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關鍵詞:CDIO;計算機文化基礎;教學改革;高職
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2016)22-0025-02
一、前言
“計算機文化基礎”在高等教育中的每一個專業都將開設,是一門必修的公共課。該課程傳統的教學模式是教師講完基礎知識點之后,大學生結合上機進行實訓鞏固。這種教學模式沒有針對性,大學生的學習興趣低,教師也無法有效地掌握大學生的學習情況。因此,導致課堂教學滿堂灌,上機實踐課也只是依葫蘆畫瓢,大學生沒有自己的主見,也不知道自己操作的目的,缺乏創新性,不利于培養高素質的應用型人才。
二、傳統“計算機文化基礎”的教學現狀
當前,絕大多數的高職院校都將“計算機文化基礎”作為一門必修的專業公共課寫入到學院教學培養方案中。據了解,大部分高職教師在此課程的教學過程中仍然采用傳統的教學方法,即教師先講知識點,然后學生上機實訓。這種傳統的教學模式往往只注重計算機基礎理論知識的講授,所舉的例子往往也只是為了驗證理論知識而設計,沒有目的性和針對性。章節內容各知識點之間一盤散沙,缺乏有效的前后聯系。在這樣的課堂上,教師通常會以講授和簡單的練習作為和學生互動的教學手段,缺乏和實際應用的密切結合,導致的后果是學生只能被動地接受書本中的知識,不能激發學生的學習主動性,學生在上課時往往會感到內容枯燥無味,而碰到具體實際問題時卻又無從下手。目前,對于高職院校的學生來說,他們在入校之前大部分已經接觸過計算機基礎知識,對其中的部分內容已經了解卻不甚精通。因此,這種傳統的教學模式造成學生上課注意力不集中,對知識點的掌握似是而非。為了解決這種困境,提高課堂教學效率和學生的學習積極性,有必要對此課程進行教學改革。
三、CDIO項目理念
在“計算機文化基礎”課程教學中,可以借鑒CDIO理念,吸引學生的學習興趣,提高學生的自主學習能力、邏輯思維能力及創新能力,提升課堂教學效率。CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果,其創始人愛德華?克勞利因創立CDIO這一深度影響全球的創新人才培養模式而獲得美國國家工程院(NAE)“戈登獎”。CDIO中的C代表構思(Conceive)、D代表設計(Design)、I代表實現(Implement)、O代表運行(Operate),它的工作周期是從產品研發到產品的運行,以其生命周期為載體,讓學生以積極主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行專業學習。按照CDIO的培養大綱要求,在實施過程中將學生的知識能力分為四個方面,分別為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力以及工程系統能力。這樣,就以綜合的培養方式促使學生在這四個層面達到預定目的。
四、CDIO項目化教學模式在“計算機文化基礎”課程中的實施
現在大多數的高職院校多媒體設備齊全,教學設施相當先進,上課基本也是采用多媒體教學環境,為實施CDIO項目化教學模式奠定了良好的基礎。在“計算機文化基礎”課程教學中借鑒CDIO理念,按照“構思、設計、實現、運行”的步驟,對整本教材進行工程項目的改革,將一個大的項目分解成多個包含各章的知識點的小項目。這樣,就可以使學生在學習過程中掌握各個項目的知識,提高自身能力,然后用這種能力來解決實際問題,從而提高學生對知識點的延伸和應用創新能力。
以石油大學出版社出版的“計算機文化基礎”為例,首先對整本書進行模塊化設計。根據教學大綱的要求,設置九個模塊,并設置漸進性與融合性的知識點,同時注意項目內容和實際應用相融合,這樣有利于項目化教學的開展。其次,課堂教學依項目進行。按照CDIO的理念重構教材內容,以學生應用項目為主體,把教學內容融入到一個個項目中,每一個項目都按照“構思、設計、實現、運行”的步驟組織實施。在課堂教學中,不是直接把項目的實施方案教給學生,而是啟發引導學生按照“構思、設計、實現、運行”的思路主動思考,提出解決問題的方案,自主學習課本上沒有的相關知識,以項目組的形式集體完成整個項目。再次,實踐教學拓展項目采用小組合作的方式承擔實訓項目,按照“構思、設計、實現、運行”步驟組織項目實施。項目完成之后,不僅要求學生寫出書面總結,還要進行口頭匯報與答辯。最后,課程考核多樣化。將課程考核貫穿于整個教學過程,最終的考試成績將包含學生的卷面成績、實訓成績以及平時各項任務的表現。
具體教學過程設計中教師工作流程如下:確定項目內容確定項目目標整合教學知識點項目實施過程。
具體教學過程實施流程如下:提出項目具體要求和目標小組分工老師講述項目所需知識點具體實施分組完成小組匯報老師點評知識點拓展總體展示成果評價。
通過這樣的教學模式,學生可以邊實踐、邊學習、邊思考、邊總結,增強自己處理同類問題的能力,同時積累實際操作的經驗,養成良好的學習習慣。從項目描述至項目實現部分,均對各單元的知識點進行了清晰的講解,對于項目中沒有涉及的知識點均以拓展知識的形式出現,方便學生以后學習與使用,使學有余力者可以進一步掌握軟件的應用技巧,引導學生逐步建立自主學習、終身學習的意識。通過總體展示教學成果,使學生能夠鞏固所學知識與技能,對自己的學習成果予以評價,并為后續學習做好必要的準備。以山東凱文科技職業學院公共基礎課程“計算機文化基礎”作為突破口進行教學模式改革之后,我院高職課程教學現有模式得到大大的改進,同時,它也促進了高端技能人才的培養。該模式在我院得到推廣之后效果明顯,以今年我院學生在期末測評中的表現來看,該課程在整個教學過程中的積極性得到明顯提高,學生的學習興趣比以往更加濃厚。通過上機實踐測評發現,學生在實踐教學過程中的分析問題、解決問題的能力得到大幅度提升。通過對教材模塊化進行改革,學生課程考核的通過率達到90%以上,學生的實際應用能力得到明顯增強。
五、結束語
通過“計算機文化基礎”課程的改革,發現在教學過程中引入CDIO之后,教學目標由過去的“學科導向”變為“項目導向”,把“學以致考”變為“學以致用”,在教學內容上由“強調學科知識的完備性與系統性”向“注重項目訓練的系統性與完整性”轉移,在教學方法上由“注重知識的傳授”向“注重學生能力培養”轉移,較好地實現了在高職公共課培養方案中把培養高技能型專門人才作為教學目標的要求。
參考文獻:
[1]婁建瑋.CDIO教育理念在高職《計算機文化基礎》教學中的應用[J].濰坊高等職業教育,2011(03).
[2]袁良鳳.基于CDIO理念的高職計算機應用基礎教育人才培養模式探索[J].廣西教育,2012(09).
[3]李清平.CEC-CDIO模式下的高職計算機網絡技術專業教學改革[J].職業教育研究,2013(02).
[4]張文碩,張有志.以學生科技競賽為切入點探索引入CDIO的高職教育新模式[A].第2屆高等教育科學與工程課程研討會論文集[C],2012.
[關鍵詞] 計算機語言 程序設計 學生
語言是人類所特有的用來表達意思、交流思想的工具,由語音、詞匯和語法構成一定的系統。計算機語言顧名思義是在計算機上使用的語言,是用于編寫程序的開發工具,人們把自己的意圖用計算機語言編寫程序,輸入計算機,告訴計算機完成什么任務以及如何完成,達到人對計算機進行控制的目的。計算機語言的種類非常的多,總的來說可以分成機器語言、匯編語言、高級語言三大類。目前,計算機語言發展速度非常快,種類非常多,怎樣在短短的一個學期內上好這門課呢?
