探索高级语言程序设计教学中培养学生创新能力的学习模型

探索高级语言程序设计教学中培养学生创新能力的学习模型

摘要:本文针对创新型人才的培养需求,在高级语言程序设计教学实践基础上提出了一种新的学习模型——知识互动学习模型。本文对该模型进行了描述,并与旧的学习模型进行了比较,给出了新模型的实施要点。该学习模型使学生在学习新知识的同时保持和发扬已有的创造性,使新旧知识充分互动,交叉创新。

关键词:教学;人才培养;创新能力;学习模型

培养创新人才是我国发展战略的内在需要,高等学校担负着培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才的神圣使命,应该责无旁贷地开展创新教育,为社会不断输送具有创造性思维和创新能力的各种专业人才[1]。

在高等学校高级语言程序设计课程教学中,学生通常一开始就接触具体的语法。随着所学知识的增多,学生原有的想法都没有了,变成了学习某种高级语言的机器。这种形而上学的教学方法往往让学生忽视了解决问题的过程,而将注意力都集中在语言细节上。最后学生掌握了大量的语言细节,却不会编程解决实际问题。有的学生开始学习某门课程想做许多事情,可学期结束后发现离自己的兴趣越来越远,所拥有的只是大量的知识,而学生一旦失去兴趣,学习的劲头也就少了很多。

好的人才应该能够驾驭知识和创新知识,而不应是知识的拥有者和附从者。因此,我们要积极探索培养创新型学生的学习模型,以适应国家培养创新型人才的战略需要。

1高级语言程序设计新学习模型

高级编程语言是为解决问题产生的,好的高级编程语言应该容易让人理解,因此,对问题的理解有助于对编程语言的理解。学生对生活和以前所学知识有大量的体验,也有许多新奇的想法,这些都是创新的源泉。学习高级语言程序设计不是让学生丢掉这些想法,而是让学生把已有的体验和所学的高级语言建立关联。这样,学生既可以通过自己以前解决问题的体验理解高级语言,又可以通过自己的体验进行有新意的编程实践,不仅不会扼杀已有的创造性,还会丰富自己的创造思维,掌握如何用编程实现自己的新奇想法。好奇心和兴趣是学生创新的源泉[2],课程学习应时刻围绕个学生的兴趣推进。激发学生的创新意识,调动其创新的勇气,最根本的是要尊重学生的个性和想象力[3]。

根据这种思路,在高级编程语言——C语言课程教学中,我们没有让学生一开始就学习数据类型、表达式等具体知识,而是在课程简介后安排了许多有趣的程序演示,如求两数之最大数、猜数游戏、估时游戏、输入重现、输入镜像、迷宫游戏、积分计算等,这些有趣的例子使学生可以将高级编程语言和自己以前的体验建立关联。

学生找到自己感兴趣的例子后,老师直接让学生读这些程序的源代码,其中就包含着许多学生没有学到的语句,如类型声明、表达式、条件语句、循环语句等。由于学生对例子的功能已经非常了解,所以会根据自己的经验和想法作出猜测,结果表明,经过努

力,学生还是基本看懂了代码。对于复杂一些的例子,老师可以在关键的地方稍加讲解。

学生基本理解演示例子的代码后,老师就C语言的特点、程序基本结构和一些注意事项作出提示和补充,学生很快就能掌握基本的编程。这一过程的学习学生不是强制记忆,因此不会轻易忘掉。

对于编程语言的细节,老师只告诉学生有哪些地方值得注意,让学生一一了解,至于具体的规定,学生可以自学,有疑问时和老师一起探讨。如果学生毕业以后遇到相关问题,可以通过查阅书籍,就能够解决问题。

2知识互动的学习模型

知识互动学习模型和传统学习模型的不同之处在于,在知识互动学习模型中,不是直接学习新知识,而是在和旧知识的互动中学习。正因为如此,它具有以下特点:

(1) 新知识和已有知识互动,学习新知识的同时激活旧知识,旧知识和新知识相互促进,交替增长。

(2) 新知识的学习没有压制已有的想法,相反能保持和发扬已有的创新性。

(3) 新旧知识交叉创新。

(4) 乘积式效果,新旧知识互动产生乘积放大效应,充分调动知识张力。

(5) 学生已有的兴趣获得继承和提升。

知识互动学习模型如图1所示。

知识互动学习模型和传统学习模型的不同如下:

(1) 旧的学习模型中,新学的知识压制了学生已有的创造性。因为新知识的学习往往只注重自身的知识结构,而忽视学生已有的知识结构和体验,虽然学生掌握了大量的新知识,却失去了原有的创造性。而在知识互动学习模型中,新学的知识和学生已有的知识结构和体验是一种平等的关系,新知识的学习在二者的互动中进行。

(2) 学生在新旧知识的互动中激发新想法,衍生新知识,不仅学到了要学的知

识,而且旧知识也被激活。

(3) 新的学习模型更尊重学生内在的创造性,更能保持和发扬学生的创新能力,有利于培育既有知识又有创新能力的人才。

3知识互动学习模型实施方法

知识互动学习模型的实施方法如下:

(1) 在学习新知识的过程中,通过新知识唤醒旧知识,通过旧知识吸纳新知识。每学习一些新知识,就及时和旧知识充分互动。

(2) 避免一次大量学习与旧知识无关的新知识,正如给草添土一样,要慢慢添,边添边长,而不要一次添大量的土,把草压住。新知识的学习不要一味追求量,即新知识的细节让学生有选择地接受,而不要让学生一揽子全部接受。可以通过例子演示等方式,让学生将新知识与已有知识建立关联,而不要急于灌输新知识。这样做的另一个好处是给学生新旧知识发酵的时间,让新旧知识产生张力。

(3) 教师就新知识的关键点和注意事项及时做出讲解和补充。由于教学是围绕学生的兴趣进行,而不是按照新知识的体系面面俱到地讲解,因此教师应在学生学习过程中就新知识的关键点和注意事项及时做出讲解和补充。

(4) 注重学生自学与创新能力的发挥。在充分调动学生的兴趣后,以学生的兴趣为引导,把重点放在新知识的关键点和注意事项上,而让学生在实践中有选择地自学细节。老师应关注新旧知识的互动,并注重学生自学与创新能力的发挥,把课堂举例趣味化、实用化,让学生在自己感兴趣的实践中得到提高。

(5) 计算机知识与人文知识互动。人文教育不一定必须开辟相关课程,计算机广泛服务于社会的方方面面,尤其是非数字计算,这其中自然包含很多的文化发展教育。例如:算法是程序设计的核心,但至今为止,不是全部的算法都可以在现代计算机上实现,其原因就在于计算机空间的有限性和人类生命时间的有限性。在多重循环语句嵌套的教学中,如“百钱买百鸡”案例,教师不仅教学生循环知识点的使用,而且分析算法的时间复杂度,促进学生关注程序优化的重要性。教师更可以提出“人类基因图谱”绘制研究为什么出现在今天、禽流感基因为什么难于被绘制、感冒病毒为什么不可以提前预测等一系列问题。

4结语

高等学校担负着培养创新型人才的重要使命,而学习模型直接影响到能否保持和发扬学生的创新性。在这方面,知识互动的学习模型具有重要的价值和意义,值得进一步深入研究。

参考文献:

[1] 于衡,张竟洋.高素质创新人才培养之我见[J].辽宁行政学院学报,2008,10(07):143.

[2] 林崇德.培养和造就高素质的创造性人才[J].北京师范大学学报:社会科学版,1999(1):5-13.

[3] 岳晓东,龚放.创新思维的形成与创新人才的培养[J].教育研究,1999(10):9-16.

Exploration of Learning Model for Innovation Capability in High-level Language Programming Teaching

LI Xiao-dong, ZHANG Xiao-li

(Computer Science and Technology Department, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100071, China)

Abstract: A new learning model-knowledge interaction learning model for innovation capability is proposed, based on high-level language programming teaching practice. The model is described and compared with the old learning model, and then implementation key points of the new model are given. The significance of the learning model: while learning new knowledge, students are able to maintain and promote the creative; fully interaction of new knowledge and old knowledge; cross-innovation.

Key words: teaching; personnel training; innovation capability; learning model

(编辑:姚彦如)