鄧瑞 劉 蓓 古麗茹·吐爾遜
[摘 要]新文科建設(shè)是未來教育發(fā)展的強(qiáng)大引擎,是實(shí)現(xiàn)“十四五”規(guī)劃及二0三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的必經(jīng)之路。與傳統(tǒng)文科建設(shè)不同,新文科建設(shè)強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的融合、交叉和創(chuàng)新,鼓勵(lì)培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維以及解決復(fù)雜問題的能力。為了推動(dòng)新文科建設(shè),全國各大文科院校近年來紛紛開展教學(xué)改革,并逐步將計(jì)算機(jī)編程教育融入文科專業(yè)的教學(xué)體系中。但目前以C語言程序設(shè)計(jì)為代表的編程課程在文科院校并未取得理想的教學(xué)效果。文章首先以問卷的形式對(duì)文科生C語言的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀及困境進(jìn)行了調(diào)查,然后在此基礎(chǔ)上從激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)計(jì)算思維、優(yōu)化學(xué)習(xí)模式等方面入手,對(duì)文科院校的C語言教學(xué)提出了一系列的改革策略,并就本課題的研究方向進(jìn)行了展望。
[關(guān)鍵詞]新文科;C語言;教學(xué)改革;學(xué)習(xí)興趣;計(jì)算思維;學(xué)習(xí)模式
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2022)11-0006-05
引言
隨著新科技革命的到來,人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)大量涌現(xiàn),這些技術(shù)不僅對(duì)人類生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了影響,而且推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)革命,改變了社會(huì)對(duì)人才的需求[1]。培養(yǎng)知識(shí)更復(fù)合、學(xué)科更融合、實(shí)踐能力更強(qiáng)的新型人才,逐漸成為我國社會(huì)發(fā)展的迫切需要和必然選擇。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展,教育部于2019年4月啟動(dòng)了“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0,提出全面推進(jìn)新文科建設(shè),開展跨學(xué)科研究,培養(yǎng)“文理兼通”的新文科人才[2]。全國各高校在教育部的指導(dǎo)下不斷優(yōu)化課程設(shè)置體系,將智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用計(jì)算、大數(shù)據(jù)等融入新文科教育中,培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和解決綜合復(fù)雜問題的能力。
近年來,作為互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)的基礎(chǔ)和核心,以C語言程序設(shè)計(jì)課程為主的計(jì)算機(jī)編程教育在文科院校及文科專業(yè)相繼開展,并逐漸受到重視。但在實(shí)踐中,教學(xué)效果并不理想。因此,學(xué)者從不同的切入點(diǎn)研究了C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革策略,包括改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法、調(diào)整教學(xué)實(shí)踐案例、改革評(píng)價(jià)方式 [3-4],設(shè)計(jì)基于微信小程序的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)[5]等。針對(duì)具體教學(xué)問題,如通用程序占比過高、案例程序之間缺乏聯(lián)系等,學(xué)者提出了以教學(xué)環(huán)節(jié)專業(yè)化為目標(biāo)的改革方案[6]、以實(shí)踐為導(dǎo)向的案例教學(xué)[7]、以“逐步迭代”為核心的項(xiàng)目式案例[8]等。但這些策略均是基于對(duì)理工科的教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)研及實(shí)踐總結(jié)提出的,并未考慮文科與理科在教學(xué)目標(biāo)、授課群體、基本學(xué)情等方面的差異,故難以直接應(yīng)用于文科教學(xué)改革中。文科生長期以來多以形象思維訓(xùn)練為主,這使其在編寫縝密的程序過程中遇到不少困難,在學(xué)習(xí)C語言時(shí)有心理障礙。為此,江國粹[9]提出淡化語言本身語句的介紹,并在分析程序和程序設(shè)計(jì)中貫穿算法設(shè)計(jì)思想。案例式教學(xué)與階梯教學(xué)相結(jié)合、傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式對(duì)提升教學(xué)效果有一定的幫助[10]。為了客觀準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求,以更好地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),李激、宗恒[11]面向偵查學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,但其調(diào)查樣本中除文科生之外,還包含53.1%的理科生,且調(diào)查問卷對(duì)課時(shí)、教材等相關(guān)問題的設(shè)置占大部分,其就此提出的改進(jìn)建議具有一定的應(yīng)用局限性。