一、明確教學目的
教師首先應該明確教學目的。這一學期讓學生明白都學什么。計算機語言教學是讓學生掌握計算機語言的語言特征,學會用計算機語言進行程序設計的技能,培養學生的獨立思考能力和一定的自主創新能力。教學過程首先是讓學生端正思想,明確學習計算機語言的意義;其次是讓學生明白學習計算機語言最終就是要學會用語言來編寫程序,為實際工作服務,為人類服務的。而不是死摳那些語法。培養學生利用計算機分析問題和解決問題的能力以及邏輯思維能力。
二、關鍵是注重計算機思維培養
學生畢竟以前從來都沒有接觸過計算機語言課,一些解題的思維還停留在高中階段。形象化方法在教學中作用高級計算機語言雖然同我們生活中自然語言有很多相近的地方,但它畢竟不是自然語言,尤其對于初學者,更是很難在短時間內完全接受和理解。在實際教學中發現有些學生對一些簡單的編程問題就是不知從何下手,沒有所謂的“計算機思維”,缺乏對基本的計算機關鍵是注重計算機思維培養所以教師應該注重培養學生的計算機思維。在講課中,應集中精力對章節的知識結構進行詳細闡述、對所要解決的實際問題進行深入剖析,不應花太多的時間放在對語句語法的過多講解。當遇到實際編程時,需積極引導學生把“要想干什么”的問題,直接轉化為“要解決什么”的問題。當問題確定以后,必須選擇正確的算法。當然,計算機編程中的算法和數學中的算法存在很大區別,需要教師對學生們的計算機思維進行長期而有針對性的訓練和培養。
三、程序設計的教學要考慮“縱”、“橫”、“豎”三個方面
這里所講的“縱”向是指代表語言學角度;“橫”向是指計算機角度;“豎”向是指數學邏輯角度。這三個方面的交叉點即為語言的一個知識點。每個語言知識點要按四個角度進行講解:(1)含義及書寫格式;(2)功能和執行;(3)限制與注意點;(4)應用舉例。一本程序設計的書看到的無非就是變量、函數、條件語句、循環語句等概念,但要真正能進行編程應用,需要深入理解這些概念,在理解的基礎上應用,不要只簡單地學習語法、結構,而要吃透針對這些語法、結構的應用例子,做到舉一反三,觸類旁通。
例如,Visual foxpro中的do while…..enddo結構的講解,可以按如下步驟進行:
(1)含義及書寫形式
Do while
Enddo
(2)功能和執行
1判斷條件表達式的值,若為真,則往下執行,否則退出循環。
2執行命令行語句
3重復步驟1和2
(3)限制與注意點
1 do while語句和enddo語句必須成對出現,缺一不可。
2在書寫時,do和while之間有空格,end和do之間沒有空格。
(4)應用舉例
例1:求1+2+3+……+100的和
Sum=0
I=1
Do while i
Sum=sum+i
I=i+1
Enddo
@2,30 say “和=”
@2,40 sum
例2:求2+4+6+…..100的和
Sum=0
I=2
Do while i
Sum=sum+i
I=i+2
Enddo
@2,30 say “和=”
@2,40say sum
執行這兩個程序并比較他們之間的區別。
四、知識性和趣味性的結合
常言道:興趣是最好的老師。興趣是培養學生程序設計能力的前提,興趣是學生參與的第一步。孔子說的好:“知之者不如好知者,好知者不如樂知者。”在計算機語言教學中,普遍存在學生對整個語言學習不夠重視的情況,很多學生認為反正將來自己不會吃編程這碗飯,從思想上就輕視語言課的學習。另外由于計算機語言自身的抽象、枯燥,語法規則繁瑣難記的特點,學生的學習興趣普遍比較低。再加上課本知識的連貫性非常緊密,前一節的內容沒有弄清楚的話,后面的內容將很難進行,如果學生有一節沒有聽懂,后面的內容就更難聽懂,他們就更不愿意聽講,除個別自學能力強愛學習的學生會自己去鉆研或請教老師,把不清楚的地方搞清楚,而那些自學能力不強或者自覺性比較差的學生,就可能會因為上課聽不懂,而不愿意聽講,課后不看書,這樣越不聽講,越不懂,越不懂,越不愿意聽,形成一個惡性循環,最后造成放棄這門課程的學習,很是可惜。因此,在程序設計教學中,教師要積極開展和體現程序設計語言的“新奇”,以激發學生的興趣。既要讓學生知道計算機能干什么,有哪些奇特的功能,還要通過程序設計方式來實現一些趣味的內容。
五、程序設計課堂應強調以學生為中心
建構主義的觀點認為,學習不是知識經驗從外到內的輸入過程,而是學習者通過新舊知識經驗之間充分的相互作用而“生成”自己的知識的過程,學習要以學習者為中心。這是因為:(1)學習者已有的認知結構是新知識得以生成的前提和基礎。(2)新知識的“生成”是通過學習者積極主動的加以活動完成的。(3)學習者需要對學習活動積極主動地進行自我計劃,自我監視,自我評價和自我調節。教師應該對所學習內容進行設計,設計出有價值、有意義的問題,引導學生通過概括、分析、推理來建構起這些相關的知識。
總之,計算機語言類課程作為一門重要基礎課程,不僅要求教師能夠以身作則,不斷用新知識、新理論充實自己,努力提高自身的綜合素質,強化教學意識,而且要求教師在教學過程中能很好地把握大學生的特點,勇于探索,大膽改革,在教學實踐活動中不斷改進教學方法、提升教學藝術,千方百計挖掘學生潛能,為學生提供各種形式展示自己聰明才智的機會和場所,強化素質教育,最終真正實現提高教學質量的目的。
“計算機科學與技術”專業學生在專業學習不同階段都會學習不同的程序設計語言,為什么要學習這么多種語言?每種語言有什么特點?這是學生常感到困惑的問題。
筆者在長期教學過程中把C語言和匯編語言、機器語言有意識地結合起來講解,使學生更好地掌握不同計算機語言特點,理解不同計算機應用語言的不同應用領域,取得一定的經驗,同時在教學活動中取得不錯的效果,受到學生的歡迎。
一、C語言和匯編語言、機器語言的關系
C語言稱之為“高級語言”或“中級語言”,匯編語言、機器語言稱之為“低級語言”。初學計算機的學生很難理解為什么這么命名。理解好這些概念,對今后進一步學習其他專業課程十分重要。
在教學過程中,講解匯編語言時,首先將匯編語言和機器語言的關系告訴學生:計算機其實不認識匯編語言,也不認識C語言,計算機唯一能執行的只是機器語言。
機器語言是用“0”、“1”寫成的語言,每條機器語言指令都對應一串“0”和“1”的代碼,如果用這種代碼編程很不方便,既不方便記憶,又不方便理解和調試。因此采用一系列符號代替這種“0”和“1”寫成的機器語言指令,例如:8086CPU中的機器指令1011000000000110,我們就用MOV AL,06H 這種符號代替,后者只是幫助記憶和理解的“助記符”。
我們把用這種助記符寫成的指令稱之為“匯編語言指令”。匯編語言指令和機器語言指令是一一對應的關系。用“匯編語言指令”寫成的程序稱為匯編語言源程序,必須“翻譯”成“機器語言”才能執行。由于匯編語言指令和機器語言指令是一一對應的關系,因此“翻譯”起來比較簡單,我們把這個“翻譯”的過程稱為“匯編”(Assembly)。
使用匯編語言和機器語言的編程必須了解計算機的CPU內部結構,以及硬件接口電路,它和計算機底層密切相關,因此稱之為“低級語言”。
同樣,計算機也不認識C語言,C語言是用C語言語句編寫程序。用“C語言”寫成的程序稱為C語言源程序,這種用C語言語句編寫的源程序必須“翻譯”成機器語言才能執行,只是這個“翻譯”過程更復雜,翻譯出來的機器語言代碼更大,我們把這個過程稱為“編譯”(Compile)。
由于C語言是按照自然語言的特點,同時結合數學表達式編程。基本不用了解底層硬件的結構,可讀性強,學習重點在數據結構和算法,所以稱之為“高級語言”。
使用其他“高級語言”編程的過程也都一樣,都必須把用這種語言編寫的計算機“源程序”通過“編譯”變成“機器語言”、“目標程序”,才能被計算機認識并執行。
通過這樣講解,學生理解了C語言等“高級語言”和機器語言“低級語言”之間的關系。
二、學習多種計算機語言的原因
我們在教學過程中發現學生學習計算機語言的重點放在學習語言的數據類型、程序結構、語法規則等局部細節上,忽視從總體上把握和理解計算機語言。在實際教學中,我通過講解匯編語言和C語言的特點,告訴學生不同計算機語言的不同應用場合。
首先,匯編語言是針對CPU的,不同CPU的匯編語言又是不同的。學習起來困難一些,但生成的代碼短、程序執行效率高,更適合實時控制、硬件編程。
高級語言如C語言,由于是按照自然語言方式編程,因此程序本身容易讀懂。由于不需要了解硬件底層,因此我們更多的是學習如何用計算機實現一些數學算法。
教學過程中為了讓學生理解這些概念,我特意采用C語言和匯編語言分別編寫一個程序實例,實現顯示“I WISH YOU SUCCESS!”(取文件名A)。
兩個程序輸出結果一樣,但用不同語言編寫,通過實例對比說明C語言和匯編語言的特點。
C語言源程序:
#include
main()
{printf(“I WISH YOU SUCCESS!”);
}
匯編語言源程序:
DATA SEGMENT
BUF DB 0AH,0DH,’I WISH YOU SUCCESS!$’
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START:MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET BUF
