摘要：拋錨式教學(xué)模式是信息化教學(xué)模式之一，其主要特點(diǎn)是從學(xué)生已有的知識(shí)出發(fā)，通過情景提出問題，確定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程。在分析《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》課程教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，作者對(duì)拋錨式教學(xué)模式在《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》中的應(yīng)用進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐探討，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用拋錨式教學(xué)能夠很好地將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的概念、原理與真實(shí)世界聯(lián)系起來，充分利用知識(shí)之間的聯(lián)系，一步步地引導(dǎo)學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的知識(shí)。
　　關(guān)鍵詞：拋錨式教學(xué)模式；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)；教學(xué)案例
　　拋錨式教學(xué)模式是基于真實(shí)或模擬情景的信息化教學(xué)模式，它通過情景產(chǎn)生學(xué)習(xí)需求，確定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程（就像輪船被錨固定一樣），通過鑲嵌式教學(xué)和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，親身體驗(yàn)識(shí)別解決問題，從而達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)。
　　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是近年來迅速發(fā)展的軟件設(shè)計(jì)思想和技術(shù)，它是在繼承結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與長處的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種全新的程序設(shè)計(jì)思想和方法，在軟件開發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用?！睹嫦?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)必修的一門重要課程，研究如何在教學(xué)過程中運(yùn)用信息化教學(xué)模式對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的知識(shí)和問題解決的能力具有一定的實(shí)踐意義和價(jià)值。
　　1.《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》教學(xué)的特點(diǎn)
　　把握課程的特點(diǎn)是開展教學(xué)的起點(diǎn)和選擇合適教學(xué)模式的關(guān)鍵。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是在繼承傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。因此，《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)該包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的區(qū)別兩個(gè)方面。
　　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基于一種抽象的數(shù)據(jù)類型——類，和這種抽象數(shù)據(jù)類型的實(shí)例——對(duì)象［１］。對(duì)象是具有某些特性的具體事物的抽象，對(duì)象有屬性和方法，分別用來表征對(duì)象的狀態(tài)和行為，類是創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例的模板，用來描述具有相同屬性和方法的對(duì)象集合，它定義了集合中每個(gè)對(duì)象共有的屬性和方法，對(duì)象是類的實(shí)例。事件是能被對(duì)象所識(shí)別的外部刺激，如單擊鼠標(biāo)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)通過事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制處理事件，即只有在事件發(fā)生時(shí)程序才會(huì)運(yùn)行，否則處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖1表明了這幾個(gè)概念之間的聯(lián)系［2］：
　　圖1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中基本概念的關(guān)系
