文章編號(hào)：1672-5913(2008)08-0058-03

摘要：本文針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)特點(diǎn)，提出了以思維理論為基礎(chǔ)的課堂教學(xué)模式，在傳授知識(shí)的同時(shí)，注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：思維教學(xué)；程序設(shè)計(jì)；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1從思維學(xué)習(xí)到思維教學(xué)

思維教學(xué)是以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)思維能力為目的，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在思維中學(xué)習(xí)，同時(shí)也在學(xué)習(xí)思維，使學(xué)生能更有效地掌握課堂內(nèi)外的知識(shí)。思維教學(xué)的教學(xué)模式是將思維訓(xùn)練融合在教學(xué)環(huán)節(jié)中，符合思維訓(xùn)練與學(xué)科教育的統(tǒng)一性，即學(xué)科知識(shí)與思維能力互相促進(jìn)，共同提高。教師要給學(xué)生提供足夠的思維空間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的主動(dòng)性，設(shè)法激勵(lì)與引導(dǎo)學(xué)生去思維，主動(dòng)去獲取和建構(gòu)知識(shí)，使學(xué)生滿懷樂趣地體驗(yàn)充滿思想、情感、智慧的學(xué)習(xí)生活，使其在認(rèn)知、情感和人格領(lǐng)域都得到發(fā)展。

思維教學(xué)源于美國(guó)心理學(xué)家和教育學(xué)家斯騰伯格提出的“思維三元理論”，該理論把思維劃分為三個(gè)層面：分析性思維——分析、判斷、評(píng)價(jià)、比較、對(duì)比和檢驗(yàn)等能力；創(chuàng)造性思維——?jiǎng)?chuàng)造、發(fā)現(xiàn)、生成、想象和假設(shè)等能力；實(shí)用性思維——實(shí)踐、使用、運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)等能力。

三種思維能力對(duì)于所有人來說都是很重要的，各有各的用處，不能相互替代，卻可相互促進(jìn)。其實(shí)，一個(gè)人的思維是分析性、創(chuàng)造性和實(shí)用性思維按不同比例合成的產(chǎn)物，因此，每個(gè)人所具有的這三種能力也是不同的：擅長(zhǎng)于分析性思維的人善于解決熟悉的問題，通常是學(xué)術(shù)性問題；擅長(zhǎng)于創(chuàng)造性思維的人善于解決相對(duì)新奇的問題，善于提出自己的見解，采用獨(dú)特的策略解決問題；擅長(zhǎng)于實(shí)用性思維的人則善于解決日常生活中的問題，能夠很好地適應(yīng)社會(huì)和工作的要求。

我們的教育需要培養(yǎng)具備三種思維模式的綜合思維的人才，而不是僅僅重視其中某一種。因此，基于“思維三元理論”的基本教學(xué)策略包括三方面能力的培養(yǎng)：①加強(qiáng)感知性操作，培養(yǎng)學(xué)生的分析性思維能力。②加強(qiáng)探究性操作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。③加強(qiáng)應(yīng)用性操作，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用性思維能力。

以“思維三元論”為理論基礎(chǔ)的教學(xué)思想提出了三種基本教學(xué)策略，每種教學(xué)策略具有各自的特征和用途(參見表1)。

(1) 以講課為基礎(chǔ)的照本宣科策略

(2) 以事實(shí)為基礎(chǔ)的問答策略

(3) 以思維為基礎(chǔ)的對(duì)話策略

在實(shí)際教學(xué)中，每種策略均占有一席之地，具體采用什么樣的教學(xué)策略要視教學(xué)目的而定。作為教師，如何綜合運(yùn)用這三種策略，提出符合實(shí)際教學(xué)要求和目的的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，是成功教學(xué)的關(guān)鍵。

2基于思維理論的程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式的構(gòu)建

筆者在程序設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)中融入了思維教學(xué)理念，采用“案例引導(dǎo)式”教學(xué)法，即以“案例”為教學(xué)線索，依照“提出問題—分析引導(dǎo)—被動(dòng)體驗(yàn)—自主構(gòu)建”等四步教學(xué)策略組織并實(shí)施教學(xué)，提出以思維三元理論為指導(dǎo)思想，綜合運(yùn)用三種思維教學(xué)策略，構(gòu)建以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為目的的思維教學(xué)新模式(如圖1所示)。

