興趣驅(qū)動的高校計算機程序設(shè)計實踐教學(xué)法

狄嵐+張軍+趙燕

摘要：針對高校計算機程序設(shè)計課程教學(xué)中普遍存在的被動學(xué)習(xí)問題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的效率為目標(biāo)，分析了計算機程序設(shè)計課程的特點，提出并實踐了興趣驅(qū)動的計算機程序設(shè)計教學(xué)方法。該方法主要包括：比喻法教學(xué)，培養(yǎng)興趣;多媒體課件與黑板相結(jié)合，引導(dǎo)興趣;針對學(xué)生能力分類布置作業(yè)，激發(fā)興趣。通過教學(xué)案例，闡述了在興趣驅(qū)動的教學(xué)過程程序設(shè)計講授方法，并列舉出了三年來興趣驅(qū)動教學(xué)方法的教學(xué)效果，為計算機程序設(shè)計語言教學(xué)提供了有價值的參考。

關(guān)鍵詞：興趣驅(qū)動;程序設(shè)計;教學(xué)法;法教學(xué)

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）45-0124-03

21世紀(jì)是中國高等教育快速發(fā)展的時代，中國高等教育也進入了大眾化教育時期。大眾化教育時期招收的學(xué)生比精英教育時期招收的學(xué)生質(zhì)量總體上要低。因此，在新形勢下如何應(yīng)用當(dāng)今信息化技術(shù)提高教學(xué)效率，保證學(xué)生最終質(zhì)量，是需要教育工作者重點研究和實踐的課題[1]。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)教育尤其是MOOC（massive open online courses）的出現(xiàn)，教育資源共享是當(dāng)前高等教育的趨勢，為廣大受教育者提供了更加開放的學(xué)習(xí)途徑。學(xué)生可以更加自由的選擇學(xué)生方式和安排自己的學(xué)習(xí)計劃。相應(yīng)的，高校教師的角色也在發(fā)生著改變，從以過去講臺為主的教師主導(dǎo)課堂授課，到internet時代的網(wǎng)絡(luò)遠程授課，再到目前廣為推崇的MOOC翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，大學(xué)教師從課程的教授者變?yōu)橐粋€教學(xué)的服務(wù)者，甚至是MOOC劇本的編輯或演員。在這種形式下，好的教師能夠更加廣泛的分享他們的教學(xué)成果，同門課程授課的老師之間的競爭更加透明化，缺乏經(jīng)驗的教師具備了更多的上升空間;學(xué)生也能夠具有更多的選擇機會，他們能夠選擇更好的老師授課，大大節(jié)省了學(xué)習(xí)的時間，提高了學(xué)習(xí)的效率。因此，如何在新的高等教學(xué)形式下，扮演好教師的角色是一個值得研究的課題

一、計算機程序設(shè)計課程的特點及存在的問題

計算機程序設(shè)計課程是高等教育中的一門重要基礎(chǔ)課程，對計算機專業(yè)的學(xué)生，它是許多后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ);對非計算機專業(yè)的學(xué)生，它是信息技術(shù)知識的基本課程。其特點是概念多、涉及面廣、難度大、抽象性高，同時有很強的實踐性和應(yīng)用性[2]。

計算機程序設(shè)計課程中有許多概念，從描述方式來看有通過例子描述、利用其他概念闡明、用抽象定義描述等，從種類來看有語法概念、編程概念等;部分概念難度大，需要多種內(nèi)容混合描述。程序設(shè)計還涉及到編程，基本概念清晰，描述問題的算法清楚，編程就簡單了。但是描述問題的算法相當(dāng)復(fù)雜，這也是程序設(shè)計課程的關(guān)鍵和難點。在許多應(yīng)用問題中，就是因為算法描述不好使問題的解決困難重重。而且，解決同一個問題的算法并不唯一，算法的效率問題就成為程序設(shè)計的難點。要求學(xué)生能夠獨立編制程序，完成相應(yīng)的任務(wù)，需要理論和實踐相結(jié)合。

