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《郑州科技学院优秀教学案例展示(四十八):以跨学科技能和多元思维导向的计算机语言类课程教学改革


2018年12月26日 06:59  点击:[]


信息工程学院 巨筱

计算机语言顾名思义是在计算机上使用的语言,是人类为了能使人与计算机间进行交流,专为计算机设计的语言,是以人类日常交流的语言为蓝本,变换成计算机可以读懂的信息符号。这些信息符号是按照一定的规则进行的编码,是人与计算机间特有的用来表达人的意思、交流思想的工具,并指导计算机进行信息的采集、分析、加工、处理、保存和利用等。计算机语言的种类非常之多,总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言三大类。目前通用的编程语言有两种形式:汇编语言和高级语言。高级语言是目前绝大多数编程者的选择。计算机语言教学是让学生掌握人为计算机设计的语言特征,学会计算机语言程序设计技能,培养学生的创新能力。教学过程首先是让学生端正思想,明确学习计算机语言的意义;其次是让学生明白学习计算机语言最终就是学会编写程序。然而,现在的计算机语言教学效果并不理想,如何改变这种现状,是我们思考的重点。

下面以一个教学案例为主说明运用跨学科技能和多元思维为导向的计算机语言类课程教学改革。“跨学科”即养成跳出法定界限的思维习惯再学会吸收多学科的知识,从每个学科总结出特定的思维模式,融汇贯通,以综合的整体思维进行思考和决策。“多元思维”简而言之即跳出点、线、面的限制,能从上下左右,四面八方去思考问题的思维方式。

一、计算机语言教学中存在的问题

在计算机语言的教学活动中,教师们普遍认为:计算机语言教学很死板,总是先介绍一条条语句的语法规则,再用例子讲解。大部分的教材大同小异,几乎千篇一律。现在的一些计算机语言教材,对教材中所有的习题及上机操作题都附上了答案,这对学生的学习并没有好处,容易将学生的编程思维套入一个固定的模式中,也给偷懒的学生创造了条件。为了了解学生是否真正掌握了所学的内容,教师们又要另出习题或上机题,这反而加重了教师的负担。学生们在学习计算机语言时,开始是怀着神秘、兴奋的心情。随着计算机教学内容的深入,有的内容需要记忆、思考,难度增大了,就感到兴趣不大了,调动不起积极性,觉得学习计算机语言很枯燥。即使是上机练习,也很无聊,只会照着书上的例子输入计算机,得出与书上结果一致的答案就算上机通过,并没有掌握语句的真正用法。有些学习较认真的学生,虽然书上的例子能看懂,但要独立完成编程题却无从下手,这些问题的出现,都与我们的计算机语言的教学方法有关。如果能找到一种有效的教学方法改变这种死板的教学模式,那学生将会受益终身,教学质量也会有一个很大的提高。

二、借助跨学科技能和多元思维,开展计算机语言教学

下面以在计算机语言教学中借助英语思维为例子来说明。在英语中语法是谴词造句的法则,是甄别句子正误的尺度,英语语法是用英语思维所涉及的第一个层面,也是最基本的层面,因为语法是帮助英语学习者在输入(听、读)过程中理解英语句子的主要手段,是在输出(读、写)过程中确定句子正误的主要标准。用英语思维就是在英语学习的输入(听、读)过程中获得正确、完整、有效的理解,在输出(说、写)过程中产生正确、规范、地道的表达。

1.逐步渗透,自然习惯

在英语教学中,对有些语法项目,教师不必大讲特讲,而只要把规则教给学生就行了。教师需要做的事就是设计各种情景,为学生提供使用这种规则的机会。比如。动词在一般现在时的第三人称单数后时词尾加“s”,名词复数时词尾加“s”。学生在这两方面常常出错,并不是教师讲得不充分,也不是学生不理解,而是学生使用这两条规则的机会太少了。教师讲上几十遍,不如学生在不同的情景中练上几遍。经常练,反复练,单项强化练,综合反复练,这样学生才会逐步形成习惯,掌握该语法。

同理,在计算机语言教学中,我们可以从某种计算机语言来窥视其他语言的概貌,比如说vb程序设计教学中,教师在讲输入输出时,只要告诉学生用输入框输入数据的格式是:InputBox(prompt[, title] [, default] [, xpos] [, ypos] [, helpfile, context]) ,然后给学生讲清楚每个参数的含义,接下来就是教师设置不同的情景,让学生不断的练习,反复强化,这样学生形成习惯了,对这种语法格式有了概念,下次让输入数据时,学生就有了思维。

