在程序设计教学中情境体验的应用分析
- 作者:admin 来源:网络 日期:2008-12-20 2:01:44
- 摘 要：本文结合多年来从事程序设计的教学经验以及C程序中的具体案例，总结出了五种常用的体验式教学模式，分析了各种模式的运用环境并对目前情景体验式教学在实际操作中遇到的困难进行了反思。
关键词：程序设计；情境体验；教学模式
1 引言
目前在我国，各高校除计算机专业以外，非计算机专业本着育人的观点，也陆续开设了程序设计课程，学习基础的程序设计语言，如C、C++或VFP等，旨在培养学生的信息素养和信息能力，为未来的发展打下基础，以适应21世纪社会对复合型人才的要求。然而目前程序设计教学的现状却不容乐观。笔者从多年从事程序设计教学经验中发现，学生对程序设计充满了畏惧，认为程序设计难懂，学难致用，并因此沮丧，失去学习的兴趣，而教师也因为学生连最基本的程序结构都不能掌握而感到失望，丧失教学的热情，“难学”、“难教”成为师生的共识。究其原因，主要由于程序设计课程所采用的仍然是传统的知识传授方式，这种教学方式偏重于“教”，忽略了学生作为学习主体的心理特征，使得程序设计低效难教的现状得不到改善。本文将从建构主义学习理论出发，将学生的学习与一定的情境相联系，通过创设符合教学内容要求的问题情境和提示新旧知识之间联系的线索，激发学生的求知欲望和好奇心，调动学生思维的积极性。http://www.dxlww.net代写论文网
2 情境体验式教学模式的构建
传统教学是以教师、课堂、课本为中心，运用“传授知识——接受知识”的教学模式。构建主义认为：恰当、适宜的环境能有效激发人的热烈情绪，提高活动的质量和效果。情境体验式教学是针对某一知识点，通过一定的情境设计即利用音乐、道具、特定的游戏，引导创造出场景，把学习主题与学生的生活实际结合起来，师生运用协作探讨的方式进行切入性的深层分析，用直观的形式让学生自己感受、吸收、领悟理念和知识。体验的目的在于引出教学任务，将学生的注意力吸引到学习任务中来，引起他们对学习目标的注意和兴趣。本文以C程序设计教学为例，结合具体案例谈谈如何构建生动的情境体验。
2.1 以生活实例展现教学情境
程序设计对学生来说是一门陌生的课程，他们没有使用程序设计解决问题的生活经验，所以，学生经常会觉得比较抽象，不知道什么时候可以使用，甚至觉得学习这门课程没用。教师可以引导学生使用程序设计解决实际问题。例如：我们打开电脑登录系统时或在ATM取款机上取钱的时候，通常需要输入密码进行验证，以防别人使用自己的帐号或银行卡。那么，这个密码校验程序又是如何实现的呢？可以先请同学们讨论一下密码校验的过程，这是大家日常生活中很熟悉的事情，所以同学们兴趣大增，积极地讨论分析着校验过程：用户根据提示输入密码，然后系统进行密码校验，如果密码正确，用户就可以进行新的操作；如果密码错误，系统就会显示出错信息，提示用户再次输入，系统再次校验……通常用户可以输入三次密码，三次中只要有一次是正确的，就可以继续操作，如果三次都错了，通常卡就会被锁定。那么，这些功能是如何通过计算机程序实现的呢？对于密码校验，生活中经常碰到，但大家都是在机械地使用，也许从来没有考虑过校验过程的实现，这就需要教师引导学生问个“怎么样”，进行算法设计和深入学习。在成功的体验中，也增强了对程序设计课程学习的兴趣。
2.2 以趣味性的故事体验教学情境