本文結(jié)合態(tài)度的結(jié)構(gòu)理論[12],從文科生的認(rèn)知、情感、學(xué)習(xí)行為出發(fā),對(duì)課程重要性認(rèn)知、學(xué)習(xí)興趣、投入時(shí)間及學(xué)習(xí)阻力進(jìn)行調(diào)查,分析文科生群體在C語言學(xué)習(xí)中存在的問題,并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地提出涉及學(xué)習(xí)興趣激發(fā)、計(jì)算思維培養(yǎng)、學(xué)習(xí)模式優(yōu)化的文科院校C語言教學(xué)改革策略。
一、調(diào)查問卷結(jié)果及分析
本文對(duì)開設(shè)C語言程序設(shè)計(jì)課程的文學(xué)類專業(yè)本科生進(jìn)行匿名問卷調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容包含課程重要性認(rèn)知、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)投入時(shí)間、學(xué)習(xí)阻力5個(gè)部分。本次調(diào)查歷時(shí)2個(gè)月,共回收有效問卷145份。
(一)重要性認(rèn)知
學(xué)習(xí)態(tài)度中的認(rèn)知成分是學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)中特定對(duì)象的價(jià)值判斷。這種價(jià)值判斷決定了一個(gè)學(xué)生是否能夠體會(huì)或認(rèn)可學(xué)習(xí)本身的價(jià)值,即為什么要學(xué)習(xí)、學(xué)到有什么用處、是否值得努力去學(xué)習(xí)。而是否愿意接納學(xué)習(xí)活動(dòng)所具有的價(jià)值,就構(gòu)成了學(xué)習(xí)態(tài)度的認(rèn)知基礎(chǔ),并影響著學(xué)習(xí)態(tài)度。明確學(xué)習(xí)目的并確信所學(xué)知識(shí)的意義,是推動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)持久深入進(jìn)行的最強(qiáng)大的力量[13]。因此,我們首先通過“你認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言的重要性如何”這一問題對(duì)學(xué)生的認(rèn)知進(jìn)行調(diào)查。從調(diào)查結(jié)果來看,只有4.9%的學(xué)生認(rèn)為“不重要”或“非常不重要”(見圖1)。接著,我們對(duì)認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言重要的學(xué)生進(jìn)行追問“為什么認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言重要(多選)”, 有61.6%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言能提升就業(yè)升學(xué)方面的競爭力,60.1%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言有利于提升計(jì)算思維能力,52.2%的學(xué)生認(rèn)為編程是未來的一種必備技能,有半數(shù)以上的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)C語言有助于理解計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)制和原理,同時(shí)能為深入學(xué)習(xí)其他程序語言奠定基礎(chǔ)。這說明學(xué)生可以從C語言對(duì)自身的價(jià)值、能力提升及編程在未來占據(jù)的優(yōu)勢(shì)地位中認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)C語言的重要性。
但不可忽視的是,此次調(diào)查中還有非常多的學(xué)生(占學(xué)生總數(shù)的85.5%)反映C語言的學(xué)習(xí)對(duì)解決生活中遇到的問題沒有幫助,甚至還有26.8%的學(xué)生只想在這門高學(xué)分必修課獲得好的成績。這也暴露了他們被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)及自身 “學(xué)以致用”意識(shí)的薄弱。缺乏應(yīng)用意識(shí)導(dǎo)致他們難以從分析問題和解決問題的探索過程中獲取學(xué)習(xí)的滿足感和成就感, 無法激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和求知欲,從而形成一個(gè)感知心智活動(dòng)的良性循環(huán) [14]。