　　2.《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》教學(xué)中的拋錨式教學(xué)
　　2.1理論基礎(chǔ)
　　拋錨式教學(xué)模式是指在多樣化的現(xiàn)實(shí)生活背景中（或在利用技術(shù)虛擬的情境中）運(yùn)用情境化教學(xué)技術(shù)以促進(jìn)學(xué)生反思，提高遷移能力和解決復(fù)雜問題能力的一種教學(xué)方式［3］。所謂的“錨”，是指在情景中創(chuàng)設(shè)的事例和提出的問題。拋錨式教學(xué)模式是建構(gòu)主義教學(xué)模式之一，建構(gòu)主義主張學(xué)習(xí)者通過感受真實(shí)的環(huán)境達(dá)到對(duì)事物的本質(zhì)及其相互之間的聯(lián)系的認(rèn)知。拋錨式教學(xué)模式以真實(shí)的事例或問題為錨，在問題背景中產(chǎn)生學(xué)習(xí)需求，通過主動(dòng)學(xué)習(xí)、生成學(xué)習(xí)和與其他學(xué)習(xí)成員之間的交流與合作，親歷從識(shí)別目標(biāo)到達(dá)成目標(biāo)的全過程［4］。
　　拋錨式教學(xué)具有與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同的特征：通過真實(shí)或者設(shè)置的情景引出用作“錨”的問題或者實(shí)例；教師不再是傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)的傳播者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、支持者和學(xué)習(xí)伙伴；學(xué)生通過自主和合作的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)；強(qiáng)調(diào)教學(xué)的無序性，也就是教學(xué)順序與預(yù)先確定的教學(xué)設(shè)計(jì)不一致，無序性教學(xué)富有彈性，教學(xué)信息不確定，教學(xué)目標(biāo)具有相對(duì)開放性，教學(xué)結(jié)果有彈性［5］。
　　2.2教學(xué)案例
　　以掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的三大特性中的“繼承”、“多態(tài)”及“接口”的概念教學(xué)為例，下面談?wù)勗诿嫦驅(qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中如何實(shí)施拋錨式教學(xué)，程序的實(shí)現(xiàn)使用C#語言。學(xué)習(xí)的前提是學(xué)生已經(jīng)掌握面向?qū)ο蟮母拍詈汀邦悺钡母拍?，掌握?gòu)造類、屬性和方法的知識(shí)。
　　“繼承”、“多態(tài)”和“接口”之間既相互聯(lián)系又有區(qū)別，為保持教學(xué)內(nèi)容的連貫性和邏輯性，將本次教學(xué)分為2個(gè)單元，分別學(xué)習(xí)“繼承”、“多態(tài)”和“接口”。
　　單元1：“繼承”和“多態(tài)”
　　情境1：計(jì)算機(jī)動(dòng)畫展示：一只“喵喵”叫的“貓”和一只“汪汪”叫的“狗”，動(dòng)畫顯示它們都屬于“動(dòng)物”。
　　問題1：“分別為貓和狗創(chuàng)建2個(gè)類‘Cat’和‘Dog’，這2個(gè)類都具有表示名字的屬性‘name’和表示動(dòng)物叫喚的方法‘shout’。建立主程序，在其中實(shí)例化貓和狗的對(duì)象，輸出這2個(gè)對(duì)象的‘name’，執(zhí)行‘shout’方法，分別輸出‘喵’和‘汪’?！?br/>　　問題1的提出是建立在學(xué)生已經(jīng)掌握了“類”和“對(duì)象”的概念基礎(chǔ)上。建立1個(gè)“Cat”類和一個(gè)“Dog”類，它們具有功能相同的屬性和方法。學(xué)生根據(jù)自己掌握的面向?qū)ο蟮闹R(shí)和對(duì)問題的理解，可以自己獨(dú)立解決問題，也可以通過與其他同學(xué)交流協(xié)作的方式完成任務(wù)。
　　問題2：“問題1中創(chuàng)建了2個(gè)類，主程序中執(zhí)行了一些操作，在這2個(gè)類和主程序中，許多代碼是重復(fù)或相似的，這些代碼被稱為冗余代碼，有什么方法將代碼精簡，實(shí)現(xiàn)代碼的重用？”
　　如前所述，學(xué)生建立的2個(gè)類中具有形同功能的屬性和方法，代碼冗余度大，復(fù)用率低。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)允許通過類的“繼承”實(shí)現(xiàn)代碼的優(yōu)化和復(fù)用。在解決問題2之前要讓學(xué)生掌握“繼承”的概念，并掌握以“繼承”的方式建立新類的操作，然后著手解決問題2提出的問題。通過分析“Cat”和“Dog”兩個(gè)類的共同點(diǎn)，建立一個(gè)“animal”類，該類有1個(gè)“name”屬性和1個(gè)“shout”方法。重新構(gòu)建“Cat”類和“Dog”類，讓它們繼承自“animal”類。重寫主程序，輸出“name”、執(zhí)行“shout”方法。這時(shí)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)新的問題：“Cat”對(duì)象和“Dog”對(duì)象執(zhí)行“shout”方法輸出的結(jié)果是相同的。由此引出問題3。
