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任務驅動法在循環結構設計教學中的應用

時間:2017-12-07 10:55來源:未知 作者:360期刊網 點擊:

  任務驅動法在循環結構設計教學中的應用

  林玲,文思群

  (電子科技大學,四川成都610051)

  摘要:針對程序設計類課程中的典型難點循環結構設計,提出了運用任務驅動法提升教學效果的觀點,論述了其必要性和可行性,設計了該課程任務驅動式教學的教學過程,并為滿足任務驅動式教學的需要對循環結構設計課程的教學內容按照難度進行分解,給出了教學實踐過程中應注意的一些問題,指出將任務驅動法推廣運用到程序設計類課程釜過程的可行性,以及可能會遇到的困難和問題,并給出了解決這些困難和問題的方法和思路。

  關鍵詞:高等職業教育;程序設計類課程;循環結構設計;任務驅動法

  中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)10-81-04

  Application of task-driven method in teaching of cyclic structure design 、

  Lin Ling, Wen Siqun

  (University of Electronic Scierzce and Technology of China, Chengdu, Sichuan 611731, China)

  Abstract: Aiming at the typical difficulties of prog'amming courses, the cycle structure design, the task-driven method is proposedto promote the teaching effect. The necessity and feasibility of the proposed method are discussed and the teaching process withtask-driven method is designed. The teaching content of the cyclic structure design course is decomposed according to thedifficulties, and some problems which should be paid attention to in the teaching practice are given. Finally, the feasibility ofapplying the task-driven method to the whole process of programming course teaching as well as the problems and difficulties thatmay encounter in the teaching is pointed out, and the solution to the problems and difficulties is given.

  Key words: higher vocational education; programming courses; cycle structure design; task-driven method

  0引言

  對于計算機程序設計語言中的大部分高級語言而言,循環結構設計、函數、指針是三大學習的難點。一般情況下,高職學生在學習編程語言時,循環結構設計是三大學習難點中第一個遇到的難點。要完成編程語言的學習,循環結構設計是必須要攻克的第一

  道難關,也是學生初步形成編程思想的真正起點,是不可以通過教學內容取舍或精簡來跨過這個難點的。

  由于高職層次學生普遍數學、英語基礎較弱,因此在高職課堂上,很多教師感覺循環結構難講難教,學生感覺難學難應用n,。采取什么樣的教學方法才能讓學生更好地理解和使用循環結構,是擔任高職編程語言教學的老師面臨的一個重要問題。筆者從事多年的

  高職層次程序設計類課程教學,講授過C、C++、C#、JAVA等多種高級語言,近年來在講授循環結構設計課程的時候,采用任務驅動法降低了該難點的學習坡度,取得了滿意的效果。

  1教學方法的選擇

  首先要明確的是,由于循環結構設計是所有高級語言的基礎性內容,在編程實踐中是使用頻率非常高的一個知識點,因此不能通過教學內容改革來跨過循環結構設計這個難點。既然循環結構設計作為一個難點,師生不能繞過它,那么在進行教學設計時,就

  只能從降低坡度”方面來考慮。從降低循環結構設計坡度的角度來考慮,最適合采取的教學方法就是任務驅動法。

  所謂任務驅動教學法,是指教師在教學過程中,根據教學要求將課程內容融合到若干個具有實用性、趣味性且難度適度的任務,整個教學過程以完成一個個具體的任務為目的,教師通過激發學生探索問題來調動和維持其學習的積極性,學生通過完成任務來深

  刻理解教學內容,培養分析問題和解決問題的能力。

  多個任務之間應體現出知識點的遞進關系,以降低達成難度。

  由于程序設計類課程普遍具有較強的動手操作性,且循環結構設計這個知識點包含了多個小知識點,因此循環結構設計天然具備實施任務驅動法的所有條件。

  2循環結構設計難度分層

  在將任務驅動法運用到循環結構設計課堂之前,首先要對循環結構設計課程內容按照難度進行分層,從低層入手,逐步遞進。

  高級語言程序中普遍包含循環結構,如C、C++、C#、JAVA語言中均包含有for循環、while循環,C#中還有foreach循環,甚至在C、C++語言中還可以用goto來構造循環。無論哪種循環語句,其學習難度與其語法其實并無關系,循環結構設計的難度主要體現在起始條件、終止條件的設定上。按照起始條件、終止條件設定難度將循環結構設計課程內容分解為四個難度層次。

  (1)簡單的循環:循環的起始、終止條件是循環執行前就已經明確了的。例如在屏幕上連續輸出10個“hello world!”。該循環的次數是10次,循環執行前即確定且中途不會發生變化。

