周利榮

摘要：本文分析了傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)的步驟、特點、缺點及針對高職學(xué)生產(chǎn)生的困境。分析了傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)對高職學(xué)生產(chǎn)生困境的原因，并提出了“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”，分析了發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)的步驟、特點及優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計;發(fā)現(xiàn)教學(xué)法;問題驅(qū)動;能力本位

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）14-0071-03

Python是一種面向?qū)ο蟮摹討B(tài)的、解釋型的計算機語言，由于語法簡潔、優(yōu)雅，簡單易學(xué)、易讀以及可擴展性、可移植性、實用性等優(yōu)點，已成為主流開發(fā)語言，高職院校也正逐步采用python作為程序設(shè)計教學(xué)語言。目前，高職程序設(shè)計課堂教學(xué)仍大多采用以單向傳授為主的傳統(tǒng)程序教學(xué)設(shè)計方法，在實際教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)效果并不理想。

1 傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)

1.1傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)的一般步驟

（1）教師顯示程序設(shè)計題目;（2）教師講解程序設(shè)計所需相關(guān)知識點;（3）教師顯示代碼;（4）講解程序功能并運行程序;（5）通過練習(xí)深化提升學(xué)生對相關(guān)知識點及程序的理解。

1.2 傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)的特點

傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)模式的特點是“單向傳授，以‘教師、教材和課堂為中心，知識本位”。在課堂教學(xué)中，主要是教師傳授學(xué)生聽講，即“單向傳授”。教師是課堂的主宰，根據(jù)教材制定學(xué)習(xí)內(nèi)容，控制著學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)過程;學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的地位，只需按教師設(shè)計好的過程接受教師講授的程序設(shè)計知識，然后通過練習(xí)鞏固所講內(nèi)容;教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間基本沒有互動。即以“教師、教材和課堂”為中心。傳統(tǒng)的程序設(shè)計教學(xué)模式需要達到的教學(xué)目標是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握程序設(shè)計知識，即“知識本位”。

1.3 傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)的缺點

在針對高職學(xué)生進行程序設(shè)計教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)，由于高職學(xué)生的數(shù)學(xué)、英語基礎(chǔ)知識、思維能力、自控力較差，缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略，在教師講解程序設(shè)計相關(guān)知識點時，許多學(xué)生不能集中注意力，已經(jīng)很少有學(xué)生在認真聽課了[1]。

1.4 傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)對高職學(xué)生產(chǎn)生困境的原因

傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)對高職學(xué)生產(chǎn)生困境的原因在于違背了教學(xué)的基本原則——可接受原則。維果茨基說過：“教學(xué)必須符合學(xué)生的年齡特征，必須以學(xué)生的成熟或準備性為基礎(chǔ)，這是可接受原則的基本要求”。學(xué)習(xí)程序設(shè)計需要很強的邏輯思維能力和抽象思維能力。高職學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力沒有得到很好的發(fā)展，而傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)是從抽象到抽象，讀懂程序和編程需要很強的邏輯思維能力和一定的數(shù)學(xué)、英語知識，即傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)對高職學(xué)生有很高的難度，使學(xué)生產(chǎn)生了畏難情緒和厭學(xué)心理。

1.5 走出困境的對策

走出困境的對策：從學(xué)生已知道的知識經(jīng)驗出發(fā)，由教師提出學(xué)生容易回答的問題開始教學(xué)，學(xué)生經(jīng)歷探究、思考、交流、討論后回答問題，使教學(xué)過程符合高職學(xué)生的認知規(guī)律。

教師要變灌輸式教學(xué)為啟發(fā)式教學(xué)。傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)方式是灌輸式教學(xué)，是以教師為中心，不顧學(xué)生的接受能力，強行灌輸，以教代學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)方式是以學(xué)生為中心，從學(xué)生的接受能力和知識基礎(chǔ)出發(fā)，啟發(fā)誘導(dǎo)，使學(xué)生經(jīng)歷了探究、思考的過程，教學(xué)過程符合高職學(xué)生的認知規(guī)律。

2 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)

總結(jié)高職程序設(shè)計教學(xué)的實踐經(jīng)驗，提出“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”。由教師提出問題，學(xué)生通過比較Python程序運行結(jié)果的差異，在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過討論、交流回答教師提出的問題，得到某個變量、函數(shù)參數(shù)的功能，逐步得到某個函數(shù)、語句以至整個程序的功能，即由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識的教學(xué)方法。