為了讓學(xué)生分析問題，解決實際問題的能力得到很好的訓(xùn)練，就必須合理安排計算機程序設(shè)計課程的教學(xué)計劃和內(nèi)容，本研究就是為達到該目的，根據(jù)作者多年來在該課程的教學(xué)中遇見的問題，例舉如下：

1.課程內(nèi)容枯燥。計算機程序設(shè)計課程普遍被認(rèn)為是比較難學(xué)的課程，這是因為課程內(nèi)容偏于理論、語法較復(fù)雜、概念抽象不易理解等特點，思維要求較高[3]。再有，學(xué)生在調(diào)試程序的過程中缺乏耐心，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時不容易獲得立竿見影的學(xué)習(xí)效果。因此，大部分學(xué)生對計算機程序設(shè)計課程都感到枯燥乏味，缺乏興趣。

2.教學(xué)手段簡單。近幾年，多媒體教學(xué)手段已經(jīng)廣泛被使用，多媒體授課是當(dāng)前計算機程序設(shè)計課堂教學(xué)的主要形式，多媒體教學(xué)有助于形象概念的解釋和難點的解剖，對復(fù)雜問題的形象描述起到有效作用;好的多媒體教學(xué)課件還能提高教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。但是，過分的依賴于多媒體教學(xué)，由于授課速度控制上的難度，會使很多學(xué)生上課時難以跟上課堂節(jié)奏，影響課堂授課效果[4]。

3.學(xué)生群體差異大。程序設(shè)計課程在高校的授課階段一般是放在大一的第一學(xué)期，隨著高校的擴招，新入學(xué)的學(xué)生起點不同，生源質(zhì)量參差不齊。在授課過程中，學(xué)生的接受能力不同，導(dǎo)致授課進度也不一樣。一部分學(xué)生在高中就學(xué)過程序課，參加過建模比賽，具備一定的計算機程序設(shè)計能力，基礎(chǔ)相對較好;另一部分學(xué)生，高中時從未接觸過程序設(shè)計，學(xué)習(xí)目標(biāo)與實踐知識水平存在很大差異，這差異給教學(xué)的組織實施帶來了很大困難。

4.學(xué)習(xí)不是為了應(yīng)用。程序設(shè)計是一門應(yīng)用性很強的課程，程序設(shè)計的目的就像學(xué)習(xí)一門外語，學(xué)習(xí)的目的如果是為了學(xué)分，這門外語很難學(xué)好。很多同學(xué)大學(xué)4年學(xué)習(xí)程序設(shè)計的目的就是為了這個學(xué)分，死記硬背考過這門課程，然后忘得一干二凈。這門課程的學(xué)習(xí)過程自然也很痛苦，根本沒有印象用程序設(shè)計解決了哪些問題，只是記憶語法和句法。這樣的程序設(shè)計課程自然就沒有人喜歡。

二、興趣驅(qū)動學(xué)習(xí)的教學(xué)法

學(xué)生的興趣是學(xué)習(xí)關(guān)鍵，只有有興趣才能真正自主地投入到探索、研究中去。心理學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)生的心理處于壓抑、不滿，失去信心時將直接阻礙、削弱甚至中斷智力活動，破壞學(xué)習(xí)的向心力，當(dāng)然也談不上學(xué)習(xí)效率。學(xué)生對學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣，是學(xué)習(xí)的強大動力。孔子曾說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。愛因斯坦說：“興趣是最好老師，它永遠勝過責(zé)任感”。有興趣才能產(chǎn)生愛好，愛好它就要去實踐它，達到樂在其中，有興趣才會形成學(xué)習(xí)的主動性和積極性。在大學(xué)教學(xué)中，我們把這種從自發(fā)的感性的樂趣出發(fā)上升為自覺的理性的“認(rèn)識”過程，這自然會變?yōu)榱⒅緦W(xué)好程序設(shè)計，成為計算機程序?qū)W習(xí)的成功者。

興趣對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著神奇的內(nèi)驅(qū)動作用，能變無效為有效，化低效為高效。興趣驅(qū)動學(xué)習(xí)方法的關(guān)鍵是興趣，教師通過多種形式的溝通、交流、展示等方式，將學(xué)生的興趣引發(fā)出來即可。通過多年的教學(xué)實踐，我們總結(jié)了以下興趣驅(qū)動教學(xué)法。

