任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法在程序設(shè)計(jì)類課程中的實(shí)踐

賀琪++鄭小羅

摘 要： 本文介紹了任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法及該方法在程序設(shè)計(jì)類課程中的具體實(shí)踐過(guò)程，該方法的實(shí)施提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，為實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革提供了參考。同時(shí)，實(shí)踐證明，該方法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

關(guān)鍵詞： 任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué) 程序設(shè)計(jì)類課程 教學(xué)方法

程序設(shè)計(jì)類課程是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)開(kāi)設(shè)的一類主要的專業(yè)課程，通常至少開(kāi)設(shè)一門，此類課程多為實(shí)踐性內(nèi)容較多。程序設(shè)計(jì)類課程注重實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，因此課程的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)具有同等重要的地位。本文針對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程的特點(diǎn)，提出了在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用任務(wù)引導(dǎo)的方法，從而在提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的同時(shí)，增強(qiáng)他們的實(shí)踐動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

1.任務(wù)引導(dǎo)式方法

1.1任務(wù)引導(dǎo)式方法的主要內(nèi)容

所謂任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)是指在教學(xué)過(guò)程中，教師布置相關(guān)任務(wù)，學(xué)生依照任務(wù)要求逐步完成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)及實(shí)踐的過(guò)程[1，2]。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，對(duì)新技術(shù)的掌握完全局限于教師講授的內(nèi)容，而任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)，以教師提供的任務(wù)作為引導(dǎo)，學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中主動(dòng)地學(xué)習(xí)知識(shí)，教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的作用不再僅限于對(duì)知識(shí)的講解，更多的是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)正確性的確認(rèn)及糾正。

任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法主要包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容：

教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，教師在課前將學(xué)習(xí)任務(wù)通過(guò)交流平臺(tái)（公共電子信箱或E-class等）布置給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)分組討論的方式學(xué)習(xí)，然后撰寫(xiě)并提交學(xué)習(xí)報(bào)告。

教師以布置的學(xué)習(xí)任務(wù)為主線，以解決任務(wù)中的問(wèn)題為目標(biāo)，講授知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)講解學(xué)生討論后提出質(zhì)疑的問(wèn)題。

學(xué)生上機(jī)完成學(xué)習(xí)任務(wù)中的實(shí)踐部分，這是針對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，教師在此環(huán)節(jié)中起到輔助指導(dǎo)的作用。

教師通過(guò)學(xué)生在完成任務(wù)過(guò)程中提交的學(xué)習(xí)報(bào)告和上機(jī)情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。

1.2程序設(shè)計(jì)類課程中應(yīng)用任務(wù)引導(dǎo)方法的必要性

目前，在程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)過(guò)程中存在一些問(wèn)題，表現(xiàn)為：

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言類課程，通常由基本語(yǔ)法入手，層層遞進(jìn)，對(duì)于初學(xué)者而言不熟悉的術(shù)語(yǔ)和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)較多，對(duì)沒(méi)有任何編程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言具有一定的難度。

教師采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，填鴨式地講解，學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，學(xué)習(xí)過(guò)程枯燥無(wú)味，嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言雖然自身語(yǔ)法簡(jiǎn)單，但涉及內(nèi)容廣泛，教學(xué)內(nèi)容離散性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)太多，且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，僅靠課上教師講解，往往事倍功半。

針對(duì)以上這些問(wèn)題，應(yīng)用任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法，可以使得學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中完成學(xué)習(xí)。在課前的分組討論中充分地打開(kāi)視野，了解相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，通過(guò)按照學(xué)習(xí)任務(wù)要求整理學(xué)習(xí)報(bào)告，進(jìn)一步對(duì)這部分知識(shí)進(jìn)行理解，同時(shí)將問(wèn)題帶入課堂，帶著問(wèn)題接受教師的講解；教師依照任務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程講解知識(shí)點(diǎn)，使得知識(shí)的離散性問(wèn)題得以解決，同時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有備而來(lái)，教學(xué)過(guò)程不再是單方向的活動(dòng)，增加了教學(xué)的互動(dòng)性可能；在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)現(xiàn)任務(wù)，了解實(shí)踐過(guò)程中的知識(shí)要點(diǎn)，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容；教師在任務(wù)結(jié)束后，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果做出點(diǎn)評(píng)并進(jìn)行考核，及時(shí)糾正學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題。