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AH,4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
這兩個程序都實現顯示器輸出“I WISH YOU SUCCESS!”。
可以看到C語言程序的源程序文件A.C為63個字節,通過編譯,可執行文件A.EXE為9489個字節。匯編語言的源程序文件A.ASM為263個字節。通過匯編,可執行文件A.EXE為560個字節。
從這個程序設計實例我們知道,相比較C語言和匯編語言,C語言的源文件小(71個字節),但是可執行文件很大(9515個字節),匯編語言的源文件大(352個字節),但是可執行文件很小(554個字節)。
通過這兩個程序設計實例,學生清楚地感受C語言(高級語言)源程序可讀性好,容易理解,匯編語言源程序可讀性差,難看懂。但從效率來說,同一個程序,匯編語言的目標代碼效率遠高于C語言。
其實,不同計算機語言有各自特點,也有不同的應用領域。如在實時控制、內存容量很小的情況下編程就應該使用匯編語言,如果算法復雜,要求有較好的用戶界面,就要采用C語言或者其他計算機語言。同時計算機語言是發展的,不斷會有新語言出現,也不斷有語言被淘汰。學生可以根據自己的應用需要,選擇學習不同的計算機語言。
認真學好幾門計算機語言,對今后實際工作幫助很大,同時再學習新語言會舉一反三,學習起來會輕松很多。
三、計算機程序與語言
計算機專業學生最喜歡的是學習各種計算機語言,許多人認為掌握的計算機語言越多,水平越高,不懂得計算機程序和計算機語言的關系。其實計算機領域里有一個最著名的公式:計算機程序=數據結構+算法,這個著名公式里根本沒有提到計算機語言。
為了更好地說明計算機程序和語言的關系,我以學生學習程序設計過程中最常見的習題1+2+……+100為實例,使用C語言和匯編語言分別編寫一個程序,同時告訴學生:在用計算機解決實際問題的過程中,最重要的是找到用計算機解決這個問題的算法,至于用哪種語言編寫是其次的。
C語言源程序:
#include
main()
{int sum=0,i=;
For(i=1;i<=100;i++)
Sum=sum+i;
printf(“%d”,sum);}、
匯編語言源程序:
DATA SEGMENT
RESU DW
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV AX,0
MOV BX,0
NEXT: ADD AX,BX
INC BX
CMP BX,101
JC NEXT
MOV RESU,AX
MOV AH,4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
在1+2+……+100這個例子中,關鍵是知道:sum=sum+i,然后通過改變i的步長,實現編程。至于用匯編語言還是用C語言或者其他語言都可以,不同語言只是使用的語句或者指令不同而已。
通過在課堂上生動地比喻和列舉教學實例,學生漸漸理解算法的重要性,知道如果要熟練掌握編程,包括兩方面學習,既要學好各種語言的語法規則、數據類型,又要學會根據問題設計出最優秀的算法。
四、結語
搞好計算機程序設計語言教學需要不斷根據學生學習中的疑惑探索和實踐不同教學方法。在C語言和匯編語言教學過程中,可以融合教學的地方很多,如C語言中的“指針”和匯編語言的“尋址方式”; C語言中的“函數”和匯編語言的“子程序”;C語言中的“移位運算”和匯編語言的“移位指令”區別等。C語言和匯編語言的融合教學可以提高學生的學習興趣,促使學生積極思考,調動學生的學習積極性和主動性。
【關鍵詞】微課 遞歸函數 教學模式
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)10-0054-02
一、引言
隨著互聯網技術的快速發展,在線教育模式已經成為全球教育界關注的熱點,并引發了新一輪教學改革的理論與探索。微課作為一種新型的教學模式已經受到國內外教育者的廣泛關注,在網絡教育等方面得到應用并取得了良好的教學效果[1]。國外微課資源的建設相對成熟和完善,并已應用于日常教學中,而國內微課資源在教學上的實踐應用仍處于探索階段。
微課最早由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師、學院在線服務經理戴維?彭羅斯于2008年首創。戴維?彭羅斯把微課程稱為“知識脈沖”(Kownledge Burst)[2]。
在國內,在這一領域的研究和實踐最為系統的是廣東省佛山市教育局胡鐵生在《電化教育研究》雜志上發表了“微課:區域教育信息資源發展的新趨勢”的文章,率先提出了“微課”的概念。而后,微課的相關研究也逐步深化,對微課的認識也越來越深刻、全面,其概念內涵也在不斷發展、豐富[3]。尤其2013年后,基于“微課”的移動學習、遠程學習、在線學習、“泛在學習”將會越來越普及,“微課”必將成為一種新型的教學模式和學習方式[4,5]。國內各大重點高效也在利用微課方式進行教學方法改革,研究如何優化教學。目前,已經有一部分高校和教師把微課理念引入到了計算機課程教學中,對未來計算機教育形式的改革提出了建議。
計算機語言與軟件作為計算機的一門基礎課,一般都是采用課堂教學和上機實踐相結合的方式進行講授。教師在課堂上花費大部分的時間講解編程的思想,學生被動的接受,缺少課堂的互動,不利于學生消化和理解相關知識點,對教學效果大打折扣。如果將微課應用于計算機語言與軟件課程教學,教師可在課前提供相關的微課視頻,供學生預習、課前了解知識的難點和重點。課堂上,教師結合視頻與學生進行深入的討論和互動,有助于激發學生的興趣、加強教學效果。
二、基于微課的計算機語言與軟件課程的實踐
微課的視頻時間一般不超過10分鐘,圍繞課堂中的某個學科知識點進行的教學,主題突出、目標明確。文中以計算機語言與軟件中的遞歸函數為例,闡述如何開展和實施微課教學[6]。
(一)微課課件和教案的制作
針對遞歸函數,進行詳細的教學設計,形成微課的課件和教案。其中,遞歸函數內容主要包括四方面:遞歸函數的概念、遞歸函數的執行過程、編寫遞歸函數及用遞歸函數求解問題。文中將利用遞歸函數求解問題作為本課程的重點和難點,制作10分鐘的微課課件和相關教案。
(二)安裝錄制軟件并拍攝
在計算機中安裝相應的錄屏軟件,例如Camtasia Studio、Snagit或Cyberlink YouCam等。打開PPT的同時加載視頻錄制軟件,調整好PPT的大小及錄制位置,點擊“錄制”按鈕,開始邊講解邊錄制。錄制結束后,將其保存為相應的格式,待后期編輯和美化。 (三)視頻的編輯和美化
將微視頻導入視頻錄制軟件,如Camtasia Studio軟件開始編輯和美化。視頻軌道和音頻軌道進行編輯、剪切、復制、合并等操作。
(四)組織課堂教學,結合視頻展開討論
遞歸函數的授課思路為:首先以“信息化戰爭中離不開計算機軟件系統,計算機軟件需要良好的程序設計,而良好的程序設計離不開計算思維”引入遞歸函數。并以結構自相似的圖片為例,闡述了遞歸函數的概念。以求解n的階乘為例闡述遞歸函數的執行過程,進而講解如何編寫遞歸函數。至此,教師都是以PPT講授為主。接下來,播放微視頻,詳細講解如何利用遞歸函數求解問題。這里,以漢諾塔為例,講解如何利用遞歸函數求解非數值型問題。微視頻的播放,激發了學員的興趣,并在課堂上展開了激烈的討論。最后,結合視頻播放,以程序演示為例,驗證漢諾塔的執型步驟。
(五)課后的鞏固和學習
通過課前視頻觀看、課堂視頻討論,學生對所學知識點有著深刻的理解和認識。同時,可以引導學生隨時隨地、多次觀看視頻、鞏固所學知識。最終,通過上機實踐、編寫程序,提升學員的實際編程能力。
三、應用效果的調查
表1中給出了100個學生對此次微課視頻的完成程度和滿意程度,數據顯示通過微課的學習,100%的同學都能順利完成過關任務,并且對微課程的滿意程度也有90%以上。
四、面臨的問題和措施
豐富微課的內容形式。國內的微課多以課堂實錄為主,呈現的形式較單一,知識點多,容易造成內容的不連貫性。因此,需要豐富微課的內容的呈現形式,除了以教師講授為主,還要配合相應的動畫、圖片、音頻等多種多媒體技術,使其呈現的形式豐富多樣。
完善微課配套的資源建設。建立完善的微課資源平臺,不僅需要提供視頻資源,更需要提供一個良好的互動型的交流平臺,應設有配套練習,知識點、學習體會、交流互動等特色化配套資源。微課資源平臺的開放性更使不同地區,甚至不同國家的師生能共享優質教育資源。
重視教學設計,提高微視頻的質量。微課內容的主體是微視頻,所以微視頻的質量直接決定微課的教學效果。因此,需要鼓勵教師不斷學習視頻技術、擴大視頻的來源,并提升視頻制作的水平。
五、結束語
微課是一種新的教學模式,本文以計算機語言與軟件中的遞歸函數為例,講解如何開展和實施微課教學,并探討了微課教學中面臨的問題和應采取的措施。
參考文獻:
[1]張一川,錢揚義.國內外“微課” 資源建設與應用進展[J].遠程教育雜志,2013,6: 26-33.