2.提炼句型,列出公式

对有的语法项,教师采用句型或公式套用的方式比单纯讲练效果好,而且节约时间。比如强调句式、直接宾语和间接宾语等,教师可在列公式以前引导学生观察和分析例句,列公式时同时讲清各部分的语法功能和意义。强调句式:

It is/was+(被强调部分)+that/who+原句中其他部分。

直接宾语和间接宾语:

Give+sb(接受者)+sth(物)

Give+sth(物)+to+sb(接受者)

理解以后,学生就可进行套用。并进一步在教师设计的情景中运用。学生使用熟练以后,模式便牢牢地在学生头脑中定型了。有的公式可以用一个例句来识记,比如宾语补足语。教师通过例句讲清楚宾语及补语的特征以后,就可让学生替换使用。

在计算机语言教学中,比如在vb程序设计中讲到选择结构时,if结构有4中格式:

1) If…Then结构

2) If…Then…Else结构

3) If...Then...ElseIf结构

4) If语句的嵌套

教师在讲解的时候可以把它当成一种句型,对每一种用法,教师先讲用法,明确在什么情况下该用什么格式以后,学生就可以套用,在套用的过程中基本格式必须写对,否则计算机就不执行。     
3.练中有讲,及时点拨

语法教学要精讲多练。练要多还要精细,即教师应要求学生练中有悟,通过练对语法“融会贯通”。为此,教师要对学生及时点拨,帮助学生在练习中领悟。计算机语言教学是一门实践性很强的课程,一定要动手多写程序,通过写、通过思考才能有所进步。对于不同语言编写的程序而言,其实只是表现形式不一样,实际上内容的本质是完全一样的。因此,只需花三分之一的时间在语言本身的讲解上,而剩余三分之二的时间应当放到学生程序内容的考虑以及上机的调试上,应当给学生以更多的实践的机会。
   学生在学习的过程中,对课程的认识包括两方面的含义,一是理解,对课程内容的理解;二是应用,如何在自己的程序中加以应用,而应用是学生学习语言的最终目的。教师的职责是教给学生机器可以理解的语句和结构,但关键还是要让学生自己去实践。因此,要给学生提供各种不同的场景(问题),让学生体会在不同的场景中该如何与机器进行交流,即:如何写出能与计算机进行沟通的程序,让计算机帮助用户解决问题。通过对各种不同问题的尝试解决,不但有利于对计算机语言的熟练掌握,而且对计算机的工作流程以及特点也会有更深的体会。

4.避免思维定势,培养创造性思维

要避免学生的思维定势,在英语教学中应进行一句多译练习,从某种意义上讲,一句多译是翻译练习的另一种形式。运用多种句式表达同一个意思是英语综合运用能力的一种体现。许多学生在英语写作时受汉语负迁移的影响,往往喜欢按字面翻译,容易出现词语搭配不当、词性不分、句子结构不严密等问题。一句多译有助于学生体会和理解词汇的内涵与外延,训练学生思维的灵活性,最大限度地调动他们头脑中储备的词汇、句型和语法知识,是培养英语写作能力的有效途径。

在计算机教学中,对于同一个问题来讲,如果程序能够正确地解决问题,那么这个程序就是正确的,但是这个程序好不好,又有其他的因素制约,比如,程序的可读性,是不是容易让人理解;程序的结构,结构是否合理、符合逻辑;程序的执行效率以及程序所占用的存储空间等。因此,一个程序的好坏,衡量的标准有很多,而且并不是绝对的,可能不同的程序,优、缺点不同,适应的场合、对象也就不同。通常每个人都有自己独特的思维方式及视角,所以应鼓励每一个同学将自己对某一问题的考虑讲出来,不要局限于某种标准答案之中。应将不同的想法列出来,一一进行对比,找出不同的优、缺点,这对培养学生的创造性思维很有帮助,可以让学生看到相同的问题有不同的解决方式,并且能够理解不同解决方式的优缺点。

比如在vb程序设计教学中,求1-100之和可以用以下方法实现(1)Do While...Loop结构,(2)Do While...Loop结构,(3) Do...Loop While结构, (4)Do...Loop Until结构, (5)GoTo语句实现, (6)使用While...Wend结构.一道题,用多种方法实现,学生不会感觉陌生,而且多种结构的使用也学会了,思维会更加开阔.

总之,要教好计算机语言,关键在于激发学生的学习兴趣,让学生主动、愉快地学习,满足他们的求知欲,引导学生以跨学科技能和多元思维为导向,这样才能取得良好的教学效果。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。只有亲自动手、亲自实践,才能真正体会到语言编程的乐趣。除了平时的上机练习,更要有本课程的课程设计,来进一步加深对语言编程的练习,这将有利于培养学生的创造思维、独立分析问题和解决问题的能力以及培养学生实际编程的能力。

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