(二)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣表現(xiàn)在學(xué)習(xí)活動(dòng)中心理上的愛好和追求的傾向,這是推動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)機(jī),在教學(xué)中舉足輕重[15]。我國古代教育家孔子曾說過:“知之者不如好知者,好知者不如樂知者?!蔽覀儗?duì)學(xué)生“是否對(duì)C語言課程感興趣”這個(gè)問題進(jìn)行提問,調(diào)查結(jié)果如圖2所示。選擇對(duì)C語言“感興趣”或“非常感興趣”的學(xué)生占42.0%,選擇“不感興趣”或“非常不感興趣”的學(xué)生占13.1%,選擇“一般”的學(xué)生占比為44.8%。約翰·扎勒的RAS理論模型認(rèn)為,社會(huì)調(diào)查中的回答是個(gè)人關(guān)于某個(gè)議題的觀點(diǎn)或傾向中隨機(jī)抽取的一個(gè)樣本[16],即這種項(xiàng)目無應(yīng)答情況表明,他們可能某些時(shí)候?qū)φn程感興趣,某一些時(shí)候則不感興趣。為深入探究,我們?cè)O(shè)置了一道追問題,詢問選擇“一般”“不感興趣”“非常不感興趣”的學(xué)生不感興趣的原因。
結(jié)果顯示,缺少編程基礎(chǔ)、上手難度較大是學(xué)生對(duì)課程不感興趣的主要原因。調(diào)查顯示,有86.2%的學(xué)生表示在學(xué)習(xí)C語言課程前并無編程學(xué)習(xí)經(jīng)歷,這使學(xué)生心理上對(duì)學(xué)習(xí)編程存在畏難或抵觸情緒[10]。此外,與文科較為生動(dòng)有趣的形象思維訓(xùn)練不同,編程抽象、枯燥,對(duì)邏輯思維的要求很高,這使部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂[9],再加上其無法意識(shí)到作為工具的程序能夠助力學(xué)習(xí)、生活,他們對(duì)學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)的興趣因此受到影響。
(三)學(xué)習(xí)投入時(shí)間
在學(xué)習(xí)投入時(shí)間方面,除了課堂時(shí)間,77.9%的學(xué)生每周學(xué)習(xí)C語言的時(shí)間不足2小時(shí),平均每天不足半小時(shí)(以每周5天計(jì)算),甚至有11.0%的學(xué)生不學(xué)習(xí),只有9.7%的學(xué)生能保證每天學(xué)習(xí)30分鐘以上。
顯而易見,能夠保證投入充足時(shí)間學(xué)習(xí)的學(xué)生非常少??陀^而言,學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力重,課程和作業(yè)多,導(dǎo)致分配給C語言課程的精力和時(shí)間十分有限。主觀而言,在時(shí)間管理方面,學(xué)生缺乏有效利用碎片時(shí)間的意識(shí),不夠自律,因此,練習(xí)時(shí)間被壓縮。
(四)學(xué)習(xí)阻力
對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)C語言過程中遇到的學(xué)習(xí)阻力,我們以多選的形式進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果如圖3所示。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析可知,無法理解算法邏輯、無法獨(dú)立編程是學(xué)生最突出的兩大阻力。算法是解題方案準(zhǔn)確而完整的描述,算法邏輯是算法的核心。理解算法邏輯主要涉及以觀察、整理為特性的實(shí)證思維和以推演為特性的邏輯思維。相較于對(duì)算法邏輯的理解,獨(dú)立編程則需要運(yùn)用簡化、轉(zhuǎn)換、遞歸、抽象、分解、建模等多種方法完成從實(shí)際需求到程序語言的整個(gè)過程,是創(chuàng)造力、數(shù)學(xué)思維,算法思維、批判性思維、問題解決、合作思維和溝通技能的共同體現(xiàn)。但是部分文科生由于實(shí)證意識(shí)欠缺、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱、思維訓(xùn)練不夠,在理解算法邏輯和獨(dú)立編程中不可避免地會(huì)存在大量問題,直接影響其學(xué)習(xí)的效果。
編制的程序在投入實(shí)際運(yùn)行前,需要用編譯程序等方法進(jìn)行測(cè)試,修正語法錯(cuò)誤,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理性分析,如果包含邏輯、語法錯(cuò)誤,則要找出原因和具體的位置進(jìn)行調(diào)試,排除程序中的故障。然而,由于上機(jī)課時(shí)有限、課后練習(xí)不足、缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),文科生對(duì)引發(fā)程序報(bào)錯(cuò)的原因不了解,且不知道可以通過什么方式解決或向什么人求助。因此,上機(jī)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤不會(huì)調(diào)試也是不少學(xué)生遇到的一大阻力。
二、改革措施