1.比喻法教學(xué)，培養(yǎng)興趣。計算機學(xué)科中，有些教學(xué)內(nèi)容比較抽象，不容易被學(xué)生接受和理解，作為教師應(yīng)有能力化繁為簡，將深奧的理論講的通俗易懂，這需要教師多鉆研教材教法。在教學(xué)中巧用生活中的實例，形象地比喻的方法最容易為學(xué)生接受。

如C語言的教學(xué)中，主函數(shù)和子函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞，是學(xué)生學(xué)習(xí)時的不容易理解的?？梢杂蒙钪械睦樱簩⒅骱瘮?shù)和子函數(shù)的關(guān)系比喻為父親和兒子的關(guān)系，在主函數(shù)中調(diào)用子函數(shù)比喻為父親叫兒子做事，實參和形參間的參數(shù)值傳遞過程看成是父親給兒子傳遞數(shù)據(jù)，返回值的傳遞比喻為兒子把計算的結(jié)果告訴父親。這樣不照本宣讀，學(xué)生很容易理解，也培養(yǎng)了對程序設(shè)計學(xué)習(xí)的興趣。

2.多媒體課件與黑板相結(jié)合，引導(dǎo)興趣。利用多媒體課件教學(xué)能夠方便、快捷、直觀、形象地傳授教學(xué)內(nèi)容，一定程度上減輕了教師授課的負擔(dān)，同時也能夠使得課堂更加生動、有趣，從而使課堂氣氛更加活躍。但也存在著一些負面影響。如：信息量過大，會使學(xué)生缺乏一定的思考過程，也會使教學(xué)重點、難點不突出或突出不夠。另外，如果一節(jié)課過多的依賴多媒體課件，會失去課堂的師生互動環(huán)節(jié)，很難發(fā)揮學(xué)生的主動性等。

無論是多媒體還是傳統(tǒng)的黑板板書教學(xué)方式，其基本要求依然是引導(dǎo)動機，同步思維，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、說理深刻，虛實結(jié)合、表述生動，注意反饋、及時調(diào)整。為了發(fā)揮多媒體教學(xué)在計算機程序設(shè)計課程教學(xué)中的優(yōu)點，我們在教學(xué)中結(jié)合計算機程序設(shè)計課的特點，作了一些調(diào)整，將多媒體課件與黑板板書相結(jié)合。例如，針對多媒體承載的內(nèi)容過多不容易記憶，我們將重要內(nèi)容書寫在黑板上便于學(xué)生參考記憶;在講解一個大程序前，先把整個程序的框架寫在黑板上，預(yù)留一些空白部分，和學(xué)生們一起討論如果填寫，甚至直接讓學(xué)生到黑板上來填寫，然后把完整的程序用多媒體課件呈現(xiàn)出來，作對比，最后在多媒體上運行程序，看結(jié)果。這樣一來，引導(dǎo)學(xué)生有了思考問題的過程和解決問題的興趣，加深了對這個程序的理解，課后舉一反三，得到事半功倍的效果。

3.針對學(xué)生能力分類布置作業(yè)，激發(fā)興趣。由于新入學(xué)的學(xué)生，群體差異大，對課程的接受能力有所不同，我們就把學(xué)生進行了分類。對于在高中就學(xué)過程序課的學(xué)生，他們具備一定的計算機程序設(shè)計能力，基礎(chǔ)相對較好，分為高段學(xué)生;對于高中時從未接觸過程序設(shè)計，甚至計算機課都沒有上過的學(xué)生，基礎(chǔ)相對差一些，分為低段;剩余的學(xué)生，高中時接觸過計算機，對程序設(shè)計有個大概的了解，這樣的學(xué)生占大多數(shù)，分為中段。

在講課過程中，求精不求多，盡可能讓大部分的學(xué)生聽懂。讓中段、低段的學(xué)生上課時回答問題。布置作業(yè)時，出兩個檔次的作業(yè)：基本題是根據(jù)課堂上講的例題可以舉一反三、類推出來的，每個學(xué)生都能完成;提高題是要用還沒有講到的知識點，有一定的自學(xué)能力才能完成的。習(xí)題課時，老師主要講解基本題;提高題讓高段學(xué)生上講臺講解，主要講自己的思考過程。