2.1 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)的一般步驟

（1）教師顯示題目;（2）教師顯示代碼，說明程序功能并運行程序;（3）改變某個變量、參數(shù)的值，運行程序;（4）由學(xué)生比較改變前后程序運行結(jié)果的差異;（5）教師提出問題;（6）引導(dǎo)學(xué)生討論得到某個變量、參數(shù)的功能或含義;（7）重復(fù)（3）、（4）、（5）、（6），引導(dǎo)學(xué)生自己得出某個函數(shù)或語句的功能;（8）教師講解相關(guān)函數(shù)或語句的知識點以深化學(xué)生對知識點的理解;（9）重復(fù)（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8），引導(dǎo)學(xué)生自己得出某段程序和整個程序的功能;（10）通過練習(xí)深化提升學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。

2.2 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)實例

（1）教師顯示題目（使用python的turtle模塊的繪圖功能繪制如圖1所示的圖形）及程序代碼（見第5頁）。

（2）說明程序功能并運行程序。

（3）改變函數(shù)forward（）參數(shù)的值，運行程序。

改變forward（200）為forward（100）、forward（50），并分別運行，教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果（圖3、圖4、圖5）的差異。教師提出問題：三次程序運行結(jié)果的差異在哪里？很明顯，圖4 中線段的長度是圖3中的線段的長度一半、圖5 中線段的長度是圖4中的線段的長度一半，這是由于函數(shù)forward（）的參數(shù)由200變100，再由100變?yōu)闉?0引起的。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)forward（）參數(shù)的含義是：線段的長度;函數(shù)forward（）的功能是：沿畫筆所指定方向前進指定的長度;教師講解函數(shù)forward（）的知識點。

（4）改變函數(shù)left（）、rang（）參數(shù)的值，運行程序。

①函數(shù)rang（）參數(shù)改為36，left（）的參數(shù)改為170，運行程序得到結(jié)果為圖6。函數(shù)rang（）參數(shù)改為24，left（）的參數(shù)改為165，運行程序得到結(jié)果為圖7。函數(shù)rang（）參數(shù)改為12，left（）的參數(shù)改為150，運行程序得到結(jié)果為圖8。教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果的差異。

教師提出問題：三次程序運行結(jié)果（圖6、圖7、圖8）的線條數(shù)分別是多少？很明顯，圖6、圖7、圖8人的線條數(shù)分別是36、24、12，這同函數(shù)rang（）的參數(shù)36、24、12是相同的，學(xué)生填好表格1中2、3列。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)rang（）參數(shù)的含義是：循環(huán)次數(shù)，函數(shù)rang（）的功能是：如果函數(shù)內(nèi)只有一個參數(shù)，則表示產(chǎn)生從0開始計數(shù)到輸入?yún)?shù)（前一位整數(shù)）結(jié)束的整數(shù)列表;教師講解函數(shù)rang（）的知識點。

教師提出問題：三次程序運行過程中海龜旋轉(zhuǎn)的角度分別是多少？此問題有一定難度，教師可將學(xué)生分組進行討論，并給出提示：旋轉(zhuǎn)的角度=180-尖角的角度，所有尖角的角度之和為360，可先求出尖角的角度。很明顯，圖6 中共有36個尖角，角度之和為360，因此，每個尖角的角度為10度，旋轉(zhuǎn)的角度是180-10=170。圖7中共有24個尖角，角度之和為360，因此，每個尖角的角度為15度，旋轉(zhuǎn)的角度是180-15=165。圖8中共有12個尖角，角度之和為360，因此，每個尖角的角度為30度，旋轉(zhuǎn)的角度是180-30=150。這同函數(shù)left（）的參數(shù)170、165、150是相同的，學(xué)生填好表格1中4、5列。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)left（）參數(shù)的含義是：向左旋轉(zhuǎn)的角度;函數(shù)left（） 的功能是：在畫筆原來的方向上，畫筆向左旋轉(zhuǎn)參數(shù)指定的角度;教師講解函數(shù)left（）的知識點。學(xué)生填好表格1中6、7列。

②函數(shù)rang（）參數(shù)改為15，left（）的參數(shù)改為168，運行程序得到結(jié)果為圖9。函數(shù)rang（）參數(shù)改為9，left（）的參數(shù)改為160，運行程序得到結(jié)果為圖10。函數(shù)rang（）參數(shù)改為3，left（）的參數(shù)改為120，運行程序得到結(jié)果為圖11。教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果的差異。引導(dǎo)學(xué)生填好表格2中黑色部分。