兴趣是最好的老师，是学生主动学习的力量源泉。探究教学倡导学生主动探究，那么，就需要调动起学生学习的兴趣。面对枯燥的C语言语法和难懂的算法，教师可以通过趣味性的问题来引起学生学习的兴趣。例如，在讲循环时，可以给他们讲这样一个故事：从前有个贪婪的财主，经常欺负穷人，一个聪明人决定替大家出口气，想出了一个整财主的办法。他来到财主家，说要跟他做个交易：财主一天给他0.01元，第二天给他0.02元，第三天给他0.04元，第四天给他0.08第五天0.16元，依此类推，每天给的钱是前一天的两倍，这样持续一个月。在一个月中，他每天都给财主100元。规则就是这样，财主听完，眼睛转了几圈觉得这肯定是一个赚钱的交易，所以很快就同意了。同学们刚听完这个故事，都议论着，“这样也叫聪明人啊，简直是个笨蛋”，“毕竟是财主啊，真是精明”。此时看同学们都兴趣盎然，提醒同学们看看交易的进展情况。刚开始的几天，财主是每天都乐呵呵的，可是越往后，财主需要付出的钱越多，后来把所有家产都输给了那个聪明人。对于故事的结果，大家都很诧异，于是，老师鼓励大家编程计算一下财主和聪明人一个月后各得了多少钱，用程序结果来检验故事结果的真实性，同学们便会很有兴趣的编写起这个程序来。
2.3 利用多媒体体验教学情境
人类的学习由一系列内部心理操作过程组成，外部的教学刺激对这些内部的心理起着激发和促进的作用。实践表明，在教学中结合形象直观的事例或图形讲解概念，可以充分发挥学生的形象思维能力，不但易于理解和掌握，而且印象深刻，能有效地提高学习效率。因此在程序设计教学中可利用多媒体代替传统的板书，将文本、图像、声音、动画结合起来，使抽象的内容变得形象生动，学生通过多种感官来获取知识，完成认识上从具体到抽象的思维飞跃，从而形成相关的概念。
例如：程序设计中一个基本的概念是变量，想要用程序来解决实际问题，在编程中就一定会涉及到具体的数据和变量。变量是用来存储数据的，定义变量时，系统为每一个变量分配存储单元，存放在存储单元中的数据可以不断地取出来使用，后存放到存储单元中的数据将覆盖原来存放在该存储单元中的数据。对于变量的这些特性，用板书讲解时，学生看不到存储单元，没有直观的体验。因此在教学中可以用PowerPoint或者Flash制作变量在内存中存储的示意图，利用动画效果展示内存单元存储值的全过程，当给一个变量赋值时，学生可以看到一个数据存放到内存单元中的情况，当取出其中的值来参加运算后，学生也可以看到，内存单元中的值仍然存在，并没有消失，当重新给变量赋值时，学生可以清楚地看到，原来存储单元中的值被新值取代了。
2.4 创设陷阱探究教学情境
创建陷阱式教学情境，可以使本身枯燥的语法和难以记忆的规则理解更加深刻，促使学生情绪高涨，积极思维。例如：我们数学里所熟悉的等号和C语言中的赋值号“＝”写法相同，而C语言中的等于号应该是“==”。初学C语言的学生经常把这两种符合混淆起来，于是，创设了这样的情境：
T：今天我们来做一个小游戏，测试一下大家是否心有灵犀。测试是通过我们编写的一个程序进行的，同桌的两个人为一组，两人各自在小纸条上写一个整数交给我，我把两个数字分别输入程序测试，如果两个人写的数字一样，屏幕上就会显示“心有灵犀”的字样，否则就会显示“心无灵犀”。那么，大家想想这个程序该用什么结构的语句实现呢？http://www.dxlww.net代写论文网
S：选择结构。
于是，老师在电脑上编写了这样一个C语言程序：
#include“stdio.h”
main()
{
int a，b；
sacaf(“%d%d”，&a，&b)；
if(a=b)printf(“心有灵犀”)；
else printf(“心无灵犀”)；
}
T：程序写好了，大家看看有没有问题啊？
S：没问题，正确！
同学们很积极地把写好的纸条递给老师。很快，大家就发现问题了，不管输入什么样的两个数，屏幕都会显示“心有灵犀”。于是，师生一起寻找出错的原因，探究学习也就自然地开始了。当他们找出错误的原因时，不仅会获得巨大的满足感，而且对产生错误的原因也更加深刻。
2.5 以问题解决为中心的情境体验模式
传统的程序设计教学中，每个环节都由教师控制，无论是教学目标的制定，还是教学进度、方法等皆由教师决定。教学始终按照从概念到算法，再到语法的步骤，很少有学生主动参与的问题解决活动，学生始终处于被动地位，即使有个别问题，教师为了节省时间，加快进程也常常自问自答，不给学生思考的时间。