如，在課堂上講十進制數(shù)與二進制、八進制、十六進制等特殊進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換時，老師先在黑板上詳細講解“十進制數(shù)轉(zhuǎn)二進制數(shù)”的數(shù)學(xué)運算過程，然后在黑板上給出程序的基本框架：

當(dāng)把這個框架在黑板上寫完后，挑選一個在講解的過程中認(rèn)真聽講的中段或低段的同學(xué)，讓他上黑板完成這段程序。當(dāng)這個學(xué)生最后完成了這個程序后，不管結(jié)果如何，老師帶領(lǐng)全班同學(xué)熱烈鼓掌，增加其自信心，讓后和大家一起分析程序。

在布置課后作業(yè)時出兩類題：基本題：編寫子函數(shù)my10to8（int x）完成十進制數(shù)轉(zhuǎn)為八進制數(shù)、子函數(shù)my10to16（int x）完成十進制數(shù)轉(zhuǎn)為十六進制數(shù)，在主函數(shù)中輸入十進制數(shù)。提高題：編寫子函數(shù)my D to10 （char x[ ]，int d）完成特殊進制數(shù)轉(zhuǎn)為十進制數(shù)，在主函數(shù)中輸入特殊進制數(shù)以及特殊進制（2，8或16）。

經(jīng)過幾周的作業(yè)的練習(xí)，中段、低段的學(xué)生，有一些也逐步跟上來，并開始嘗試做提高題。到了期中測試時，大部分學(xué)生已經(jīng)跟上了教學(xué)進度，對每一節(jié)課的新的內(nèi)容也充滿了求知的欲望，激發(fā)了對知識的學(xué)習(xí)興趣。

三、興趣驅(qū)動學(xué)習(xí)法效果與評價

從2012年開始，我們對數(shù)字媒體學(xué)院的數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學(xué)生實施了興趣驅(qū)動實驗教學(xué)法的對比教學(xué)實驗。學(xué)院每年這個專業(yè)招生一共4個班，兩個班實施興趣驅(qū)動教學(xué)（稱為實驗甲班，），另外兩個班用非興趣驅(qū)動的教學(xué)（稱為實驗乙班），經(jīng)過3年的對比實驗教學(xué)，甲、乙兩批學(xué)生分別在上課出勤率、作業(yè)完成率、期末考試及格率以及全國計算機二級（C語言）考試通過率等方面都發(fā)生了變化，對比數(shù)據(jù)如表1。

從表1中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，通過興趣驅(qū)動教學(xué)法，學(xué)生的計算機語言課程的學(xué)習(xí)效率和效果都有明顯的提高，尤其是全國計算機二級考試的通過率大幅度提升。這表明興趣驅(qū)動的教學(xué)法具有較好的推廣效果，為計算機語言課程的教學(xué)探索提供了很有價值的參考。

四、結(jié)語

由于興趣驅(qū)動學(xué)習(xí)，不僅突破了程序設(shè)計的知識難點，而且讓學(xué)生在解決問題的過程中感受到了程序設(shè)計的樂趣，深化了對于程序設(shè)計這門課的深刻理解。為了進一步深化興趣驅(qū)動的教學(xué)法，課題組正在借助MOOC平臺，在計算機語言教學(xué)方面投入一個教學(xué)團隊，爭取盡早實現(xiàn)一個適合本單位計算機語言教學(xué)的MOOC教學(xué)系統(tǒng)。

參考文獻：

[1]黃久龍.論中國高等教育大眾化及其特征[J].徐州師范大學(xué)學(xué)報，2006，（3）.

[2]狄嵐，劉莉.高等教育大眾化下的計算機程序教學(xué)探討[J].高等建筑教育，2008，（1）.

[3]吳秦.C語言程序設(shè)計教學(xué)模式探討[J].教育教學(xué)論壇，2014，（42）.

[4]張智豐.多媒體教學(xué)在計算機程序設(shè)計課程中的應(yīng)用[J].科技教育，2014，（32）.