梁艷華 黨慶一 顏 燁

(重慶大學城市科技學院電氣信息學院 重慶永川 402167)

啟發(fā)式教學法在應用型本科計算機教學中的應用*

梁艷華 黨慶一 顏 燁

(重慶大學城市科技學院電氣信息學院 重慶永川 402167)

筆者主要闡述啟發(fā)式教學法及其指導原則，將啟發(fā)式教學法應用到計算機基礎課程的教學中，以“堆棧在程序設計中的應用”教學單元為例，設計教學過程，并結(jié)合分析比較法等多種教學方式進行教學實施，取得較好的教學效果。

啟發(fā)式教學，計算機基礎，堆棧

隨著高等教育的大眾化發(fā)展，人們更加注重應用型人才的培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。目前，計算機基礎課程的教學中普遍存在如知識內(nèi)容枯燥單一，課程和課程間缺乏有機聯(lián)系，教學方法單調(diào)死板等問題，使教學過程不能很好的啟發(fā)、擴散學生的思維，成為培養(yǎng)應用型人才的障礙。眾多從教者由此而進行了諸多教學改革，其中啟發(fā)式教學法以其科學性、創(chuàng)新性、啟發(fā)性等特點得到了廣大師生的普遍認可。

1 啟發(fā)式教學法及其指導原則

啟發(fā)式教學法是指教師在教學過程中，依據(jù)所制定的教學目標，采用引導、啟示等多種教學手段，調(diào)動學生學習的興趣，從而達到使學生自覺主動學習和思考的一種教學方法[1]。

啟發(fā)式教學法一般遵循兩大原則，其一，在教學過程中既要重視知識的傳授，又要重視學生學習能力的培養(yǎng)。其教學過程的重點在于提高學生的自學能力，學生因此而自主的獲取更多的知識，使教學活動事半功倍。其二，在教學過程中，教師既要重視對知識的引導，又要重視學生獨立思考能力的培養(yǎng)，鍛煉學生依據(jù)自己的思維能力去認識和解決新問題。

2 啟發(fā)式教學法的教學設計

經(jīng)過4年的教學經(jīng)驗積累，筆者不斷嘗試將啟發(fā)式教學思想運用到具體的課堂教學。以計算機專業(yè)基礎課程——數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中“堆棧在程序設計中的應用”內(nèi)容為例，設計教學過程，并運用啟發(fā)式教學法引導整個教學過程。在教學設計中，以數(shù)據(jù)的存儲和存儲形式下的運算及其實現(xiàn)這兩條為教學主線，巧妙設置問題，引導學生主動思考，期望達到較好的教學效果。

2.1 巧妙設置引例

人們的思路往往是從具體到一般，因此，教學中新內(nèi)容的導入對激發(fā)學生的興趣和提高學生的學習效率有著至關重要的作用。在堆棧內(nèi)容的教學設計中，以具體的問題“將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)”作為內(nèi)容的導入，同時采用一題多解的思路進行問題的分析、討論和對比。

首先，分析問題。數(shù)制轉(zhuǎn)換問題是計算機的常見問題，以這個問題作為引入點，在學生現(xiàn)有知識能力的基礎上啟發(fā)學生，會更自然，學生也會更容易接受?？刹捎锰釂柕姆绞?，引導其回顧將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為某一進制數(shù)的一般方法，即“除R取余法”。

然后，討論進制轉(zhuǎn)換的程序設計方法。啟發(fā)編程要點：①數(shù)據(jù)采用普通數(shù)據(jù)存儲，如定義一個數(shù)組，來存儲余數(shù)，同時存儲十進制數(shù)N，進制數(shù)R。②整個程序設計采用簡單的循環(huán)結(jié)構(gòu)，并引導其得出解題的具體步驟。學生在現(xiàn)有知識基礎上，能很快得出程序代碼，此為問題的第一種解法。同時，進一步引導學生，分析這種程序代碼的優(yōu)缺點——問題處理較簡潔明了，但簡單循環(huán)結(jié)構(gòu)的處理方式導致程序代碼的冗余度較大。由此引出主要內(nèi)容——堆棧及其運算。

2.2 引出堆棧及其運算的相關內(nèi)容

有了前期問題的導入，學生對學習堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的興趣大幅度提高，筆者從兩個方面對其內(nèi)容進行講解：數(shù)據(jù)在計算機中的存儲和存儲形式下數(shù)據(jù)的常見運算。

數(shù)據(jù)的存儲不僅是一個學習單元所關注的內(nèi)容，每個人對于數(shù)據(jù)存儲都有自己的理解，別人的經(jīng)驗、結(jié)論并不能加深自己對問題的理解，只有在學習中不斷進行思考，不斷總結(jié)，才能真正理解其含義。因此，這部分內(nèi)容的講解要以引導為主，使學生自己通過思考，得出堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲特點及相關運算。最后教師再對其進行系統(tǒng)性講解，幫助學生梳理系統(tǒng)化知識結(jié)構(gòu)。以結(jié)構(gòu)化程序設計方法和C語言程序?qū)崿F(xiàn)為例，順序存儲結(jié)構(gòu)的堆棧及其運算定義[2]如下：

typedef struct

{

elemtype data[maxsize]；

int top；

}stack；

push(&s，e)//插入元素e為新的棧頂元素。

pop(&s，&e)//刪除s的棧頂元素，并用e返回其值。

stackempty(s)//若棧s為空棧，則返回true，否則返回false。

gettop(s，&e)//用e返回s的棧頂元素。

2.3 啟發(fā)學生另尋解題思路

為了使學生更好的掌握堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并能用它解決實際問題，應進一步引導學生分析數(shù)制轉(zhuǎn)換的過程，啟發(fā)學生總結(jié)轉(zhuǎn)換過程中的規(guī)律，即余數(shù)具有“后進先出”的特點，進而引導其用堆棧處理數(shù)制轉(zhuǎn)換的過程。