[2]姜玉蓮.微課程研究與發展趨勢系統化分析[J].中國遠程教育,2013(23):64-73.
[3]胡鐵生,黃明燕,李民. 我國微課發展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志,2013,4:36-42.
[4]桂耀榮.微課及微課的制作和意義[J].化學教與學,2013,5:41-42.
[5]鄭小軍,張霞.微課的六點質疑及回應[J].現代遠程教育研究,2014,2:48-54.
[6]李婉嘉,徐晶.微課開發與應用研究[J].軟件導刊,2013,12(11):85-87.
【關鍵詞】教育技術;計算機仿真;教學平臺
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)06―0124―03
引言
現代信息技術環境為信息教育的開展提供了重要保證。在這樣的環境下,如何對學與教的過程和學與教的資源進行設計、開發、使用、評價和管理,是一個有待于開發和探討的課題[1]。
作為現代信息技術的重要組成部分−− 機器人仿真技術一般 用于工程設計,還沒有用于高等學校聽障學生學習計算機編程語言先例,它優良的計算機界面圖象仿真功能,從視覺補償角度非常適用于聽障學生的特點。利用這一特性,我們將計算機編程語言學習中聽障學生所遇到的難點,教學點用仿真圖示的方法進行新的教學方法組合。例如:流程圖設計與編寫計算機指令的關系,我們拋開聽障學生不易明白的技術術語,以工程設計項目為方式,機器人創新教育的教學訓練的模式[2] ,設計了流程圖與指令對應同時與所寫指令有明確執行效果的教學方法(見下圖1)。
由于是工程項目設計,目標易于理解,聽障學生可以很容易地根據目標選用流程圖中的圖形進行過程組合,而在流程圖的組合過程中對應的計算機指令也實事 的顯示出來。指令的用法也一目了然。聽障學生通過這一方法,首先知道流程圖的基本畫法,其中每一個圖框中應寫那 條指令,而且明白所寫指令對應的實際效果是什么。利用這種圖、文、做一體的簡便方式,聽障學生可以很清楚的看到計算機語言的編寫過程和機器指令的使用方法。針對結果中出現的問題可以很清楚地知道在何處修改,同時可實時看到修改的結果。用這種教學模式可使聽障學生的“入門” 較輕松,溝通較容易,這樣便 使他們對學習編程建立信心。
一 基本設計思路
常規的計算機高級語言的教學一般選用指令分類的形式講解, 每條指令的含義可用語言、文字解釋。教材可以簡潔明了。但聽障學生由于聽力障礙, 基礎術語、語言文字能力較差,簡潔的教材, 使得講解十分困難, 同時沒有聽障學生適用的輔助教具, 更增加了聽障學生的理解難度。為解決以上所涉及的難題,在本教學環節設計中引入仿真機器人,采用了屏幕機器人仿真和流程圖與計算機語言對照的方式來講解計算機高級語言, 大家知道:在計算機輔助教學系統中,被計算機程序化的影像起著視聽教材的作用[3]。根據這一原理,我們將語言的學習變成屏幕游戲的編寫, 不刻意強調每條指令的結構, 用簡單的圖面對比來告訴聽障學生指令的意義和用法。這種視覺補償的方式, 可很好地兼顧聽障學生的生理特點, 揚長避短。設計原理框圖見圖2:
二 課程設計方案
1教學對象分析
在教學過程中, 我們發現聽障學生極易放棄他們認為不易掌握的知識, 盡管有些在正常人看來是及其 簡單的。為使聽障學生能達到既定的學習目標,教師必須考慮聽障學生達到此教學目標所經歷的心理歷程。本教學環境選用了視覺補償的概念, 利用計算機仿真技術從基礎知識入手,利用顯、淺、易、懂的方式引導聽障學生進入教學情景, 最大限度的集中聽障學生在課堂上學習的注意力,積極參與到既定的教學過程中,提高學習效率。
從教學內容來講,要分析掌握技能與聽障學生原有學習習慣之間存在的差異,面向學生的學習需要[4],聽障學生還有多少知識沒有掌握。從教材上來講,教師應努力以鮮活的知識、通俗易懂的教授形式把生硬的教材符號簡單化。
以往教學目標關注較多的是知識, 技能。缺少為達到此目標所進行的感情、能力的關注。對聽障學生而言,教學目標與他們的生理、心里、認知能力之間有很大的聯系, 而溝通難是工科學科教學中的一大難點。因此教學目標的設計首先要以如何使聽障學生能夠學會為主要目的,即用仿、學、做結合的方式改變“溝通難” 的問題。
2 教學目標
(1)根據知識的性質確定教學方式[5]。通過仿真教學輔具的幫助,聽障學生能夠較有成效地學習計算機編程語言的知識及基本操作,培養聽障學生建立基本工程設計的概念,使聽障學生能運用計算機仿真的手段將制定項目 設計構思以直觀形象表達 出來,同時聽障學生可用此方法完成自定義項目的練習。
(2)教學設計過程要根據聽障學生的生理特點和知識水平選擇教授知識的切入點,教師應“激活” 以符號為主要載體的書本知識,并對其進行個性化解讀和詮釋[6]。教授給 聽障學生學會選擇,正確使用,把學習內容分解成為一系列更易處理的單一子任務,從而使聽障學生獲得一種較為輕松的學習環境。感受到科學的有用和研究的
樂趣,在親歷體驗的過程中構建他們動態的知識體系,從而學會學習、樂于學習。
三 設計方法
1 課前準備
(1)教學點:流程圖設計與編寫計算機指令的關系及設計效果。
(2)構建計算機仿真技術支持的學與教實踐教學環境。
學生每人一臺教學計算機,在機器上裝有仿真教學輔助軟件。
學生自由組合組成練習小組,搭建實踐教學用仿真場地同時配備教學機器人一臺。
2 教學流程
(1)復習流程圖的基本知識。
(2)利用仿真教學平臺中流程圖設計子系統,建立指定項目的設計流程。觀察流程圖的設計過程與指定項目之間的邏輯關系,流程圖的圖示化選擇是否正確,并分析原因。
(3)觀察流程圖的圖形模塊所生成的計算機指令與單一指令設計的不同。
(4)將流程圖對應生成的計算機指令調入到計算機語言的編譯環境中,進行語法檢查,通過后,進入仿真。
例如:―― 設計一個《機器人走四邊形》的工程訓練項目,學習條件轉移語句的使用。
首先:拋開聽障學生不易明白的技術術語,以工程設計項目為方式,利用《聾教育仿真教學平臺》設計了流程圖與指令對應同時與所寫指令有明確執行效果的教學方法(見圖3)。
第二:對應學習計算機編程語言指令― 講解用while實現虛擬前行的方法,條件循環走正方形指令。
第三:指導學生利用教學軟件在計算機屏幕上利用圖形化C語言編譯環境工具完成指定教學科目的訓練,教授對應學習的手段和方法。讓學生了解語言編程的基本方法和調試手段。
3 教學過程
根據圖2我們可知,這是一個虛擬機器人運動的工程項目,我們將此單元課程設計為:
第一:設定工程目標: 虛擬機器人向前行走一段距離然后右轉,重復進行。
第二:選用流程圖與機器指令對應的設計方法講解計算機語言。
首先用圖形化編輯的方法列出流程圖,此時每一個流程圖形所對應的機器指令亦同時在屏幕上對應顯示出來。
第三:學習機器指令,講解使用方法。
第四:屏幕仿真,觀看設計結果。見圖4。若有誤差對應修改。
第五:保存結果。
四 小結
利用這種圖、文、做一體的簡便方式,聽障學生可以很清楚的看到計算機語言的編寫過程和機器指令的使用方法。針對結果中出現的問題可以很清楚地知道在何處修改,同時可實時看到修改的結果。用這種教學模式可使聽障學生的“入門” 階段的學習較輕松,技術溝通較容易,這樣便使他們對學習編程這門課程建立信心。用這種方法作為“入門”階段的的教學途徑,降低入門難度,從教學結果看聽障同學掌握較好,課堂氛圍輕松。
仿真技術用于聽障學生的計算機語言教學實際上是一個新的課題。本著淺顯易懂的教學理念,在教學時進行了如下設計:
第一:課前準備。將現代仿真技術成為聽障學生課堂教學的組成元素。創建一個新穎的實踐教學環境。減輕聽障學生學習難度, 樹立學習的信心。這樣可以減輕聽障學生學習計算機高級語言普遍存在的畏難情緒。