(一) 多措并舉,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)是學(xué)生學(xué)習(xí)的前提。擁有濃厚的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)前進(jìn)和發(fā)展的重要內(nèi)在保障機(jī)制[17]。部分學(xué)生在C語言教學(xué)中存在學(xué)習(xí)興趣不高的問題,通過調(diào)查分析得知,認(rèn)知重要性與學(xué)習(xí)興趣有很大的關(guān)系。在認(rèn)為C語言課程“非常不重要”和“不重要”的學(xué)生中,沒有人對(duì)該課程感興趣,而在認(rèn)為C語言課程“重要”的學(xué)生中只有10.77%的學(xué)生對(duì)該課程不感興趣,認(rèn)為該課程“非常重要”的學(xué)生中,僅6.06%的學(xué)生對(duì)該課程不感興趣。認(rèn)為課程重要的學(xué)生趨向于對(duì)課程感興趣。這是由于在實(shí)際學(xué)習(xí)活動(dòng)中,基于對(duì)課程的積極認(rèn)知,學(xué)生從學(xué)習(xí)內(nèi)容中獲得新認(rèn)知,從而產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)部心理需求,各種促使學(xué)習(xí)態(tài)度形成的信息,便順利輸入到個(gè)體的情緒情感體系中[13]。對(duì)于認(rèn)為該課程“不重要”、對(duì)課程“不感興趣”的學(xué)生,我們需要注意在教學(xué)各階段通過啟發(fā)式教學(xué)使其認(rèn)識(shí)到課程的重要性。例如使用案例式教學(xué)法時(shí)可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),遵循實(shí)用性、適用性原則[3],使其認(rèn)識(shí)到編程能夠助力學(xué)習(xí)與工作,以增強(qiáng)其學(xué)科認(rèn)同感。而對(duì)于已認(rèn)識(shí)到課程重要性的學(xué)生,則可以針對(duì)其不感興趣的原因多措并舉,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。
1.祛魅:現(xiàn)身說法沖破心理障礙
入門階段,由于信息來源有限,課程難度大、學(xué)不會(huì)的觀念先入為主,開課前部分文科生普遍自我效能感較低,對(duì)自身能力存在錯(cuò)誤認(rèn)知。除此之外,他們對(duì)身份歸屬也存在錯(cuò)誤認(rèn)知。他們會(huì)認(rèn)為自己應(yīng)學(xué)習(xí)和其他文科生類似的課程,而不應(yīng)該學(xué)習(xí)編程類的典型理工科課程。這樣的認(rèn)知錯(cuò)誤導(dǎo)致了文科生對(duì)C語言課程的錯(cuò)誤態(tài)度[13]。認(rèn)識(shí)與理解是態(tài)度的基本要素。對(duì)他們的錯(cuò)誤態(tài)度,我們需要提供更可靠、更有接近性的信息來源,以此來幫助其形成對(duì)課程的全面客觀的認(rèn)識(shí)和理解。具體來說,可以邀請(qǐng)本專業(yè)高年級(jí)學(xué)生以小型沙龍、座談會(huì)的形式分享他們學(xué)習(xí)C語言的心得體會(huì),使文科生在開課前形成積極接納的態(tài)度,內(nèi)容包括但不限于:入門階段對(duì)課程的認(rèn)識(shí)和擔(dān)憂,學(xué)習(xí)過程中遇到的阻力和采取的對(duì)策,以及通過學(xué)習(xí)獲得的成功體驗(yàn)(如運(yùn)行成功的感受、編程應(yīng)用到學(xué)習(xí)工作中的優(yōu)勢(shì)),甚至對(duì)自己未來規(guī)劃的影響等。此外,開學(xué)“第一堂課”是學(xué)生和C語言的第一次近距離接觸,這不僅會(huì)影響學(xué)生對(duì)課程的總體印象,還會(huì)影響學(xué)生未來的學(xué)習(xí)效果。因此,我們有必要在“第一堂課”就告知學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的困難并給出相應(yīng)的解決方案,以消除其面對(duì)突發(fā)問題時(shí)無從應(yīng)對(duì)的恐懼,提升他們?cè)谖磥韺W(xué)習(xí)中的自信心。
2.奠基:先導(dǎo)模塊降低上手難度
調(diào)查顯示,相當(dāng)一部分學(xué)生表示編程上手難度大且枯燥抽象。這啟發(fā)我們,教學(xué)內(nèi)容需在對(duì)文科生信息素養(yǎng)和思維能力進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,從其原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā),進(jìn)行難度適中的教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化,以避免學(xué)生因上手難度大而喪失學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于涉及學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)之外的內(nèi)容,教師還需利用先導(dǎo)模塊予以鋪墊,以輔助學(xué)生完成對(duì)后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握,具體采用的方法可根據(jù)鋪墊內(nèi)容的難度來選擇。若內(nèi)容難度不大,可借助慕課平臺(tái)、云班課平臺(tái)或社交軟件上傳相關(guān)微課視頻、Flash動(dòng)畫、多媒體課件等學(xué)習(xí)資料以供學(xué)生在課前自學(xué);若內(nèi)容難度較大,則可在課上開設(shè)短時(shí)的 “專題知識(shí)小講堂”,以完善他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。與此同時(shí),先導(dǎo)模塊還可以設(shè)置互動(dòng)游戲作為引入,例如,在講函數(shù)的遞歸關(guān)系前,可組織學(xué)生參與漢諾塔游戲,在探究游戲策略過程中使其了解遞歸思想。這不僅有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)本堂課的好奇心與求知欲,還可改變學(xué)生對(duì)編程枯燥、抽象的刻板印象。