教師提出問題：表格1的線條數(shù)是偶數(shù)還是奇數(shù)？線條數(shù)*（180-left（）參數(shù)值）是多少？表格2的線條數(shù)是偶數(shù)還是奇數(shù)？線條數(shù)*（180-left（）參數(shù)值）是多少？很明顯，表格1的線條數(shù)是偶數(shù)，線條數(shù)*（180-left（）參數(shù)值）是360。表格2的線條數(shù)是奇數(shù)，線條數(shù)*（180-left（）參數(shù)值）是180。引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論：當(dāng)圖形中線條數(shù)是偶數(shù)時，線條數(shù)*（180-旋轉(zhuǎn)角度）=360，即旋轉(zhuǎn)角度=180-（360/線條數(shù)）;當(dāng)圖形中線條數(shù)是奇數(shù)時，線條數(shù)*（180-旋轉(zhuǎn)角度）=180，即旋轉(zhuǎn)角度=180-（180/線條數(shù)）。旋轉(zhuǎn)角度同線條數(shù)存在數(shù)量關(guān)系，即函數(shù)left（）參數(shù)值同函數(shù)range（）參數(shù)值存在數(shù)量關(guān)系。

③函數(shù)rang（）參數(shù)改為3， left（）的參數(shù)改為120，運行程序得到結(jié)為圖12，函數(shù)rang（）參數(shù)不變， left（）的參數(shù)改為-120，運行程序得到結(jié)為圖13。教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果的差異。教師提出問題：兩次運行過程及結(jié)果有何區(qū)別？很明顯，當(dāng)left（）的參數(shù)為正數(shù)時，海龜旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，三角形為正立;當(dāng)left（）的參數(shù)為負數(shù)時，海龜旋轉(zhuǎn)方向為順時針，三角形為倒立。

（5）教師講解函數(shù)for語句的知識點，引導(dǎo)學(xué)生自己得出程序段（4-6行）的功能。

（6）改變函數(shù)begin_fill（）、end_fill（）的值，運行程序。

改變turtle.begin_fill（）為#turtle.begin_fill（），改變turtle.end _fill（）為#turtle.end_fill（），并分別運行，教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程。教師提出問題：比較程序運行結(jié)果（圖14、圖15）的差異在哪里？很明顯，改變前運行結(jié)果（圖14）是有填充色的，改變后運行結(jié)果（圖15）是無填充色的。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)begin_fill（）、end_fill（）的功能分別是：開始填充、結(jié)束填充;教師講解函數(shù)begin_fill（）、end_fill（）的知識點。

（7）引導(dǎo)學(xué)生自己得出程序段（3-7行）的功能。

（8）改變函數(shù)color（）參數(shù)的值，運行程序。

①改變color（"red"， "yellow"）為color（"red"， "blue"）、color（"red"， "green"），并分別運行，教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果的差異。教師提出問題：三次程序運行結(jié)果的差異在哪里？很明顯，三次程序運行結(jié)果（圖16、圖17、圖18）的線條顏色是相同的，都是紅色，三次程序運行結(jié)果的填充顏色是不相同的，分別是黃色、藍色、綠色。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)color （）第二參數(shù)的含義是填充的顏色。

②改變color（"red"， "yellow"）為color（"blue"， "yellow"）、color（"green"， "yellow"），并分別運行，教師提醒學(xué)生仔細觀察程序運行過程，并比較程序運行結(jié)果的差異。教師提出問題：三次程序運行結(jié)果的差異在哪里？很明顯，三次程序運行結(jié)果（圖19、圖20、圖21）的填充顏色是相同的，都是黃色，三次程序運行結(jié)果的線條顏色是不相同的，分別是紅色、藍色、綠色。引導(dǎo)學(xué)生自己得到函數(shù)函數(shù)color （）第一參數(shù)的含義是線條的顏色，函數(shù)color （）的功能是：設(shè)置畫筆的線條顏色、填充顏色;教師講解函數(shù)color （）的知識點。

（9）改變 import turtle （）為#import turtle，并運行程序，出現(xiàn)錯誤提示：“NameError： name 'turtle' is not defined”，并且是在程序的第二行：turtle.color（"red"， "yellow"）。教師翻譯上述英文的含義，并提出問題：為什么import turtle變?yōu)榉菆?zhí)行語句會出現(xiàn)上述提示？如果學(xué)生不能回答，教師可給出提示：turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫，使用其中的函數(shù)color（）、begin_fill（）、forward（）、left（）、end_fill（）必須導(dǎo)入turtle模塊。引導(dǎo)學(xué)生自己得到import turtle語句的功能是：使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入turtle模塊;教師講解import語句的知識點。