第二:從整個教學設計中關注學生自主參與,要照顧聾生的思維進程[7],將合作學習貫穿在查找、收集、交流、構思(設計)和運行等各個教學環節之中,確立學生的主體地位,培養了合作精神。提倡項目式合作訓練,使學生把學習過程當成一種“游戲” ,輕松愉快,減輕了學習過程中的心理壓力。
第三:重視以發展的眼光來評價學生的設計,盡可能挖掘學生在學習中的閃光點,并給予充分的肯定,讓每個學
生都有成功的體驗,從而讓他們樹立信心,初步學會計算機語言的編程規律。 有一個良好的開端。
五 教學后記
通過教學輔具在聽障教學中的使用,以構建計算機仿真技術支持的學與教創新環境為出發點,利用計算機仿真的教學手段,同時運用身心障礙補償和技能訓練的方法,對有聽力障礙的學生進行現代技術知識的傳授。教師利用這一教學載體,通過機器人創新教育的教學訓練模式,力求解決聽障學生學習計算機語言“入門難” 的問題,聽障學生能借助此技術來改善學習境況,同時建立一種新的聽障教學的實踐模式。
特殊教育象征著一個社會的文明程度和發展水平,特教教學是一個復雜而細膩的過程, 教師的一個手勢,一個微笑,一句稱贊等各種表示都會對聾啞學生產生很大的影響,更由于聽障教學人文主義色彩較為濃厚,這種作用就更為重要。而我們在發展的同時要始終把握好一個原則,那就是技術只能是一種工具,無法代替人的情感因素。根據聽障學生認知活動的特點來選擇恰當的教學策略[8]。將情感因素帶入教學中,幫助聽障學生克服心理障礙,提高學習質量,達到最終教學目標。
參考文獻
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The Design and Practice of Computer Programming Language Teaching for Deafness Students
HAN Yu-min
(Special Education College of Beijing Union University Beijing100075,China)
論文摘 要:NetMeeting是從Windows95/98操作系統開始就捆綁搭載的廉價優質網絡通訊軟件。作者利用該軟件為學生構建計算機課程教學環境,通過產生一種具有互動共享式的學習環境,不僅激發學生的學習興趣和主動性,而且在實踐中利于嘗試各種教學方法,從而提高教學效果。
NetMeeting是Windows操作系統中集成的一款實用通訊軟件,用戶利用它可以在Intenet或局域網絡上輕松實現文件傳送、共享桌面、遠程管理、語音通迅等功能。在教學實踐過程中,筆者利用NetMeeting構建了《Visual basic語言程序設計》課程教學環境,在實踐教學中嘗試采用各種教學方法,取得了良好的教學效果。后經推廣到其他計算機語言(如C語言,VF語言等)教學,也達到了同樣的預期效果。
1 NetMeeting教學環境的的架構
由于筆者所在的教學機房中各機已經構成局域網環境,并且都已經安裝XP操作系統,而NetMeeting軟件是Windows操作系統自帶的,因此不需要另外安裝。具體實現方法如下。
(1)公共設置:教師機和學生機均要完成這部分設置。具體步驟是:選擇任務欄左下腳的“開始”菜單,選擇“運行”選項,然后在“運行”對話框中輸入“conf”命令。第一次運行時需要按照向導的提示設置自己的名字和電子郵件等信息,完成設置后會在操作系統桌面上生成NetMeeting的快捷圖標,以后只要雙擊就可直接啟動。
(2)教師機設置:首先單擊NetMeeting面板菜單上“呼叫”欄的“主持會議”按鈕,根據彈出的對話框里具體說明進行選擇確認。然后再點“呼叫”欄的“自動接受呼叫”按鈕,這樣可以自動接受學生的呼叫。最后點“工具”欄的“共享”按鈕,選擇桌面共享,教師機的屏幕將同步顯示在學生的屏幕上,實現操作演示。
(3)學生機設置:單擊NetMeeting面板菜單上“進行呼叫”按鈕,在彈出的對話框里輸入公布的教師機IP地址,教師機將自動接受其呼叫請求,NetMeeting的名稱窗口將會出現被呼叫人和呼叫人的頭像和名稱。
在NetMeeting窗口下方包含四個選項:共享、聊天、白板和文件傳送,這四項包含了NetMeeting的主要功能。利用以上功能可以實現學生機與教師機同步演示、文字互動交談,可以將簡單圖形或文字發送到所有學生機的屏幕上,一次性將作業或輔導材料發送給所有學生。至此完成NetMeeting教學環境的架構,為計算機教學創造了基本條件。
2 NetMeeting下計算機語言教學模式的幾點嘗試
在VB程序設計教學過程中,如何解決程序設計本身枯燥、不易理解這個問題,找到一條比較新穎的教學方式,一直是廣大計算機教師頗感興趣的課題,筆者在基于NetMeeting下大膽嘗試各種教學方法。
2.1 先入為主教學法
VB語言所涉及的內容多,控件屬性、事件、方法也較多,學生在毫無知識背景的前提下如果教學開始階段就過多講授這些抽象概念,學生就會感到枯燥乏味,容易喪失學習編程的積極性。因此,在第一節課,就采取先入為主法,具體就是讓學生在教師指引下直接進入編程環境,從創建最簡單的程序入手,如在窗體上添加一個COMMAND1命令按鈕,要求單擊它就在窗體上輸出一段文字。此程序雖然簡單,但很好闡述了VB面向對象的事件驅動編程機制。至此,教師再引入VB的基本概念就水到渠成,學生也更容易接受理解,從而打破編程的神秘感,為進一步學習創造了良好的氛圍。
根據NetMeeting教學環境本身的特點,開始階段要求學生和教師一起編程序,突出編程這個主線,貫徹始終,在實踐中由同學們自己直觀上先去體悟這些概念,待時機成熟時再和同學們一起歸納總結,不斷啟發學生思維,培養獨立編程能力。
2.2 娛樂式教學法
在程序設計教學中從學生的興趣入手,利用學生對事物的好奇心,選擇一些有趣的、有實際意義的程序,激發學生的學習熱情。二十歲左右青年學生一般對游戲都感興趣,因此在教學中,嘗試引入一些小游戲程序后,發現能很快帶動課堂氣氛。筆者引入的是古典的猜數字游戲,就是計算機在1~100之間產生隨機的某個整數,讓游戲者猜出其具體值,根據你猜的數字計算機給出提示是過大還是過小,從而一步步逼近具體值,最后統計出游戲者猜出正確結果所花的次數。這個程序把VB當中的條件判斷語句、輸入框、消息框、數據類型的定義、隨機數的產生等幾個重要概念都攬括了,既讓學生在輕松快樂的氣氛下既掌握到了編程所需要的基本概念,又讓其體驗到了編程的樂趣。學生通過對游戲程序不斷比較和完善,對重要語法結構、相關概念及關鍵性語句均有了較深刻的體會,而這是一些傳統程序例子所難以企及的。
2.3 重復式教學法
不斷的重復再重復就是成功,因此重復也是學習中一個很重要的方法。從學生開始的懵懂到有所領悟到最后的理解,都是在經歷相似的編程經歷之后達到了,所以說這是個不斷循序漸進的過程,而這個過程是不論采用什么先進教學方法都是不可跨越的。VB涉及的知識點很多,為力求重點突出,筆者在教學過程中,對前面章節中的常見標準內部函數、字符串函數等基本概念,就沒有專門一一去介紹,而是通過主要語句的實例教學得以體現。因此重復式教學法不是針對所有知識點,而是把握重要知識鏈,通過教師示范編程、學生簡單模仿、獨立編寫程序這樣不斷重復的強化訓練,使學生較快掌握編程基本思想。
3 結語
科技的進步和發展給我們提供了良好的條件。基于NetMeeting網絡開放式環境下的計算機語言教學,其教學模式的構建涉及教育觀念的更新、教學方法的改革、給教學賦予新的含義等等。本文進行了相關方面的探討與研究,希望能夠拋磚引玉,共同探索出在網絡環境下適于現代化教育要求的教學模式。
參考文獻
[1] 裴娣娜.教育研究方法導論[M].安徽教育出版社,2000.