3.應(yīng)用:結(jié)合實(shí)踐增加價(jià)值認(rèn)同
對(duì)于自己認(rèn)同的學(xué)科,學(xué)生會(huì)懷有極大的學(xué)習(xí)熱情,在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較高的創(chuàng)造力,從而對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生積極影響,這樣的認(rèn)同很大程度上來源于學(xué)生對(duì)學(xué)科應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)。然而調(diào)查表明,相當(dāng)一部分文科生認(rèn)為編程不僅在日常生活中沒有用處,對(duì)未來就業(yè)和考研也沒有幫助。事實(shí)上,學(xué)習(xí)資源和實(shí)踐機(jī)會(huì)無處不在,我們應(yīng)啟發(fā)學(xué)生通過搜索文獻(xiàn)、查找書籍、實(shí)地探訪、深入訪談等形式有意識(shí)地尋找和生活緊密聯(lián)系的C語言應(yīng)用,并制作“編程賦能智慧生活”思維導(dǎo)圖,以培養(yǎng)并提升其編程應(yīng)用意識(shí)。
(二) 啟發(fā)式遞進(jìn)教學(xué),提升計(jì)算思維能力
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為。它包括涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[18],是多種思維的組合,對(duì)人的整體發(fā)展和終身發(fā)展具有重要意義。2010年,北京大學(xué)、清華大學(xué)等多所中國首批“985工程”建設(shè)高校發(fā)布的聯(lián)合聲明強(qiáng)調(diào), 要把培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的一項(xiàng)重要的、長期的和復(fù)雜的核心任務(wù)。2013年,教育部發(fā)表的《計(jì)算思維教學(xué)改革宣言》指出,以培養(yǎng)計(jì)算思維為切入點(diǎn)的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革將是大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的第三次重大改革。下面,我們將從計(jì)算思維的要素出發(fā),從操作層面對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)課程提出教學(xué)改革建議,以有效提升文科生計(jì)算思維能力,繼而化解其在算法理解、程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)試等方面存在的學(xué)習(xí)阻力。
1.分解與抽象:啟發(fā)式教學(xué),塑造學(xué)生“自頂而下”的思考模式
在中國,“啟發(fā)”一詞源于古代教育家孔丘的“不憤不啟,不悱不發(fā)”。所謂啟發(fā)式教學(xué),主要是以問題為中心,創(chuàng)設(shè)情境,并通過提示、刺激、引導(dǎo)等手段鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)探索,培養(yǎng)和提高學(xué)生邏輯思維能力的一種教學(xué)方法。啟發(fā)式問題本身的質(zhì)量是影響啟發(fā)式教學(xué)效果的重要因素。一個(gè)好的問題應(yīng)該是可以幫助學(xué)生真正學(xué)習(xí)到有價(jià)值的知識(shí),并讓學(xué)生在已經(jīng)掌握的知識(shí)基礎(chǔ)上,通過分析、思考、討論來解決對(duì)拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)有益的問題。與此同時(shí),研究表明,與生活貼近的教學(xué)情境,不僅能夠幫助學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí),而且有助于提升其思維的活躍度。因此,首先,我們應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種與實(shí)際生活相關(guān)的教學(xué)情境,其次,提出一些科學(xué)而有層次的問題來啟發(fā)學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生將原本復(fù)雜的具體問題進(jìn)行抽象與分解,最終獲取解決方案。在問題抽象與分解過程中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確把握問題的實(shí)質(zhì),從表面現(xiàn)象把握核心問題、解決需求,關(guān)注關(guān)鍵信息,忽略一些不必要的細(xì)節(jié),并啟發(fā)學(xué)生采用“自上而下”的方法,逐步將一個(gè)大問題拆解成許多容易理解與方便解決的子問題。對(duì)于每個(gè)子問題的求解,教師則應(yīng)積極培養(yǎng)學(xué)生的模式識(shí)別策略意識(shí),鼓勵(lì)其將該問題與以往解決的問題進(jìn)行對(duì)比,并將有用的解決經(jīng)驗(yàn)引入當(dāng)前問題的解決方案設(shè)計(jì)中,達(dá)到事半功倍的效果。