  (2)復雜的循環:循環的終止條件在循環執行時才能確定。例如輸入2個數,輸出它們的最大值,要求程序能多次執行。每次計算完后,要求輸入’Y’或’NI來決定是否繼續。該循環的終止條件在執行前是無法確定的,需要在每一輪循環時進行實時的判定。

  (3)簡單的循環嵌套:多個循環嵌套執行時,每一層循環的起始、終止條件都是循環執行前已明確。例如在屏幕上輸出10行10列的星號。該程序通常分為內外兩層循環,內層循環負責在某一行輸出10個星號,外層循環負責輸出10行,內外層均執行10次。

  (4)復雜的循環嵌套:多個循環嵌套執行時,某一層或多層的起始、終止條件在執行時才能明確。例如將int data[3][3]的值設置為如下矩陣:

  100

  110

  ll1

  該程序用C語言實現的核心代碼如下:

  for(inti=O;i<3;i++)

  {

  for(int j-O:j<=i;j++)

  {

  data[i][j]=l;

  )

  )

  代碼中的內層循環的終止條件是‘‘j<=i”,這就使內層循環的終止條件與外層循環的計數器i相關,內層循環的執行次數取決于外層循環計數器的值。

  3.教學過程設計

  3.1課堂教學模式

  任務驅動法運用到程序設計類課程中時,課堂環節主要包括演示、模仿、獨立操作、總結四個部分。

  在演示環節,課堂行為的主體是教師,其主要工作是給出任務、完成任務。給出的任務應盡量設計得有趣,例如“在顯示器上輸出一個星號,并按動方向鍵使得星號可以在顯示器上自由移動”,這樣的任務將有效吸引學生的注意力。完成任務時,應同時講解

  循環結構設計的語法知識,并闡述自己解決問題的思路。學生的主要任務是觀察教師完成任務的過程,理解教師講授的知識和思路。

  在模仿環節,課堂行為的主體是學生,其主要任務是根據對教師完成任務演示過程的理解,模仿教師的操作過程,對同一任務進行操作。教師則負責對學生的疑問進行解答,對某些知識點和操作進行補充,對學生的操作過程進行引導和指導。

  在獨立操作環節,由教師布置類似的任務給學生,由學生獨立完成。該環節教師的主要工作是考核學生的任務完成成果。

  在總結環節,由教師根據學生們在獨立操作環節暴露出來的問題進行統一的講解,對本堂課的重點知識進行最后的總結和強調。

  3.2任務設計

  雖然已經將循環結構設計課程內容分解為四個層次,逐步實施,但是根據經驗,對于每一層次中的內容,高職學生在學習過程中仍然會感到比較困難,因此在教學過程中,每一個層次在進行教學任務設計和使用這些教學任務的時候,仍然要體現降低坡度,逐

  步遞進的思路。例如筆者在“簡單的循環”一課中,設計課堂環節如表l。

  表l“簡單的循環”課堂環節設計

任務編號     任務內容   執行環節 預計時間
任務一 依次在屏幕上輸出1—100 演示、模仿 15分鐘
任務二 依次在屏幕上輸出100—1 獨立完成、小結 10分鐘
任務三 依次在屏幕上輸出a-z 演示、模仿 10分鐘
任務四 依次在屏幕上輸出z~a 獨立完成、小結 10分鐘
 
任務五
 
依次在屏幕上輸出1~100
 
的所有偶數
 
演示、模仿
 
 
10分鐘
 
 
任務六
 
依次在屏幕上輸出1~100
 
的所有奇數
 
獨立完成、小結
 
 
10分鐘
 
 
任務七
 
輸入一個正整數N,依次
 
在屏幕上輸出1—N
 
獨立完成、小結
 
 
10分鐘
 
 
任務八
 
輸入一個正整數,判定其
 
最高位是多少
 
獨立完成、小結
 
 
10分鐘
 
    總結 5分鐘

  一共八個教學任務,難度逐步遞進。其中任務一、二構成第一個演示、模仿、獨立完成、小結的任務驅動法過程;任務三、四構成第二個任務驅動法過程;任務五、六構成第三個任務驅動法過程。此后,學生對簡單的循環涉及到的語法和循環構造思路已經有

  了基本的了解,接下來的任務七、八直接進入獨立完成環節,最后對整堂課進行總結。整堂課的前半堂課以演示和模仿作為重點,后半堂課以獨立完成任務和總結作為重點,構成—個大的任務驅動法過程。“復雜的循環”、“簡單的循環嵌套”、“復雜的循環嵌套”這三個層次的教學任務設計原理與之相同,在此不再贅述。