關鍵詞: 計算機語言類課程 教學模式 教學方法
計算機語言類課程是計算機專業重要的專業基礎課,《計算作為一門學科》報告指出了程序設計在計算學科的正確地位:程序設計是計算學科課程中固定練習的一部分,是每一個計算學科專業的學生應具備的能力,是計算學科核心科目的一部分。并且,程序設計語言還是獲得計算機重要特性的有力工具。
“工欲善其事,必先利其器”。計算機專業學生掌握幾門常用的程序設計語言是很有必要的,如C/C++語言,VB、Delphi等可視化編程語言,匯編語言,Java,等等。這些語言課程一般有著復雜的語法結構,傳統的教學模式片面強調語法的學習,對學生實際編程能力的訓練重視不夠,算法設計思想和軟件工程思想滲透得不夠。我在計算機語言類課程教學模式方面有一些想法,希望起到拋磚引玉的作用。
一、傳統教學模式的形成及其弊端
在傳統的計算機語言教學中,語法是課堂講授的主線,程序是作為某一章語句語法內容的示例或驗證來講解的。這種現象的歷史原因也許是在程序設計語言發展的早期,學生由于受上機條件限制,難得一次上機機會,并且上機時程序和數據還需要通過磁帶或卡片穿孔輸入計算機,非常麻煩,加上當時的程序編譯器功能較弱,一般不能指明出錯位置,使得程序查錯困難,學生上機往往希望一次成功通過,希望不出一個錯誤。為此,編寫程序時必然慎之又慎,惟恐因為語法出錯導致有限上機時間內不能完成程序的調試。這就要求教師對語句語法要作詳盡說明,整個教學過程呈現出以語法為主線的模式。這種模式沿襲至今,盡管計算機的使用已經十分普及,但大部分教材中計算機程序設計語言仍以介紹語法為主線,配上一些作為語法應用示例的簡單程序,缺少程序設計方法、算法設計與分析等方面的系統訓練。這種教學模式必然導致學生自己獨立分析問題、解決問題及編寫程序的能力很差,學得好的學生也往往是“語法的巨人,編程的矮子”,等到做畢業設計時才發現自己無法真正面對實際問題編寫程序進行解決。這種教學模式的弊端日益顯現。
二、新教學模式
計算機的發展速度驚人,不管是硬件還是軟件。學生上機的條件和平臺已發生了巨大的變化,上機方便,程序編譯器的功能強,能指出錯誤位置和類型,學生上機調試程序不再為語句語法的錯誤所困擾,發現和糾正語句語法錯誤變得容易。而且語句語法通過自學也容易掌握,同一種語言不同版本語法也會發生變化,不同語言語句語法又會容易記混。所以傳統的以語法為主線的教學模式已不能適應形勢的變化,必須采取新的教學模式。
(一)在語言類課程教學中初步滲透算法設計思想和軟件工程思想。
為避免培養強于應試而弱于編程實踐的學生,必須跳出以語法教學為主線的教學模式,吸收國外計算機課程教學的優點,積極推行案例教學,將復雜枯燥的語法知識分解到一個個生動實用的程序實例中。也就是在教學過程中以程序設計為主線進行教學,教師有意識地淡化計算機語言本身語句的介紹,而重點介紹程序設計方法,在分析程序和程序設計中熟悉語法、應用語句,并把軟件工程學的思想,算法分析與設計思想貫穿于程序設計過程中。比如通過有趣的“百元買百雞”程序設計思路,介紹循環結構的語法形式,然后通過求在一定區間內符合某一約束條件的數、求等式中滿足條件的未知數碼等趣味問題,將“窮舉法”的使用特點、思路等向學生展示,使學生在程序分析中學習語法,掌握程序設計和解決問題的思路(算法)。通過漢諾塔問題可初步了解遞歸的算法設計思想,而斐波那契數列問題既可用遞歸方法,又可以采用遞推的方法,教學中還可以簡單介紹時間、空間復雜度分析及計算復雜性的相關知識。
在VB、Delphi、C++Builder等可視化開發環境的教學中,可以用一個小型信息管理系統(如教材管理系統、學籍管理系統、工資管理系統等)為實例,初步了解快速原型開發模型及有關軟件分析與設計方法等。在C++的教學過程中可以選取難度合適的實例初步訓練OOSE(面向對象的軟件工程)的有關知識。
(二)推行階段報告(Project)教學模式。
為了培養學生獨立編程的能力,還可以為整個課程設計幾個“大作業”,在講課時,以這幾個大作業的程序設計要求為總體要求,每一章學過之后要求完成一項或幾項編程作業,而各章的編程作業不是孤立的,而是相互聯系的,實際上它們都是一個較大型、較復雜程序的組成部分。例如,在C語言中介紹了常用輸入/輸出語句printf和scanf后,要求學生編寫主函數并在主函數中調用若干個空函數,形成一個文本型菜單的雛形;在介紹了常用數據類型后,要求學生編寫一個驗證密碼輸入的函數;在介紹了邏輯運算和判斷選取控制常用語句后,要求學生編寫一個菜單選取函數;在介紹了循環控制常用語句后,要求學生編寫幾段求解中學常見數學問題和趣味數學方面的函數;在介紹了數組和字符串后,利用UCDOS特顯功能等編寫一個具有特別顯示效果的軟件封面函數……這一個個編程“作業”,似乎各自獨立,其實都圍繞一個總的要求――編寫一個具有漂亮封面并可通過菜單進行操作的“數學萬花筒”大程序(大作業)。當學生學完整個課程,完成了平時要求的各項編程作業之后,他們會發現,原來自己完成的遠不是一些零碎的程序段,而是在一塊一塊制作程序的各個部件,只要通過簡單的程序拼裝,就可以構成一個比較復雜的程序。學生在學習C語言的過程中,通過這幾個“大作業”(每個作業要多次上機才能完成),可將自己學過的知識和算法等綜合在一起,從整體的角度來審視整個程序的設計,并通過上機進行綜合調試,達到提高編程能力的目的,并讓學生及早切入面對實際問題應用程序進行解決的能力培養階段。這就是所謂“階段報告(Project)”的教學模式。
三、新教學方法
(一)消除學習計算機程序語言的畏難情緒,給學生能學好這門課的信心。
VB程序設計是一門計算機高級程序設計語言,學生在學習這門課程之前,已經掌握了計算機的基本操作和基本概念,也就是學過了“計算機應用基礎”這門課,具備一定的計算機基本操作,但計算機語言和計算機的基本操作不一樣,而且差別很大,基本操作是固定的動作,通過反復練習就可以熟練掌握,而且效果顯著。而計算機語言要通過思考、推理和判斷才能給出正確的算法,也就是解決問題的步驟,并用程序設計語言把它正確地表達出來,難度要比操作大得多。很多學生在學習VB程序設計時,最難的就是入門這一關,他們不習慣采用計算機解題方法,甚至覺得計算機程序設計語言太難學了,簡直像天書。他們更習慣于日常生活中的解決問題的思路。針對學生存在的這些問題,我們首先要打消學生對學習程序設計語言的畏難情緒,給他們信心和希望,告訴他們計算機程序設計語言沒有他們想象的那么難學。任何事情都是一樣,只要努力認真用心去做,就都能做好,老師也不是天生就會程序設計語言的,也是一點一滴學出來的。例如我想把一瓶醬油(簡稱a)和一瓶醋(簡稱b)交換一下,交換后,原來裝醬油的瓶子現在裝醋,原來裝醋的瓶子現在裝醬油。問:我們應該怎么操作才能實現呢?學生認為這個問題太簡單了,很快就給出答案:先拿來一個空瓶子(簡稱c),再把a瓶子里的醬油倒入空瓶,然后把b瓶中的醋倒入原來裝醬油的a瓶中,最后把倒入空瓶中的醬油倒入原來裝醋的b瓶中,就完成了醬油瓶和醋瓶互換的任務。這個問題不就表示的是程序設計中的兩個變量交換值的道理。一個變量a=1(醬油),另一個變量b=2(醋),現在要把a和b的值進行交換(相當于把醬油和醋互換),則需要引用第三個變量c(相當于空瓶),先用c保留變量a的值(把醬油倒入空瓶),即c=a,再把變量b的值給a(把醋倒入醬油瓶),即a=b,最后把c的值給b(把空瓶中的醬油倒入醋瓶中),即b=c,則完成了a、b兩個變量值的交換。在程序設計過程中,有很多內容是和我們現實生活中的內容相似的,很好理解和掌握,相信同學們沒有學不會的內容。
(二)由淺入深,循序漸進,逐步引導學生步入正確的程序設計大門。