2.算法與編程:重點(diǎn)培養(yǎng)計(jì)算思維,淡化語言細(xì)節(jié)講解
C語言程序設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。所謂結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)就是使用三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造程序,使任何程序都可由順序、選擇、循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造,以保證程序?qū)哟吻逦?,便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。自然語言通俗易懂,不需要專門的訓(xùn)練,較為靈活,更為符合文科生的表達(dá)習(xí)慣。因此,在算法設(shè)計(jì)過程中,允許學(xué)生先利用自然語言去描述問題解決方案,即用日常生活中使用的語言來陳述問題解決的具體方法步驟,然后再利用算法流程圖或偽代碼將其轉(zhuǎn)化為符合編程思維且邏輯嚴(yán)密的計(jì)算機(jī)語言。這不僅有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,而且可以幫助學(xué)生跨越自然語言與計(jì)算機(jī)語言的鴻溝,完成自身的思維訓(xùn)練,從而最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和計(jì)算思維能力的教學(xué)目標(biāo)。與此同時(shí),在已知算法流程圖的基礎(chǔ)上,完成編寫代碼也不再困難,而成了水到渠成的事情。因此,在教學(xué)中教師還應(yīng)淡化對(duì)C語言中具體語法知識(shí)的講解,而應(yīng)重點(diǎn)介紹設(shè)計(jì)原則、邏輯推理、設(shè)計(jì)技巧、表示方法等,將大量精力投入到對(duì)算法的設(shè)計(jì)和表達(dá)上,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象能力、算法設(shè)計(jì)能力以及構(gòu)造算法思維方法的能力。
3.迭代與泛化:持續(xù)優(yōu)化逐步求精,培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力
在一個(gè)問題解決后,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生開展迭代思維訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)對(duì)算法的持續(xù)優(yōu)化。迭代思維是從數(shù)學(xué)引入計(jì)算機(jī)科學(xué)并得到發(fā)展的一種程序設(shè)計(jì)思維,其核心是持續(xù)優(yōu)化,強(qiáng)調(diào)不試圖一次性成功達(dá)成完美結(jié)果,而是在實(shí)現(xiàn)若干小周期循環(huán)改進(jìn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)大周期的循環(huán)改進(jìn)[19]。在算法迭代優(yōu)化過程中,教師可引領(lǐng)學(xué)生更深入地體會(huì)C語言的靈活高效、功能豐富和表達(dá)力強(qiáng)的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的迭代創(chuàng)新思維。同時(shí),基于文科生較理科生發(fā)散思維更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),教師還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想,思考同類模型及其變形對(duì)不同問題的適用性,培養(yǎng)學(xué)生歸納問題、把問題一般化的能力,提升學(xué)生用已有技能處理類似情境下新任務(wù)的近遷移能力。此外,教師還可以根據(jù)學(xué)生的接受程度,結(jié)合學(xué)生的能力水平,引入多線程設(shè)計(jì)的思想,在拓寬學(xué)生知識(shí)和技能面的基礎(chǔ)上,引領(lǐng)其對(duì)模型做更高層次的抽象,擴(kuò)展其創(chuàng)造可行的新奇模式和組合的范圍,培養(yǎng)學(xué)生在多種情境下創(chuàng)造性地解決問題的遠(yuǎn)遷移能力。
(三) 綜合實(shí)踐設(shè)計(jì),優(yōu)化學(xué)習(xí)模式
良好的學(xué)習(xí)模式意味著在有限時(shí)間內(nèi)能夠高效完成知識(shí)的吸收理解和運(yùn)用,形成良好的學(xué)習(xí)模式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著積極影響。針對(duì)本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的學(xué)生課后練習(xí)時(shí)間不足、實(shí)踐中屢屢受挫、缺乏應(yīng)用意識(shí)且能力不足等問題,我們從以下幾個(gè)方面提出教學(xué)改革建議,以優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)模式。
1.因時(shí)制宜,規(guī)范引導(dǎo):碎片化學(xué)習(xí)知識(shí),結(jié)構(gòu)化整合內(nèi)容