以问题解决为中心的算法教学模式顺应学生的认知规律，注重学生的主体性以培养学生的实际编程能力为目标，讲课顺序不是从概念、语法再到程序设计例题，而是直接从问题入手，启发学生思考，引导学生在问题解决中构造算法进而掌握相关的概念、语法、功能及应用。这样不仅能发挥学生的主体性，培养学生的好奇心与创造力，还能使学生学会学习，成为有效的问题解决者。例如：要求学生编程实现输入三角形的三条边a， b， c，计算以这三个数为边长的三角形面积。教师可以适当进行提示提问，①输入的三条边能否构成三角形？②已知三边长，三角形面积该如何求呢？这就要结合中学时的数学知识，对于问题①用数学语言来描述为：两边之和大于第三边。那么用程序语言该如何描述呢，应该采用哪一种程序结构？顺序、选择还是循环？程序结构知道了，下一步就是根据数学公式计算面积。这样，逐步对学生进行提示和引导，可以使学生的思维一直处于活跃状态，而不是直接将答案告诉学生。
随着教学经验的积累，还有多种情境体检的方法，例如：以游戏再现教学情境，可以使严肃的课堂和烦闷的学习变得轻松而有趣。情境的设置是为教学服务的，因此情境的设计要考虑教学内容和教学目标，做到有的放矢，创设具体情境时，要遵循学生身心发展规律，利用学生已有的经验，在设计情境时要考虑学生的理解程度、盲点和误区。
3 情境体验式教学模式的反思
良好的情境教学模式是进行有效程序设计学习的催化剂，在教学效益方面具有独特的优点，也有很强的可行性，但在实际操作中却会遇到如下的一些问题：
(1)情境体验式教学方法并不适合所有的教学内容，对于知识点较多、情境比较复杂的内容就不宜运用。例如：指针这一章节中在讲解二维数组的指针和二级指针时，就难以找到比较合适的情境来体验这些概念。
(2)情境体验式教学设计的素材要注重平时有意识的积累，要借助于现代的信息技术手段，为了增大课堂信息的容量，常用的投影、幻灯片等简单的教学手段有时很难达到体验式教学所要求的条件。
(3)情境体验式教学是一种启发式的教学方法，这种方法对于编程能力较弱的非计算机专业学生来讲是最容易接受的，但由于这些专业程序设计课程的课时量相对较少，所以运用这种教学方式教学有时会影响教学进度，导致整体教学任务难以完成。
(4)传统的评教体系已不适应，应采取更为有效的教学评价方法。新的评价方式重在学生个体评价，要注重对学生的能力、情感、态度、价值观的评价，结果和过程同等重要。因此，传统的专家评教方式，即侧重于课堂纪律，教师板书是否工整以及是否按大纲要求授课等评价标准对体验式教学模式很不利，影响教师工作积极性。
(5)情境体验式教学中，教师与学生都比过去更积极、更主动。教师由过去的知识权威变为平等的参与者与协作者，教师的作用不仅体现在知识的传授上，而且体现在掌握学生的实际状况，根据实际状况和教学主题设计活动方案上。教师的主导作用没有消失，而是体现在备课中以及课堂上针对学生的发言、表现灵活调控的能力上。这对教师的教育教学能力提出了更高的要求。
4 总结
从以上的实例中我们发现：生活实例情境体验模式，体现了程序设计与现实生活的相关性，使学生主动参与探索讨论；趣味性情境体验模式，引导学生积极思考，由被动学习转化为主动学习；多媒体情境体验模式，增加情境的真实性和生动性，吸引学生的注意力；陷阱式情境体验模式，使学生对语法和规则的理解更加深刻；问题式情境体验模式，让学生学会思维，掌握有效的思维策略。情景体验式教学有效激发了学生的参与热情和创造精神，锻炼学生的实践能力，提高了课程的教学质量。但目前情境体验式教学的实践和完善还需要大量的工作，设计者不仅要把握教育教学的规律，还应深入研究学生的心理状态，学校应支持教师做出大胆的尝试，建立健全相应的制度和设施，情境体验式教学将成为创新教学的主流。http://www.dxlww.net代写论文网
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