（10）引導(dǎo)學(xué)生自己得出整個程序的功能，教師顯示附有注釋的代碼如下：

import turtle? ? ? ? ? #使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入turtle模塊

turtle.color（"red"， "yellow"） #調(diào)用 turtle模塊的color（）函數(shù)設(shè)置畫筆顏色="red"，填充顏色="yellow"

turtle.begin_fill（）? ? #調(diào)用 turtle模塊的begin_fill（）函數(shù)開始填充

for i in range（36）：? ? #循環(huán)36次

turtle.forward（200）? ? #調(diào)用 turtle模塊的forward（）函數(shù)沿畫筆指定方向前進200

turtle.left（170）? ? ? ?#調(diào)用 turtle模塊的left（）函數(shù)在畫筆原來的方向上，向左旋轉(zhuǎn)170度

turtle.end_fill（）? ? ? #調(diào)用 turtle模塊的end_fill（）函數(shù)結(jié)束填充

（11）通過練習(xí)（使用turtle模塊的繪圖功能繪制如圖2所示的圖形）深化提升學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。教師引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察圖2，不難發(fā)現(xiàn)，圖2中線條顏色、填充顏色均為紅色，因此，color（）函數(shù)兩個參數(shù)值均為"red"，圖2中線條數(shù)為5，是奇數(shù)，由表格2及上述結(jié)論知：旋轉(zhuǎn)角度=180-（180/線條數(shù)）=144，旋轉(zhuǎn)方向為順時針，left（）函數(shù)參數(shù)值為-144。其他代碼不變。

2.3 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)的特點

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)模式的特點是“問題驅(qū)動，以‘學(xué)生、經(jīng)驗和活動為中心，能力本位”。是一種促進學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。[2]教師給學(xué)生塔建空間和舞臺，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自己比較、討論，并在此基礎(chǔ)上促使學(xué)生自己得出某個函數(shù)或語句的功能，即“問題驅(qū)動”。學(xué)生變成學(xué)習(xí)的主體，教師只是學(xué)生知識建構(gòu)的引導(dǎo)者、幫助者、促進者，教師與學(xué)生組成學(xué)習(xí)共同體[3];教師提出問題是從學(xué)生已有的知識經(jīng)驗出發(fā)的;就教師提出的問題，學(xué)生展開活動（比較、討論、交流），即以“學(xué)生、經(jīng)驗和活動”為中心。發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)模式需要達到的教學(xué)目標是引導(dǎo)學(xué)生如何解決問題，發(fā)現(xiàn)知識，從而提高學(xué)生的解決問題的能力，即“能力本位”。

2.4 發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)的優(yōu)點

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法提高了學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)習(xí)自信心，使學(xué)生看到了自己的潛能。由教師提出問題開始，學(xué)生的注意力被吸引到問題上，而問題又是從學(xué)生已知道的知識經(jīng)驗出發(fā)，學(xué)生是容易回答的，明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)習(xí)自信心。使高職學(xué)生認識到，程序設(shè)計并非深不可測，高不可攀，只要付出努力也是可以學(xué)好的。

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法提高了高職學(xué)生的思維能力。在提出問題之后，引導(dǎo)學(xué)生從具體、簡單的觀察、比較計算出發(fā)，通過學(xué)生之間相互討論，在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生自己提煉、歸納、總結(jié)知識點，自己得出某段程序和整個程序的功能以及程序之間的邏輯關(guān)系。提高了學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力。

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神。發(fā)現(xiàn)教學(xué)法以問題為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力為目標，把學(xué)生的學(xué)習(xí)置于簡單且從學(xué)生的知識經(jīng)驗出發(fā)的問題中，通過學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來解決問題，從而形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法使學(xué)生的學(xué)習(xí)由機械學(xué)習(xí)變?yōu)橛幸饬x學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)采用“灌”的方式進行教學(xué)，要求學(xué)生死記硬背，反復(fù)練習(xí);學(xué)生沒有經(jīng)歷探究、思考的過程;只是消極、被動地接受知識，學(xué)到的知識不能靈活應(yīng)用。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)是機械學(xué)習(xí)。發(fā)現(xiàn)教學(xué)法程序設(shè)計教學(xué)采用“啟”的方式進行教學(xué)，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識，學(xué)生經(jīng)歷探究、思考的過程;學(xué)生將符號所代表的新知識與學(xué)習(xí)者圖式中已有的知識經(jīng)驗建立非人為的、實質(zhì)性聯(lián)系;學(xué)生真實主動地進入知識的領(lǐng)域，擁抱知識、掌握知識;在參與中體驗到學(xué)習(xí)的樂趣和成功。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)是有意義學(xué)習(xí)[4]。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：王力】