在介紹VB內容的時候,不一定完全按照指定教材內容組織的順序給學生講解,因為教材本身就是一種參考書,可以根據大綱要求,把教材內容經過仔細研究、斟酌、提煉、總結和歸納成由淺入深、循序漸進、通俗易懂、簡單明了的知識內容,再結合日常生活中的實例展現給學生。如VB控件部分的內容不必在開始時全部講解,結合實際情況,用到哪些控件再詳細地介紹那些控件。首先把窗體、文本框、命令按鈕和標簽控件介紹給同學就足夠使用了,因為窗體是VB程序設計的基石和容器,所有VB的其他控件都放在窗體中;文本框可以用來作為輸入和輸出界面;命令按鈕用來激活代碼的運行;標簽用來注釋。至于其他控件,如圖片框、列表框等可以在后面介紹到數組的時候,作為數組輸出界面時再陸續介紹。總之,介紹的內容以實際應用為主,有應用的需求就介紹,理論聯系實際,效果會更佳。
在介紹VB的語句語法時,不要急于求成,遇到問題需要解決時,再介紹相關的語法規則和語句內容,以問題驅動內容的進展。如設計一個加法計算器,用來求出n個數的和。如果n的值較小,如n=2可以直接把兩個數相加,但如果n=20或n=50的時候,如何實現將這些數相加呢?方法很多,但最好的方法就是用循環語句來實現,引出循環的概念、語句和語法規則。
對同學們容易出現的一般性錯誤,盡量用通俗易懂的例子說明語句的含義。因為學生出錯的原因就是沒有真正理解語句的含義。例如,開始使用VB賦值語句的時候,很多同學容易出現的錯誤就是把賦值和被賦值對象寫錯位置。如把x的值賦給y,寫成x=y,其錯誤的原因就是學生把賦值號“=”理解成數學里面的等號“=”了;同樣的錯誤還有把文本框1中的內容賦給變量a,表達成text1=a。針對這種錯誤,我們就可以通過日常生活中“借錢”這件事情來舉例說明,如名字為x的人向某人y借了500元錢,前提是y一定有500元錢(y=500),我們可以用式子x
在講解程序設計算法的時候,盡量從學生的角度去分析、理解和判斷,最后推出正確的解題方法。先用自然語言分析和闡述正確的算法,然后用VB語句描述出來,要把分析和表達的全部過程展現給學生,和學生一起分析和判斷,最后把初步寫出的VB程序放在VB環境中調試和運行,驗證算法是否正確。特別強調的是,有時需要故意設一些陷阱,讓學生跳進去,也就是程序不要一氣呵成、正確無誤,故意留一些關鍵性的、容易犯的錯誤,運行結果出來,發現錯誤時,學生會很驚訝,在分析的過程中,覺得應該不會出錯,怎么最后結果不正確呢?這個時候教師不要急于給出答案,讓學生思考幾分鐘,再慢慢引導學生發現問題,進而想出解決辦法,最后給出正確答案。
四、結語
總之,計算機語言類課程在計算機教學中占有重要地位,其教學方式方法值得我們去研究和探索。我們一定要努力搞好計算機語言類課程教學,不斷創新,逐步提高學生的實際動手能力,培養出更多合格的計算機應用人才。
參考文獻:
關鍵詞:互聯網+;計算機;教學設計
計算機專業是一個較有前瞻性的專業,隨著“互聯網+”概念的興起,表明計算機專業更加需要結合其他專業。“互聯網+”的出現,使得原有的計算機教學設計以難以實現新形勢的需要,我們需要對教學模式和教學方式進行改革,并努力順應新形勢發展的變革。
一、互聯網+環境下高校計算機教學的特點分析
(一)專業性更強。計算機本身就是一個專業性十分強的課程,計算機有本身的語言,從最簡單的機器語言,匯編語言,到C、C#、C++、JAVA等高級語言,學習計算機知識的很大一部分就是學習相應的計算機語言。計算機語言就像是與計算機溝通的渠道和工具,這些語言無法用于其他專業的使用,這體現出計算機專業具有很強的專業性。在“互聯網+”的新形勢下,計算機專業的專業性會更強,計算機專業的學生需要應對的情況將更加復雜[1],他們畢業后面對的也許不僅僅是自己專業范圍內的事情。以前的計算機只需要孤立的關注計算機本身,“互聯網+”的新形勢下,需要關注互聯網與多種事物的結合。人工智能、虛擬現實以及工業4.0現代化生產等,都是計算機需要面對的新的挑戰,這需要學生具有更強的專業性,在掌握計算機專業的基礎之上,掌握計算機結合其他知識形成的龐大學科知識,從而實現我們對未來某種技術的革命,比如工業技術改革增加智能機器的數量,降低工業生產勞動力的使用,從而保證資源最大化的被有效利用。(二)多元化趨勢明顯。原來學習計算機專業可能只是作為一個編程工作者,但隨著計算機專業和相關技術的發展,特別是“互聯網+”的興起,計算機專業向著多元化的方向發展。學生學習計算機可能就不只為了學習編程,學習計算機語言,或者是為了學習某種計算機軟件的使用。比如,可能有的學生畢業后的主攻方向是影視媒體,他們努力學習的主要方向便不再是計算機語言的編程,而是媒體數據流的處理,比起計算機語言知識,他們更需要的是某款視頻或者圖片聲音處理軟件的高級進階使用技巧,他們需要更多的是經典事例處理的講解。計算機的多元化更加明顯,學生可以更加自如的按照自己的意愿選擇相應的知識領域進行學習,但這也在無形中加劇了授課教師教學備課的壓力。(三)局部體現變異性加劇。計算機專業的知識有時會體現出局部的變異性,所謂的變異性就是指計算機專業的發展并沒有按照人們的預期進行發展,相反,它發生了某些我們并沒有預知的結果。這種局部變異性在以往體現出的事例不勝枚舉,以曾經的計算機大佬IBM為例,巨型機的小型化便是計算機的一次變異,從計算機的研發到巨型機小型化期間,計算機被設計出來的目的都是進行龐大而專業的信息與資源的處理,并不是用于個人的。但是,計算機技術的變異發展,導致了IBM輝煌不再,個人計算機幾乎成為每個人的標配。在“互聯網+”的新形勢下,計算機的變異可能會更加的多樣化,更加出乎人們的預想。首先,計算機的形態可能會更加的多樣化,其次,計算機可能不再是一個呆板的只懂得執行的機器,其可能具有某種意義上的人工智能。因此,計算機專業未來面對的可能是變化的發展,在變化的發展中找到自己合適的工作與崗位,是學生們學習的目標和方向。(四)對學生自學要求增加。“互聯網+”的新形勢下,學生的自學能力需要進一步的提升,學生面對的未來的“互聯網+”是一個更加不確定的未來,因此,學生要保證自身在未來的發展中仍能夠緊跟時展的步伐,做到不被時代拋棄,做未來的寵兒。做到這些的基礎就是學生需要有很強的自主學習的能力。“活到老,學到老”的終身學習觀念在計算機專業要體現的尤為明顯,學生需要不斷為自己“充電”,努力拓展知識儲備,為創新改良技術打下基礎。
二、高校在“互聯網+”的形勢下進行計算機教學設計的策略
(一)計算機教學設計要具有針對性。“互聯網+”發展如火如荼的今天,高校的計算機教學設計要具有針對性,要對學生需要掌握的知識進行詳細的講解,確保自己所講授的知識對于學生是有益的,切忌在課堂上照本宣科,盡量做到講述的課程具有獨立性和創新性。對于學生,教學內容也需要具有針對性。不同的學生,未來發展的路徑不同,對此教師對不同類別的學生要進行針對性的教學設計,可以采用相應的分組制,對大的分類進行針對性的詳細教授課程,讓學生更有目的性的學習自己所喜愛的技能,保證其以后工作時具有足夠的技能儲備。對于學生的不同能力,教學設計也需要有相應的針對性。人與人之間是有差距的,不同人的知識儲備不一樣,能力也不一樣,在進行計算機課程設計的時候,要充分考慮不同學生的不同能力,最大程度的做到因材施教,這樣可以讓學生在計算機的學習中找到自信心和成就感,幫助其獲得工作生存的必要技能。(二)計算機教學設計要具有可操作性。盡管計算機技術獲得了長足的發展,在“互聯網+”的思潮下,會有很多新的想法噴薄而出,但計算機教學不是進行計算機理論的設計與探討,所以計算機的教學設計要具有可操作性。大學階段的學生并不具備有足夠的能力能夠提出新的計算機概念,同時,大多數高校也不具備有研究所的專業器材和充足的資金儲備,用來完成計算機理論相應驗證。