　　問題3：“為什么執(zhí)行重構(gòu)后的程序，‘Cat’對(duì)象和‘Dog’對(duì)象執(zhí)行‘shout’方法得到相同的結(jié)果？這顯然是不合實(shí)際的，如何解決？”
　　問題3引出了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的另外一個(gè)重要屬性“多態(tài)”。所謂多態(tài)，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中是指的同一個(gè)消息或者操作作用于不同的對(duì)象產(chǎn)生不同的結(jié)果。在解決問題3之前要讓學(xué)生掌握“多態(tài)”的概念，然后著手解決問題。重構(gòu)“animal”類，將“shout”方法改為沒有方法體的抽象方法。重構(gòu)“Cat”和“Dog”類，在其中重載“shout”方法，并分別實(shí)現(xiàn)各自的“shout”方法。修改主程序，使用“animal”類分別實(shí)例化一個(gè)“Cat”對(duì)象和一個(gè)“Dog”對(duì)象，它們執(zhí)行“shout”方法后得到不同的結(jié)果。
　　單元2：“接口”
　　情景2：在情景1的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫在“貓”的下方顯示一只“機(jī)器貓”，“機(jī)器貓”一邊“喵喵”叫，一邊變魔術(shù)，變出一條魚。接著在“狗”的下方出現(xiàn)一只“機(jī)器狗”，“機(jī)器狗”一邊“汪汪”叫，一邊變魔術(shù)，變出一根骨頭。
　　問題4：“動(dòng)畫中我們看到‘機(jī)器貓’和‘機(jī)器狗’除了分別具有‘貓’和‘狗’的一般特征外，還具有普通貓和狗不具備的特征，請(qǐng)用程序分別輸出‘機(jī)器貓’和‘機(jī)器狗’叫喚的聲音‘喵’和‘汪’，并輸出‘機(jī)器貓’和‘機(jī)器狗’變魔術(shù)的動(dòng)作‘機(jī)器貓：變魚’和‘機(jī)器狗：變骨頭’。要求運(yùn)用接口的知識(shí)解決該問題?！?br/>　　“機(jī)器貓”和“機(jī)器狗”都要具有普通貓和狗的屬性，它們應(yīng)該分別派生于“Cat”類和“Dog”類。它們又要分別實(shí)現(xiàn)“變”這個(gè)動(dòng)作，如果讓2個(gè)派生類分別實(shí)現(xiàn)各自的“變”的動(dòng)作，則顯然又會(huì)顯出代碼的冗余。似乎可以像上面的“貓”和“狗”那樣構(gòu)造一個(gè)基類，讓“機(jī)器貓”和“機(jī)器狗”繼承基類?？墒荂#語言只允許單繼承，“機(jī)器貓”和“機(jī)器狗”已經(jīng)分別繼承自“Cat”類和“Dog”類了，如何又能繼承自其他類呢？解決問題的辦法就是使用接口。接口是用來定義一種程序的協(xié)定。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，接口主要用于行為跨越不同類的對(duì)象，使用接口可以很好地增強(qiáng)現(xiàn)有類的功能，保證在特定的環(huán)境下系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)這些功能。
　　要解決問題4必須學(xué)習(xí)“接口”的相關(guān)知識(shí)，以及如何使用“接口”的操作。學(xué)生將在教師的引導(dǎo)下通過教師的講解和自主學(xué)習(xí)掌握這些知識(shí)，然后解答問題4。創(chuàng)建接口“IChange”，使其具有“change”方法。分別從“Cat”類和“Dog”派生出兩個(gè)類“CatMachine”和“DogMachine”，并且這兩個(gè)類都要實(shí)現(xiàn)“IChange”接口的“change”方法，分別輸出“機(jī)器貓：變魚”和“機(jī)器狗：變骨McMADK5QjMHmyQnsgI5ChQ==頭”字符串。由于“CatMachine”類和“DogMachine”類分別繼承自“Cat”類和“Dog”類，它們的實(shí)例對(duì)象都可以實(shí)現(xiàn)普通“Cat”類和“Dog”類的功能，又實(shí)現(xiàn)了“IChange”接口，具有“變”的功能，并且代碼復(fù)用率高，冗余度小。
　　3.教學(xué)反思
　　拋錨式教學(xué)密切聯(lián)系了課程內(nèi)容和日常生活，從學(xué)生已知的知識(shí)出發(fā)，運(yùn)用形象生動(dòng)的情景、實(shí)例或者問題設(shè)置好教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程，讓學(xué)生從問題出發(fā)開展積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想是建立在對(duì)現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的基礎(chǔ)上的，運(yùn)用拋錨式教學(xué)模式能夠很好地將面向?qū)ο蟮母拍詈筒僮髋c真實(shí)世界聯(lián)系起來，充分利用知識(shí)之間的聯(lián)系一步步地引導(dǎo)學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的知識(shí)和相關(guān)操作。
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