在任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)任務(wù)的完成，幫助學(xué)生掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)的實(shí)施

本文以C語(yǔ)言為例，討論如何在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程中實(shí)施任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法。在C語(yǔ)言課程教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)參考多本教材和大量中英文文獻(xiàn)，整理出符合課程教學(xué)需要的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)[3]，針對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)出相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，共計(jì)九項(xiàng)，任務(wù)的概要說(shuō)明如下：

數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式的計(jì)算：給出表達(dá)式，設(shè)計(jì)程序完成計(jì)算過(guò)程；

順序程序設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)華氏溫度與攝氏溫度間的轉(zhuǎn)化；

分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)：（a）實(shí)現(xiàn)三角形形狀的判斷，（b）求解水仙花數(shù)；

循環(huán)控制：（a）打印二維圖案，（b）求最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)；

數(shù)組的應(yīng)用：（a）檢驗(yàn)并打印魔方矩陣，（b）判斷字符串是否回文；

函數(shù)的使用：（a）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)漢諾塔游戲，（b）顯示斐波那契數(shù)列；

指針的運(yùn)用：（a）冒泡排序，（b）二維數(shù)組元素求和；

結(jié)構(gòu)體、共用體的使用：實(shí)現(xiàn)學(xué)生多門課程成績(jī)打印輸出；

文件的應(yīng)用：磁盤文件復(fù)制。

本文以任務(wù)3為例，介紹任務(wù)引導(dǎo)教學(xué)方法的實(shí)施過(guò)程。

2.1布置任務(wù)

針對(duì)了解并掌握分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法及其用途的教學(xué)目標(biāo)，在課堂教學(xué)開(kāi)展之前，為學(xué)生布置相關(guān)任務(wù)，如下：

了解if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句；

了解如何設(shè)計(jì)條件表達(dá)式；

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)程序可以輸入三角形的三條邊，判斷是否是一個(gè)合法三角形；

設(shè)計(jì)程序分解一個(gè)三位整數(shù)。

學(xué)生通過(guò)交流平臺(tái)接到任務(wù)信息后，按預(yù)先分組開(kāi)始學(xué)習(xí)和討論。分組學(xué)習(xí)討論有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，可以集思廣益，新的知識(shí)需要從不同的角度去理解和學(xué)習(xí)，小組交流可以增加知識(shí)吸收的數(shù)量，提高知識(shí)吸收的速度；其次，小組交流可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的個(gè)體，每個(gè)人對(duì)這一領(lǐng)域知識(shí)的接受能力都是不同的，討論可以使得學(xué)生相互促進(jìn)；最后，小組討論還可以培養(yǎng)學(xué)生的參與和協(xié)作意識(shí)。

每組在討論后，將相關(guān)內(nèi)容整理為學(xué)習(xí)報(bào)告，每組提交一份。小組成員按不同的任務(wù)輪流撰寫(xiě)，培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的總結(jié)、歸納、表述和整理的能力。

2.2課堂教學(xué)

課堂教學(xué)圍繞任務(wù)中的要求展開(kāi)，分別介紹相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

了解if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句。知識(shí)點(diǎn)：if語(yǔ)句的3種形式及對(duì)應(yīng)的語(yǔ)法規(guī)則、執(zhí)行流程，switch語(yǔ)句的語(yǔ)法規(guī)則、執(zhí)行流程。

了解如何設(shè)計(jì)條件表達(dá)式。知識(shí)點(diǎn)：6個(gè)關(guān)系運(yùn)算符、3個(gè)邏輯運(yùn)算符的基本概念、基本屬性、運(yùn)算規(guī)則。

介紹分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。知識(shí)點(diǎn)：算法分析，確定問(wèn)題可以利用哪種分支語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，以判斷三角形形狀的問(wèn)題為例，講解整個(gè)程序設(shè)計(jì)過(guò)程。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解及資料的組織，都圍繞任務(wù)中的三部分內(nèi)容進(jìn)行，同時(shí)允許學(xué)生在講解過(guò)程中隨時(shí)提出問(wèn)題，因?yàn)閷W(xué)生在此之前對(duì)相關(guān)知識(shí)已經(jīng)有一定程度的了解，所以提出的問(wèn)題相對(duì)比較有代表性；同時(shí)，前期的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容產(chǎn)生興趣，使得課堂教學(xué)效果事半功倍。