圖1思維教學(xué)模式

2.1深入挖掘教材內(nèi)容，構(gòu)建“引導(dǎo)性問題”

為了使初學(xué)者能盡快地掌握計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，教師必須深入挖掘教材，詳細(xì)分析教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)生感興趣的某個(gè)實(shí)際問題，以問題為載體引出教學(xué)內(nèi)容，吸引學(xué)生共同尋求問題的解決辦法。

在講述“選擇結(jié)構(gòu)”時(shí)，可設(shè)置學(xué)生熟悉的問題，例如：已知a，b，c的值，求一元二次方程 的解。

顯然，學(xué)生知道：根據(jù)a、b、c的值，可按照計(jì)算公式 求出x。但計(jì)算機(jī)如何處理呢？首先，要考慮 嗎？成立或不成立時(shí)，采用相應(yīng)的處理方法。因此，推出選擇結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，即根據(jù)設(shè)定的條件所產(chǎn)生兩個(gè)截然不同的結(jié)果，采用不同的處理方法，該結(jié)構(gòu)的流程圖如圖2所示。

圖2選擇結(jié)構(gòu)

從簡(jiǎn)單的實(shí)際問題引出程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，使學(xué)生初步了解程序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，首先解決“問題—算法”的認(rèn)識(shí)過程；然后針對(duì)結(jié)構(gòu)介紹實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句，編寫代碼，解決“算法—程序”的實(shí)現(xiàn)過程。

2.2采用啟發(fā)式教學(xué)，構(gòu)建“問答式”的教學(xué)氛圍——思中學(xué)

在講述“多分支語(yǔ)句switch”時(shí)，設(shè)置由學(xué)生自我體驗(yàn)的問題，例如：

輸入1~7，輸出對(duì)應(yīng)的星期名(即：Mon. Tue.… Sun.)。直接給出程序，讓學(xué)生運(yùn)行，程序如下。

#include

void main()

{

int n;

printf(\"Input 1~7:\");scanf(\"%d\"，n);

switch(n)

{

case 1:printf(\"Mon.\\");

case 2:printf(\"Tue.\\");

case 3:printf(\"Wed.\\");

case 4:printf(\"Thu.\\");

case 5:printf(\"Fri.\\");

case 6:printf(\"Sat.\\");

case 7:printf(\"Sun.\\");

default:printf(\"Input error!\\");

}

}

引導(dǎo)學(xué)生觀察運(yùn)行結(jié)束，發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)中的問題，尋求解決辦法，從而引出switch語(yǔ)句的特點(diǎn)、break語(yǔ)句的作用以及利用switch和break語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)的程序。

教師可以設(shè)置“不完善程序”或“病態(tài)案例”，讓學(xué)生通過“體驗(yàn)”方式去解決。學(xué)生不是盲目的運(yùn)行程序和觀察運(yùn)行結(jié)果，而是要他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)程序中的問題、想辦法去解決。此種學(xué)習(xí)體驗(yàn)不僅有助于學(xué)生對(duì)問題的理解，還可幫助學(xué)生進(jìn)行思維學(xué)習(xí)。

2.3融合教與學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建“講練結(jié)合”的教學(xué)方式——學(xué)中做

采用“精講多練、講練結(jié)合”的方式，使學(xué)生適時(shí)體驗(yàn)所學(xué)知識(shí)，化抽象思維為形象思維，加強(qiáng)應(yīng)用性操作，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用性思維能力。

講述數(shù)組時(shí)，明確“概念(講)”后，結(jié)合具體問題實(shí)現(xiàn)“基本操作(練)”。例如：

針對(duì)30名學(xué)生成績(jī)，進(jìn)行處理，如求總分、求最高分、統(tǒng)計(jì)80分以上人數(shù)等操作。

精講——明確以下基本概念：

① 數(shù)組是程序設(shè)計(jì)中不可缺少的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解決批量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理問題；

② 數(shù)組使用基本原則——逐個(gè)引用數(shù)組元素；

③ 實(shí)現(xiàn)數(shù)組的基本操作，多采用“循環(huán)結(jié)構(gòu)”；

因此，要存放30名學(xué)生成績(jī)，即批量數(shù)據(jù)，需定義數(shù)組，考慮數(shù)組名，數(shù)組大小及類型等要素，相應(yīng)的語(yǔ)句為：

float stu[30];