調(diào)查發(fā)現(xiàn),只有9.7%的學(xué)生能保證每天學(xué)習(xí)30分鐘以上,大部分學(xué)生用于練習(xí)的時(shí)間非常少?;ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代生活節(jié)奏日益加快,學(xué)生的時(shí)間被切割為碎片,但他們?nèi)狈τ行Ю眠@些時(shí)間的意識(shí)及能力,這導(dǎo)致他們整塊時(shí)間不夠用,零碎時(shí)間利用不起來,沒有充足的時(shí)間進(jìn)行編程實(shí)踐。因此,采取措施重塑他們的學(xué)習(xí)模式尤為重要?!八槠瘜W(xué)習(xí)”是能夠達(dá)到時(shí)間與空間平衡的一種新型學(xué)習(xí)模式。為構(gòu)建這一模式,我們可以將教材的知識(shí)點(diǎn)按專題進(jìn)行切分,以微課、視頻、闖關(guān)游戲等形式上傳重點(diǎn)知識(shí),設(shè)置定期打卡任務(wù),使學(xué)生能夠利用碎片時(shí)間夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。盡管碎片化學(xué)習(xí)能夠提高時(shí)間利用率,但也會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容的碎片化,降低學(xué)習(xí)成效。因此,在打卡任務(wù)的安排中要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地對(duì)“碎片化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容加以整合,使其利用碎片化時(shí)間攝取的內(nèi)容在頭腦中完成結(jié)構(gòu)化組織,既突出學(xué)習(xí)重點(diǎn),又做到系統(tǒng)全面,實(shí)現(xiàn)時(shí)間與內(nèi)容的和諧統(tǒng)一。
2.鞏固基礎(chǔ),強(qiáng)化交流:統(tǒng)籌學(xué)習(xí)資源庫,搭建智能化多維交流平臺(tái)
聚合共享學(xué)習(xí)資源,形成內(nèi)容豐富、形式多元的學(xué)習(xí)資源庫,有助于學(xué)生增進(jìn)對(duì)知識(shí)及案例的理解。學(xué)習(xí)資源庫內(nèi)容可以按照資源難度分為基礎(chǔ)編程能力訓(xùn)練與實(shí)踐應(yīng)用拓展兩類,基礎(chǔ)編程能力訓(xùn)練用于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的練習(xí),實(shí)踐應(yīng)用拓展則側(cè)重將實(shí)際問題抽象化并設(shè)計(jì)程序解決案例。資源形式有慕課視頻、經(jīng)驗(yàn)帖、Flash動(dòng)畫、多媒體課件等。學(xué)習(xí)資源庫要保持定期更新,實(shí)時(shí)推送,使學(xué)生能不斷獲取新知識(shí)。同時(shí),為了快速高效地解決學(xué)生在編程過程中遇到的困難,我們可以建立智能化多維交流平臺(tái)。一方面,平臺(tái)能夠智能識(shí)別學(xué)生的問題,并為其推送資源庫中匹配的相關(guān)專題。另一方面,開設(shè)討論板塊,實(shí)行積分獎(jiǎng)勵(lì)制,并將積分以權(quán)值的形式引入平時(shí)成績的計(jì)算中,從而鼓勵(lì)學(xué)生深入討論問題,互相答疑解惑。此外,教師應(yīng)該關(guān)注、監(jiān)測(cè)交流平臺(tái)的討論,及時(shí)對(duì)學(xué)生存在的疑難問題進(jìn)行解答。
3.以賽促學(xué),激發(fā)創(chuàng)新:舉辦模擬競賽,培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新精神
為了讓學(xué)生充分感受到代碼的魅力,驗(yàn)證其軟件設(shè)計(jì)和編程解決問題的能力,在講授完C語言的課程內(nèi)容后,教師可以組織學(xué)生在班內(nèi)組建團(tuán)隊(duì),舉辦“編程點(diǎn)亮生活,創(chuàng)新成就未來”的C語言程序設(shè)計(jì)模擬競賽,通過比賽增強(qiáng)學(xué)生的溝通、協(xié)作及創(chuàng)新能力等。賽前,教師要注意對(duì)學(xué)生選題進(jìn)行評(píng)估,結(jié)合學(xué)生能力共同探討實(shí)施可行性。教師在肯定項(xiàng)目意義價(jià)值的同時(shí),也要考慮項(xiàng)目的難度。過于簡單的項(xiàng)目可能無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,而過難的項(xiàng)目則會(huì)挫傷其積極性。在比賽中,教師應(yīng)鼓勵(lì)小組成員通力合作,以查閱文獻(xiàn)的方法尋求學(xué)習(xí)資源,相互討論,自主完成邏輯推理、算法設(shè)計(jì)、編譯、調(diào)試并生成可執(zhí)行程序的整個(gè)過程。最后,教師組織各個(gè)小組進(jìn)行展示與評(píng)比,表現(xiàn)優(yōu)異的小組不僅可以獲得期末免試資格,還可以去參與“太極杯”軟件編程大賽、中國大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽、ACM國際大學(xué)生編程競賽等比賽。
三、結(jié)語