2.3上機(jī)實(shí)踐

依據(jù)課程開(kāi)始之前布置任務(wù)的內(nèi)容，結(jié)合上課講解的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)原有任務(wù)進(jìn)行修改細(xì)化，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際動(dòng)手完成任務(wù)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)加深理解。細(xì)化后的任務(wù)概述如下：

2.3.1輸入三角形的三邊長(zhǎng)，判斷這個(gè)三角形是否是直角三角形。

2.3.1.1算法分析：直角三角形斜邊最長(zhǎng)，要先找出三邊中最長(zhǎng)的邊，判斷最長(zhǎng)邊的平方是否等于其余兩邊的平方和，若相等就是直角三角形。

2.3.1.2源程序：

#include

void main（ ）

{

int a，b，c，t；

/* 三邊設(shè)為a，b，c，t是用于交換的中間變量 */

scanf（"%d，%d，%d"，&a，&b，&c）；

if（a

{/* a中放a，b中較長(zhǎng)邊 */

t=a； a=b； b=t；

}

if（a

{ /* a中放a，b，c中的最長(zhǎng)邊 */

t=a； a=c； c=t；

}

if（a*a==b*b+c*c）

printf（"Y"）；

else

printf（"N"）；

}

2.3.1.3在VC++編輯環(huán)境下編輯源程序。

2.3.2輸入一個(gè)三位數(shù)，若此數(shù)是水仙花數(shù)輸出“Y”，否則輸出“N”，若輸入值不是三位數(shù)輸出“data error”。

2.3.2.1算法提示：水仙花數(shù)是一個(gè)三位數(shù)，組成這個(gè)三位數(shù)的三個(gè)數(shù)字的立方和與這個(gè)三位數(shù)相等。如：153=13+53+33。判斷是否是水仙花數(shù)需把構(gòu)成三位數(shù)的三個(gè)數(shù)字分離出來(lái)并存入變量。

2.3.2.2源程序：

#include

int main（）

{

int i，j，k，n；

printf（"水仙花數(shù)：＼n"）；

for（n=100；n<=999；n++）

{

i=n/100；

j=n/10%10；

k=n%10；

if（n==i*i*i+j*j*j+k*k*k） printf（"%d＼n"，n）；

}

}

細(xì)化后的任務(wù)以實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的形式提供給學(xué)生，具體的操作細(xì)節(jié)在實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中都會(huì)進(jìn)行詳盡的說(shuō)明。學(xué)生可以在這一環(huán)節(jié)，將之前所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)一步鞏固，并且真正了解技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.4學(xué)習(xí)效果考核

實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)束的同時(shí)，教師要針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和考核?？偨Y(jié)學(xué)生遇到的問(wèn)題，進(jìn)一步講解強(qiáng)調(diào)，同時(shí)客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教與學(xué)是教學(xué)過(guò)程中兩個(gè)重要的有機(jī)部分，為激勵(lì)大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，最大限度的提高教學(xué)質(zhì)量，程序設(shè)計(jì)類課程考核方式將平時(shí)教學(xué)任務(wù)的完成與期末實(shí)踐開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)考核相結(jié)合，真正檢驗(yàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。具體實(shí)施方法為：

每次任務(wù)中的學(xué)習(xí)報(bào)告成績(jī)，記錄為該任務(wù)分?jǐn)?shù)的50%；

每次任務(wù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核成績(jī)，記錄為該任務(wù)分?jǐn)?shù)的50%；

7次任務(wù)考核總分，最終換算為100分，占期末總成績(jī)的40%；

學(xué)期期末以課程設(shè)計(jì)進(jìn)行考核，記錄為期末成績(jī)，滿分100分，占期末總成績(jī)的60%。

3.教學(xué)效果分析

任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法在程序設(shè)計(jì)類課程中的實(shí)施是逐步展開(kāi)的，到目前為止，已在本專業(yè)的三個(gè)年級(jí)學(xué)生當(dāng)中開(kāi)展過(guò)實(shí)踐。該方法在教學(xué)過(guò)程中，體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)有如下幾個(gè)方面：