首先，分析使用堆棧后，數(shù)據(jù)在堆棧中的存儲及變化情況，引導學生——余數(shù)需要存儲在堆棧中，并進一步分析數(shù)據(jù)在計算機中的變化情況及所應做的操作，其變量及所做的操作如表1所示。其中被除數(shù)N即為要轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)，除數(shù)R為要轉(zhuǎn)換的進制，商K為操作中的中間結(jié)果，余數(shù)J為最后需要存儲的結(jié)果。

表1 數(shù)制轉(zhuǎn)換中變量及所做操作

其次，啟發(fā)學生總結(jié)規(guī)律，并得出數(shù)制轉(zhuǎn)換過程中的流程圖，進而得到使用堆棧后的程序設計的語句。此為問題的第二種解法。

根據(jù)啟發(fā)式教學法的原則，在課堂上應注重對學生學習興趣的啟發(fā)和引導，發(fā)揮學生的主體作用，因此，在其講解過程中，巧設疑問，本著師生互動，重思維能力的培養(yǎng)，重學習過程的原則，啟發(fā)、引導學生。例如可設立“堆棧存儲和管理數(shù)據(jù)的性質(zhì)如何”“如何利用堆棧來存儲和管理余數(shù)”“循環(huán)體中的程序語句是什么”等問題來引導整個教學過程。問題設置的個數(shù)和時機應恰當巧妙，將整個教學過程分為四個階段，即前期、前中期、中期和后期，并在各個階段中設置一個問題，引導相關知識點，并發(fā)揮問題的功能。教學過程中問題的設計及問題所處的教學過程的階段如表2所示。

表2 教學過程中問題設置

2.4 問題的分析、比較和引申

至此，學生對堆棧及其應用有了比較深刻的印象，不僅對堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲和處理數(shù)據(jù)的特點有了深刻的理解，還對堆棧的應用有了一個更深入的了解.然而，學習是一個循環(huán)往復的過程，在一定的階段適當重復并夯實學生已有的知識內(nèi)容對其知識的掌握具有重要的作用。因此，在教學的后期，采用分析比較法，對兩種解決問題進行分析和比較，其兩種問題的解決辦法的代碼如表3所示。

表3 兩種數(shù)制轉(zhuǎn)換過程代碼

從數(shù)據(jù)的存儲方式和代碼的可讀性及重用度兩個方面啟發(fā)學生比較結(jié)果：①數(shù)據(jù)的存儲方式不同。第一種僅采取數(shù)組的方式存儲，沒有統(tǒng)一的運算；另一種采用堆棧存儲數(shù)據(jù)，并運用入棧和出棧的運算來完成數(shù)據(jù)的處理。②程序的可讀性及代碼的重用度不同。比較而言，第一種方式程序的可讀性較差，且代碼的重用度不高。同時，引導學生對堆棧的應用進行擴展，如“括號匹配問題”“表達式求值問題”“迷宮求解問題”等，從而達到擴展學生思維的目的。

3 結(jié)語

啟發(fā)式教學法以其科學性、創(chuàng)新性和啟發(fā)性在教學過程中受到廣大從教者的廣泛使用，在實施啟發(fā)式教學法的過程中，需要注意的問題有：①要求教師精心備課和組織教學，不僅需要教師在深入備課的基礎上提煉出重點、難點，還要求教師精心組織問題，并在講授中有重點、有目的的點評；②要求教師考慮學生的現(xiàn)有知識能力，進行合理、適當?shù)膯l(fā)，并在適當?shù)臅r機引導學生找到問題所在。③充分發(fā)揮學生的積極性和主動性，可采取小組討論、分析對比等多種方式組織教學，以取得較好的效果。

組織教學是常試常新的過程，筆者僅給出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程一個知識單元的教學過程改革。啟發(fā)式教學法的精髓在于激發(fā)學生的興趣，拓展學生的思維能力。在教學中，可通過各種教學方法和手段激發(fā)學生的學習欲望，使其積極思考，發(fā)現(xiàn)問題。如何將啟發(fā)式教學法與其他方法結(jié)合，以及將其應用到計算機其他學科的教學環(huán)節(jié)中，并不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高效果，需要廣大從教者長期共同努力和相互交流。

[1]張菁，張鑫.啟發(fā)式教學在“大學計算機基礎”課程中的應用[J].計算機教育，2010，8(12)：63.

[2]嚴蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)[M].北京：清華大學出版社，1997.45.

(責任編輯李平)

重慶市重點教改項目“電氣信息類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”(編號0824058)的成果之一。

2014-7-24

梁艷華(1981-)，女，內(nèi)蒙古赤峰市人，碩士，講師，研究方向為數(shù)據(jù)庫技術(shù)。Email：354946839@qq.com。

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