本文以新文科建設(shè)為依托,對(duì)開設(shè)C語言課程的文學(xué)類專業(yè)本科生進(jìn)行問卷調(diào)查,并通過對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)C語言教學(xué)改革提出了三點(diǎn)建議,具體包括:多措并舉,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,助其沖破心理障礙;啟發(fā)式遞進(jìn)教學(xué),塑造 “自上而下”思考模式,提升學(xué)生計(jì)算思維能力;綜合實(shí)踐設(shè)計(jì),優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)模式,培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新精神。
由于目前國內(nèi)外關(guān)于計(jì)算思維的研究均處于起步階段,并不成熟,本文所提出的涉及計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)改革策略仍存在一些有待完善的地方。而計(jì)算思維在文科生學(xué)習(xí)C語言的過程中起著舉足輕重的作用,對(duì)文學(xué)類專業(yè)本科生計(jì)算思維的培養(yǎng)將是新文科背景下跨學(xué)科建設(shè)中的題眼。因此,未來我們將密切關(guān)注計(jì)算思維的最新研究成果,繼續(xù)深入探究更為完善、高效的計(jì)算思維提升策略。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 樊麗明,楊燦明,馬驍,等.新文科建設(shè)的內(nèi)涵與發(fā)展路徑(筆談)[J].中國高教研究,2019(10):10-13.
[2] 央視網(wǎng).教育部啟動(dòng)“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0[EB/OL].(2019-04-30)[2021-03-21].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/jyzt_2019n/2019_zt4/tjx/mtjj/201906/t20190619_386519.html.
[3] 張玨,劉美玲,李波.非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2019(22):173-174.
[4] 蔡蓓蓓,陳峰,蘇紅衛(wèi).《C語言程序設(shè)計(jì)》課程問卷調(diào)查分析及改進(jìn)措施[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2020(17):82-83.
[5] 張曉蘭,陳奮.基于微信小程序的“C語言”移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào),2020(10):57-60.
[6] 李霞.基于專業(yè)應(yīng)用的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代,2019(2):95-97.
[7] 呂勇,王詩頌.以案例為導(dǎo)向的C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)探討[J].電子世界,2020(23):35-36.
[8] 巨同升. C語言教學(xué)中的“逐步迭代”項(xiàng)目式案例設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通, 2020(11):229-230.
[9] 江國粹.高職文科生C語言教學(xué)研究[J].宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào),2011(2):136-139.
[10] 湯?,|,胡秋玲.文科生計(jì)算機(jī)程序語言教學(xué)研究[J].湖南第一師范學(xué)院學(xué)報(bào),2012(3):78-80.
[11] 李激,宗恒.政法院校面向偵查學(xué)專業(yè)的C語言教學(xué)調(diào)查分析[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2015(19):97-99.
[12] 李小平,郭江瀾.學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)行為的相關(guān)性研究[J].心理與行為研究,2005(4):265-267.
[13] 陶德清.學(xué)習(xí)態(tài)度的理論與研究[M].廣州:廣東人民出版社,2001.
[14] 丁發(fā)紅.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在“C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].科技視界,2020(25):104-105.
[15] 胡象嶺.物理學(xué)習(xí)興趣量表的設(shè)計(jì)與試測(cè)[J].課程·教材·教法,1996(2):30-32,13.
[16] J.Zaller.The Nature and Origins Of Mass Opinion[M].Cambridge University Press,1992.
[17] 林培錦.勒溫場理論下當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)探究[J].中國大學(xué)教學(xué),2015(6):67-71.
[18] J.Wing. Computational thinking [J]. Communications of the ACM, 2006(3):49.
[19] 鐘柏昌,李藝.計(jì)算思維的科學(xué)含義與社會(huì)價(jià)值解析[J].江漢學(xué)術(shù),2016(2):88-97.
[責(zé)任編輯:陳 明]