學(xué)生對所學(xué)知識的運(yùn)用和遷移能力，這就要求學(xué)生在面對新的問題情境時(shí)能夠靈活運(yùn)用知識技能，只有當(dāng)其能運(yùn)用新知識和技能解決實(shí)際問題時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)對知識與技能的熟練掌握。本著以賽促教、以賽促學(xué)的原則，選用軟件開發(fā)賽項(xiàng)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)學(xué)生技能競賽活動(dòng)，在提高學(xué)生知識遷移應(yīng)用能力的同時(shí)提升學(xué)生的技能水平。通過對學(xué)生實(shí)踐成果的分析與評價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生在編碼過程中養(yǎng)成良好的編碼風(fēng)格和習(xí)慣，注重學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的形成。

2.3" 課后階段

在本次程序設(shè)計(jì)課程考評中采用線上與線下相結(jié)合的方式進(jìn)行考核，線上針對課前、課中與課后設(shè)置的過程性考評活動(dòng)，以任務(wù)實(shí)踐成果評價(jià)為主，基本概念測試為輔。線下考評包括課堂表現(xiàn)評價(jià)和終結(jié)性考評兩部分，其中課堂評價(jià)為學(xué)生完成應(yīng)用新知到融會(huì)貫通的過程性考核，終結(jié)性考評為課程結(jié)束后的綜合性考核。通過考評，教師可以及時(shí)了解學(xué)生的知識掌握程度，為后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

4" 基于首要教學(xué)原理的程序設(shè)計(jì)教學(xué)案例

根據(jù)以上程序設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)流程，依據(jù)中職軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和JAVA語言程序設(shè)計(jì)課程標(biāo)準(zhǔn)，選用清華大學(xué)出版社編著的《Java程序設(shè)計(jì)》第四章第4.4.3課數(shù)組排序中冒泡排序法一課為例，運(yùn)用首要教學(xué)原理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

4.1" 課前階段

課前是教學(xué)活動(dòng)開展的重要環(huán)節(jié)，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定教學(xué)資源，如課前測驗(yàn)、微視頻、教案及教學(xué)案例等，將其上傳至學(xué)習(xí)通平臺，學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通平臺完成測驗(yàn)與預(yù)習(xí)，以明確本次課堂的學(xué)習(xí)目標(biāo)和擬解決的問題，教師可以測驗(yàn)結(jié)果了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)共性問題，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)策略。

4.2" 課中階段

4.2.1" 聚焦問題

教師通過“魅力踢踏舞”視頻創(chuàng)設(shè)真實(shí)的排序問題情境，將程序設(shè)計(jì)中抽象的冒泡排序思想以直觀、動(dòng)感的舞蹈形式展現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生觀察舞蹈演員在舞蹈開始前和舞蹈結(jié)束后號碼牌的順序，明確排序問題，加深學(xué)生對冒泡排序原理的感性認(rèn)識，通過這種寓教于樂的方式，將原理的抽象概念具象化，有效提升學(xué)生對于抽象算法的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力。

4.2.2" 激活舊知

以10位舞蹈演員號碼牌排序問題為中心，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入分析問題并分解成多個(gè)子問題，這些子問題形成了一個(gè)問題序列，即如何存儲(chǔ)10位號碼牌數(shù)字；如何設(shè)計(jì)循環(huán)結(jié)構(gòu)完成排序；如何完成數(shù)組的輸出以呈現(xiàn)排序后的結(jié)果。在這個(gè)序列中，教師應(yīng)幫助學(xué)生明確哪些問題可以利用已有知識解決，哪些是目前還無法解決的子問題，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生激活他們的舊知識，在排序問題的情境中形成系統(tǒng)的解決策略。

4.2.3" 示證新知

在本次課中，以5位家庭成員身高排序的微視頻為例，引導(dǎo)學(xué)生分析5個(gè)數(shù)據(jù)參與排序時(shí)掃描的輪數(shù)和比較的次數(shù)，推導(dǎo)出10個(gè)、n個(gè)數(shù)據(jù)的排序規(guī)律，這種由簡到難的方式，有助于學(xué)生逐步建立對于復(fù)雜問題的解決思路。教師根據(jù)學(xué)生找到的規(guī)律，結(jié)合家庭成員身高案例，采用演示法展示如何設(shè)計(jì)循環(huán)結(jié)構(gòu)來控制掃描輪數(shù)和比較次數(shù)。通過具體的編程演示，學(xué)生能更加直觀地理解排序算法在解決實(shí)際問題中的運(yùn)作方式，從而幫助他們理解抽象算法。

4.2.4" 應(yīng)用新知

通過“魅力踢踏舞”視頻中號碼牌排序的問題情境，讓學(xué)生在其中應(yīng)用所學(xué)習(xí)的知識技能解決冒泡排序問題，深化對排序算法的理解，提升其解決實(shí)際問題的能力。在應(yīng)用新知的過程中，教師根據(jù)學(xué)生的共性問題開展示范性講解，而針對個(gè)性化問題可借助文心一言工具給予及時(shí)反饋與輔導(dǎo)，進(jìn)而幫助學(xué)生持續(xù)進(jìn)步。

4.2.5" 融會(huì)貫通

本著“以賽促教，以賽促學(xué)”的理念，將應(yīng)用軟件開發(fā)賽項(xiàng)中的競賽內(nèi)容融入實(shí)踐任務(wù)，創(chuàng)設(shè)復(fù)雜情境，提供真實(shí)的新知應(yīng)用情境，讓學(xué)生融會(huì)貫通地應(yīng)用知識解決實(shí)際問題，如以下賽題內(nèi)容：在雙碳管理系統(tǒng)中，顯示第一季度銷售額排名前十的公司信息，還可以變更排序任務(wù)，如按照總銷售額、季度銷售額的增長率等進(jìn)行排序，以考查學(xué)生的應(yīng)變能力和創(chuàng)新思維，挑戰(zhàn)和提升學(xué)生的軟件開發(fā)能力，以達(dá)到知識的融會(huì)貫通。

4.3" 課后階段

課堂教學(xué)實(shí)踐結(jié)束后，教師須分析班級學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，研究首要教學(xué)原理的運(yùn)用是否在一定程度上有助于提高學(xué)生知識的實(shí)踐應(yīng)用能力。教師可根據(jù)學(xué)生課前、課中和課后的表現(xiàn)給予綜合性的評估，根據(jù)評估結(jié)果，給予學(xué)生個(gè)性化輔導(dǎo)，并調(diào)整好下一次的課堂教學(xué)策略。

5" 結(jié)語

本文以梅瑞爾的首要教學(xué)原理來指導(dǎo)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐，該實(shí)踐圍繞生活中舞蹈演員號碼牌排序問題，將抽象的冒泡排序思想融入舞蹈以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。聚焦排序問題，引導(dǎo)學(xué)生分析形成子問題序列，并聯(lián)系激活舊知，明確新知學(xué)習(xí)任務(wù)。在新知學(xué)習(xí)過程中，遵循以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的理念，引導(dǎo)學(xué)生提升分析、歸納、演繹和推理的能力，掌握冒泡排序的一般規(guī)律和循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。始終以問題解決為核心，注重培養(yǎng)學(xué)生間的合作探究能力，形成解決問題的系統(tǒng)性策略和知識體系，并最終達(dá)到學(xué)以致用、融會(huì)貫通的目的。

參考文獻(xiàn)

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