借助循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)組元素的輸入/輸出

for(i=0;i<30;i++)

scanf(”%f”，stu[i]);

┇

//數(shù)據(jù)處理部分

┇

for(i=0;i<30;i++)

printf(”%10.2f”，stu[i]);

多練——基本操作：

① 為數(shù)組元素輸入數(shù)據(jù)；

② 簡(jiǎn)單計(jì)算(如：求和、求平均值等)或數(shù)據(jù)處理(如：求最大值、篩選、排序等)；

③ 輸出結(jié)果及數(shù)組元素；

教師“精講”的同時(shí)，給學(xué)生“多練”的機(jī)會(huì)；學(xué)生在明確基本概念的同時(shí)，針對(duì)教師提出的問題，進(jìn)行模仿性練習(xí)(如講“求總分”，練“求平均分”；講“統(tǒng)計(jì)80分以上人數(shù)”、練“70~80分之間人數(shù)”等)和擴(kuò)展性練習(xí)(如“各分?jǐn)?shù)段人數(shù)的比例”、“排序”等)。課堂練習(xí)不僅有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更重要的是使學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)體驗(yàn)知識(shí)的應(yīng)用性，加深對(duì)知識(shí)的理解。

2.4以學(xué)生為中心，構(gòu)建“學(xué)思統(tǒng)一”的思維教學(xué)空間——學(xué)而思

思維教學(xué)的核心理念是培養(yǎng)聰明的學(xué)習(xí)者，教師要為學(xué)生提供足夠的思維空間，設(shè)法激勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生自主思維，加強(qiáng)探究性操作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。例如二維數(shù)組的存儲(chǔ)形如“矩陣”，講課內(nèi)容也僅討論矩陣相關(guān)的問題，因此可以設(shè)置諸如“生物繁殖仿真問題”來擴(kuò)展學(xué)生的思維。

生物繁殖仿真問題——把平面按坐標(biāo)劃分為方格，每個(gè)方格稱為一個(gè)單元。方格內(nèi)可以有一個(gè)生物或者沒有生物。若有生物則稱該單元為活單元，反之稱為死單元。與某單元相鄰的單元稱為它的鄰居，顯然非邊界處的每個(gè)單元有八個(gè)鄰居。我們規(guī)定生物繁殖的規(guī)律如下：

① 如果某個(gè)單元是活的，而它的八個(gè)鄰居沒有一個(gè)是活的，或者只有一個(gè)活鄰居，那末，該單元在下一代會(huì)由于孤單而死亡。

② 如果某個(gè)單元是活的，而它周圍的有四個(gè)或四個(gè)以上鄰居是活的，此時(shí)該單元在下一代會(huì)因過分擁擠而死亡。

③ 如果某個(gè)單元是活的，且它周圍有兩個(gè)或三個(gè)鄰居是活的，則下一代該單元仍然是活的。

④ 如果某個(gè)單元是死的，但它周圍恰有三個(gè)活鄰居，既不多也不少，那末，該單元下一代會(huì)變活。

⑤ 所有生物的生死變化都發(fā)生在同一時(shí)刻。也就是說，任一單元下一代的生死狀態(tài)只取決于該單元及其鄰居這一代的生死狀態(tài)。

題目的要求是，給出生物死活的原始狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖，求出以后各代的狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

解決此問題時(shí)，很容易想到用二維數(shù)組來描述生物所在空間，元素值為1代表活，為0代表死。在推算各代狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖的過程中，學(xué)生可以充分理解二維數(shù)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握數(shù)組元素的賦值及引用，相鄰元素的表示以及通過判斷產(chǎn)生下一代元素的值等基本操作。探究性題目不僅可以鞏固學(xué)生所學(xué)的基本知識(shí)，還可激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究的興趣，更重要的是擴(kuò)展教學(xué)時(shí)空，發(fā)展學(xué)生的思維能力。

3結(jié)束語(yǔ)

總而言之，思維發(fā)展水平是學(xué)生成材的關(guān)鍵，思維教學(xué)對(duì)學(xué)生現(xiàn)在和將來的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。學(xué)習(xí)和思維不是彼此獨(dú)立的，而是緊密聯(lián)系在一起的，相輔相承。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要充分了解學(xué)生的思維特點(diǎn)，深入挖掘教材，精心設(shè)計(jì)案例，在激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新性思維等方面下功夫。

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