因此,在高校計算機的教學設計中,可操作性是其中的一個重要原則,不能因為“互聯網+”強調多行業的協作發展,在教學設計中就出現不切實際的“空中樓閣”。可操作性的教學設計有利于學生在校期間的發展,他們需要在高校學習期間確立相應的知識儲備[2],并在其之后的求學途中,有足夠而且深厚的基礎準備與部分新穎理論驗證的經驗。(三)計算機教學設計要能夠鍛煉學生的團隊協作能力。在計算機發展之初,常常一個極具天賦的人就可以完成計算機軟件或者系統的編程。而現在計算機經過長足的發展之后,數據庫日益龐大,個人再想獨立地實現編寫出系統程序或者軟件,已然成了幾乎不可能的事情。因此,計算機專業的學生學習到協作技巧是十分必要的。在計算機教學的設計中,可以對學生進行相應的分組,對各個小組分別布置一個總體任務的不同步驟,并讓他們進行協作。教師只負責布置總體任務和劃分每個小組負責的內容,協調進度和統一設計規劃等都交給學生自行解決。在實際的企業中,員工的協作能力有時比其專業技術更為重要[3],畢竟具有某項天賦、能力和創造力的人是少數。在學生的教學設計中,為了訓練其協作性,也可以讓學生自己制作一個段視頻。首先對這段視頻進行攝影、錄音、后期處理等多任務的劃分,讓學生們自由發揮主題,最終呈現一個5-10分鐘的短視頻。這樣就很容易在讓學生自由發揮的過程中,鍛煉了他們的協作能力。(四)計算機教學設計要具有趣味性。對于學生而言,吸引他們選擇計算機課的一個重要原因,便是他們認為計算機是一個神奇而有趣的專業。計算機教學的設計可以由淺入深,并在計算機的教學設計中多設置實際的例子,可操作性強的例子,讓學生可以在練習中獲得更多的趣味性,從而讓他們對計算機專業知識學習產生更大的興趣[4],教學知識的學習積極性得到提高。計算機教學設計的趣味性可以增加學生的創新性和創新意識,學生在有趣的環境中更容易接受計算機的相關知識。
三、結語
總體來說,“互聯網+”的新形勢下,計算機的教學會面對新的困難和挑戰,但是困難和挑戰往往就是機遇。計算機的學習過程是一個復雜而且花費時間較長的過程,這個過程是不可能一蹴而就的,所以在做教學設計時需要考慮全面。在教學設計中,要以學生為本,學生是受教育的主體。根據學生的實際情況,做到因材施教,幫助他們在學習計算機知識的時候有更多積極性,讓其感受到學習中的趣味性。教學設計實際上是教師的一個規劃,其中體現出的是教師的個人授課風格,在其中,學生和教師以及學生和學生的探討與良好的互動,是提高學生能力,拓展其知識邊界的有效途徑。
參考文獻:
[1]劉宇陽.基于互聯網+環境下高校計算機基礎課程混合教學模式探析[J].網絡安全技術與應用,2017(2):105-106.
[2]林鋒.互聯網+環境下民辦高校計算機基礎課程教學改革的研究[J].佳木斯職業學院學報,2016(1):435.
[3]薛巍.“互聯網+”背景下民辦本科高校環境設計專業方向課程教學模式與改革策略[J].現代裝飾(理論),2016(6):270.
很多語句代碼需要學生有較高的數學知識儲備和計算機理論、實際操作技能。編寫的程序代碼冗長,調試運行耗費時間長,學生很容易失去對課程學習的信心和興趣。MATLAB作為一種簡單、高效、功能強大的計算和繪圖語言,結構性好,可讀性強,編程、調試、分析過程直觀、高效[3],提供了很多函數代替算法。學生只要了解函數的意義,利用該函數的結構就可以快速求解出算法,降低了對學生數學知識和計算機語言的要求,從而讓學生將主要精力放在對專業知識基本原理和方法的探索上。因此,計算機應用語言選擇MATLAB語言是非常合適的。
2教學案例的設計
以啟發學生思維,激發學生創新能力,培養學生解決實際問題的邏輯思維能力及動手操作能力,促進學生將專業知識與計算機語言有效結合等為教學目標的城市水工程計算機應用課程,考慮到課程的交叉性和復雜性,可采用案例教學法。案例選擇包括選題、數據收集、模型的建立與分析、計算和仿真等多個方面的工作。案例項目的內容、組織、教學方法都要經過精心設計。除基礎知識外,案例都來源于真實的專業案例,在計算機應用過程中充滿了挑戰。案例教學的精髓就在于通過一個個實際的專業案例操作,使學生積極地探索與思考,發現問題、提出解決思路,激發學生在案例實踐中的主動性,使學生探究性地學習專業知識和計算機應用知識,變被動填鴨式學習為主動參與型學習,從而有效提升學生對本專業的學習興趣[4]。案例教學法注重學生將實際問題轉化為計算機應用能力的訓練,注重學生程序設計思想方法的培養,有助于學生對專業知識和計算機語言的消化理解。案例教學法,能使學生在學習完一個案例后掌握相應的知識點。案例的設計應分章節,由簡單到復雜。簡單的案例以數學的形式或以經過抽象的簡化模型為主,目標是保證學生掌握特定函數的使用方法。如求積分方程問題,可直接給出一個案例:求x在[0,pi]區間內sin(x)的值。通過符號計算的int函數或數值計算的trapz或quadl函數求解。重點讓學生掌握這幾個函數的適用環境、格式。復雜的案例則從一個專業案例出發進行教學。由于大部分學生已經具有了獨立解決簡單問題的能力,所以,案例選擇要有一定的綜合性。以水文學與水文地質學的設計洪水為例[5],設計洪水由經驗頻率點的計算、概率格紙繪制、理論頻率曲線繪制和設計頻率下的洪水值四部分組成,每一部分都涉及許多概念和計算。案例設計時,教師先對每部分專業知識點做一回顧,然后提出問題,讓學生思考和提問,最后給出對應的MATLAB處理方式。具體要點如下:(1)經驗頻率點繪制步驟有樣本排序,采用獨立樣本法和統一樣本法分別處理特大洪水和一般洪水,涉及排序處理的方式、樣本計算方法。MATLAB關鍵函數有排序函數sort(Q,‘descend’)、選擇對話框button=questdlg(“您選用什么方法”“問題提示”“獨立樣本法”“統一樣本法”“default”)。(2)圖示在概率格紙上,涉及概率格紙的特點和繪制。關鍵代碼是正態累積分布函數逆函數-norminv(0.01/100)+norminv([0.113510203050809095979999.999.99]/100)。(3)理論頻率計算包括統計參數、離均系數、對應頻率下的洪水值計算,涉及均值、均方差、變差系數、偏態系數、離均系數如何求取的問題。MATLAB關鍵函數有均值函數mean(Q)、均方差函數median(Q)、伽馬累積分布逆函數gaminv()[6]。(4)根據理論頻率計算和經驗頻率點的結合,確定設計頻率下的設計洪水值。涉及曲線的對應點查找。關鍵函數是插值函數spline()。上述例題來源于學生上課時的作業題,當時學生普遍反映存在計算量大,概率格紙繪制困難,定線困難等問題。借用計算機語言編寫后,結果清晰地以圖示形式顯示出來(如圖1所示)。學生通過該案例的學習,既加深了設計洪水的理解,又對MATLAB實現專業案例的代碼編寫產生了興趣,學習動力增強,實現了教學目標。
3上機實踐
城市水工程計算機應用是一門實踐性較強的課程,上機操作是一個重要的、檢驗教學效果必不可少的環節。一個完整的程序從編制到調試,初學者都有可能碰到很多意想不到的問題。在上機實踐過程中,教師可以隨時幫助學生排除可見的和隱含的錯誤,提高學生學習程序設計的興趣。上機實踐的案例設計很有講究,它既不能是課本的重復,又不能遠遠脫離教材。城市水工程計算機應用課程中管網平差設計就是一個非常好的上機實踐例題。在授課過程中,管網平差章節講到了Excel表的調用,解節點平差和解環平差法以及等水位線的繪制,而校核僅僅給出了思路而沒有完整的程序代碼。上機實踐就可以要求學生完整地實現管網平差計算、校核和繪圖過程。通過該過程,學生可以實現程序語言與課程設計的完美結合。
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