3.1提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力

本科學(xué)習(xí)階段的學(xué)生，由于剛剛由接受型為主的高中教育，過(guò)渡到大學(xué)學(xué)習(xí)階段，許多學(xué)生的主動(dòng)性學(xué)習(xí)能力相對(duì)較弱，對(duì)未知領(lǐng)域知識(shí)的接受，帶有很強(qiáng)的畏懼心理。通過(guò)為學(xué)生提供課前的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓他們?cè)诎l(fā)散的、寬松的學(xué)習(xí)氛圍中，對(duì)知識(shí)有初步的了解，為進(jìn)一步的教學(xué)過(guò)程打好基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)因?yàn)閷?duì)教師所講內(nèi)容完全沒(méi)有接觸過(guò)，而產(chǎn)生的厭學(xué)情緒大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力

以小組為單位討論學(xué)習(xí)，并總結(jié)撰寫(xiě)學(xué)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生深刻體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題的樂(lè)趣。布置的任務(wù)如果單個(gè)人在短時(shí)間內(nèi)完成可能存在很多困難，但是，經(jīng)過(guò)合理分工后，分解后的任務(wù)實(shí)現(xiàn)的難度大大降低。同時(shí)，在團(tuán)隊(duì)中，各個(gè)成員相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，“先進(jìn)帶后進(jìn)”，讓許多學(xué)生的問(wèn)題在小組討論階段就得以解決。

3.3擴(kuò)大了學(xué)生接受知識(shí)的范圍

傳統(tǒng)的教學(xué)方式，由于課時(shí)的限制，對(duì)細(xì)節(jié)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)踐中的操作細(xì)節(jié)不能做詳細(xì)的講解，造成學(xué)生對(duì)某些問(wèn)題存有疑問(wèn)。任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法，在課堂教學(xué)之前就提供給學(xué)生學(xué)習(xí)的空間，使學(xué)生在不受教師講解內(nèi)容限制的情況下，對(duì)相關(guān)的知識(shí)就有了初步的掌握，再經(jīng)過(guò)教師在授課過(guò)程中強(qiáng)調(diào)和補(bǔ)充，進(jìn)而在實(shí)踐環(huán)節(jié)就可以完成對(duì)更多問(wèn)題的驗(yàn)證，大大擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)接收范圍。

3.4增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力

學(xué)生以完成教師布置的課程任務(wù)為目標(biāo)，參與任務(wù)中相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和最終實(shí)現(xiàn)，在實(shí)踐過(guò)程中，掌握了課程知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，也增強(qiáng)了操作能力。

當(dāng)然，在教學(xué)方法的實(shí)施過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些需要進(jìn)一步改進(jìn)的環(huán)節(jié)，例如課前布置任務(wù)進(jìn)行小組討論時(shí)，由于教師未參與學(xué)生討論，各小組討論的效果差別較大，要在今后的教學(xué)過(guò)程中采取一定的控制措施，例如提供基本的討論目標(biāo)。

4.結(jié)語(yǔ)

任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法在程序設(shè)計(jì)類課程中的成功實(shí)施，為同類課程的教學(xué)提供了參考。對(duì)于一些應(yīng)用性較強(qiáng)、領(lǐng)域較新的課程，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性是非常必要的，而任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)通過(guò)提供需要學(xué)生完全參與的學(xué)習(xí)任務(wù)，使得學(xué)生成為整個(gè)教學(xué)過(guò)程的主體，教師的主要作用調(diào)整為引導(dǎo)和糾正，同時(shí)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)互助潛力被充分挖掘出來(lái)。教學(xué)實(shí)踐充分證明，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式非常認(rèn)可，認(rèn)為在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，自身主動(dòng)思考的能力增強(qiáng)，通過(guò)討論獲得的知識(shí)比單純教師講授的內(nèi)容更容易理解和記憶，同時(shí)小組合作完成任務(wù)也鍛煉了每個(gè)學(xué)生表達(dá)思想、相互合作的能力，促進(jìn)了合理學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，在學(xué)生中間形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍?？傊?，任務(wù)引導(dǎo)式教學(xué)方法，充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，符合以學(xué)生為本的現(xiàn)代教育理念。

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上海海洋大學(xué)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（A1-0209-15-0301-14）