  4教學實踐中的經驗

  4.1靈活把握教學環節的進度與取舍

  高職學生不同的班級之間平均學習基礎和進度會有較大差異,因此不能用同一套課堂環節設計去應對所有的班級。在學生總體學習進度比較匣的時候,可以增加幾組任務用于執行“演示、模仿、獨立完成、小結”的過程。直到學生們確實對相關的知識點能夠完全理解和掌握后再執行直接進入獨立完成環節的任務。

  4.2模仿并非抄襲

  “模仿”環節最容易出現的問題是學生只是在單純的抄襲教師的演示過程,雖然能夠完成任務,但是對教師講解的知識點、操作的思路并未完全理解。因此教師在演示環節就要注意制止學生記錄教師的操作過程,讓學生把注意力放在對教師操作的觀察、對

  教師思路的理解上來。在模仿環節教師不能被動地等待學生尋求幫助,而應巡視學生的操作過程,并對學生提出“你為什么這樣做?”、“能不能換一種做法?”這樣的問題。同時鼓勵學生基于對知識點的理解,采用與教師不同的操作方法完成任務。

  4.3演示環節的理論講解要適度

  習慣傳統演示講授教學法的教師,最容易出現的問題是:在演示環節做過多的理論講解。目前程序設計類課程教材普遍存在內容理論性太強且各項計算機知識點瑣碎的問題m,,講解起來時間花費太長,遲遲不能進入以學生為主體的其他環節,擠占了學生動手操作的時間。任務驅動教學法要求以學生為主體,前置的教師演示、講解時間應該是比較短暫的,除了最基本和必要的知識外,其他很多的知識是放在小結和總結的時候才會由教師提出。例如循環體如果只有l行代碼,那么循環體可以不使用大括號這樣的非關鍵知識點,完全可以放在小結和總結里去講解。

  4.4使用拓展任務分層教學

  操作性強的課程中,在攻克一個難度很高的知識點時,任務驅動法可以搭建一個坡度相對平緩的階梯,讓學生逐步積累知識和操作經驗,最終克服難點。但是與同樣強調學生主體地位的項目式教學法相比,在執行任務驅動教學法的課堂上,基礎和積極性更高的學生發揮的空間會少一些,在學生基礎差異較大的課堂上,這個問題會更明顯。筆者解決這個問題的辦法是在演示、模仿、獨立完成、總結的過程中,增加一個“拓展”環節。為基礎和積極性更高的學生額外準備一些拓展任務,這些拓展任務可以與下一堂

  課的內容相關,也可以是本堂課內容的進一步延伸。當有學生在獨立完成環節展現出突出的能力和進度時,將這些拓展任務安排給這些學生,并指導其完成,這樣既體現了分層教學因材施教的理念,又能提升基礎好和積極性高的學生的學習熱情和積極性。

  5.結束語

  程序設計類課程的三大難點中,循環結構設計是學生遇到的第一個難點,克服這個難點有利于學生樹立自信以順利完成此后的學習。從筆者實踐的效果來看,任務驅動法是克服這個難點的一個有效選擇,并且在程序設計類課程的學習全過程中運用任務驅

  動法也取得了較好的效果。

  但是在程序設計類課程中如果只采用任務驅動法一種教學方法也有局限性。例如每個知識點都從演示和模仿環節開始進行學習,有可能對學生的學習興趣和學生積極性激發的不充分。另外在設計教學任務的時候通常會精確聚焦某堂課需要攻克的難點和重點,這樣可能會導致切斷本堂課知識點與其他知識點之間的聯系,甚至導致與實踐脫節,不利于培養實踐技能。為了解決這些問題,我們可以嘗試在任務驅動法的基礎上引入其他的教學方法。例如在演示和模仿環節引入探究教學法可以進一步激發學生學習的興趣和學習的積極性,促使學生積極主動、自主地進行學習的建構嘲;在程序設計類課程中同時引入項目式教學法和任務驅動法,實行“項目導入、任務驅動”的方式來實施教學可以有效提高學生的專業素質和實踐技能嘲。

  總的來說,任務驅動法運用在循環結構設計課程乃至程序設計類課程全過程均可以收到較好的效果,但是在運用的過程中,基于不同的學生情況、在不同的教學階段,我們肯定還會發現許多的其他問題,這些問題需要我們進一步的研究和解決。

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  【5】祁建宏,安容瑾,“項目導入、任務驅動”教學法在C語言程序設計話言教學中的應用研究[J].考試周刊,2011.30:152 圜

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