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以培养计算思维为目标的任务驱动教学模式研究(2)

来源:网络收集 时间:2021-05-13 下载这篇文档 手机版
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3)下达任务。

通过实例演示,学员基本熟悉新知识点,在此基础上,教员下达新任务:为某部队的军械仓库设计一个物资管理系统。其作用是对库房物资进行信息化管理,包括物资日常登记、出入库记录等,要求:物资信息以文本文件的方式进行存储和管理。物资基本信息包括物资名称、规格型号、计量单位、数量、单价、金额、出厂日期,显示输出时需显示物资的全部属性。下达任务后,教员要引导学员采用计算思维的抽象、分解方法深入剖析任务,把大任务约简、转化为小任务,通过解决各个小任务完成复杂任务。

4)督促引导。

教员引导和辅助学员循序渐进地明确学习任务,运用计算思维方法的相关概念进行知识点的构建、学习问题的思考以及问题解决思路的深入探索。对于较难理解的知识点,教员应有针对性地给予引导;简单知识点则主要由学员通过自主学习掌握。例如,“物资的显示”任务可以分解为物资结构体的定义和使用、物资显示函数的定义和调用两个子任务,教员已通过实例演示使学员理解了结构体的定义和使用,在新任务中由学员自主学习加深理解。新任务中使用结构体数组作为函数参数,教员应引导学员思考 “基本类型变量和基本类型数组分别做函数参数的区别是什么”“结构体变量和结构体数组分别做函数参数有什么区别”“结构体数组和基本类型数组分别做函数参数有什么区别”等问题,对后续算法的设计和实现起到抛砖引玉的作用。

5)总结评价。

当所有组完成任务后,教员对整个过程进行总结性评价,一是运用计算思维系列方法对整个学习过程的知识点进行概括性总结;二是对各组的完成情况、组内成员学习过程、任务实施过程中出现的问题及解决方案进行综合评价,对优秀成果进行分析讲解,学员进行自评、互评,相互共享学习资料和交流学习心得。

6)启发思考。

教员可布置课后作业,帮助学员巩固课堂知识点,加深对使用计算思维方法的理解。作业如下:①指针和数组在某种程度上可以通用,如何对现有任务进行重构,将程序中的数组换成指针,请给出解决方案;②在现有任务基础上如何实现物资按名称模糊查找并显示;③试用两种不同的排序算法对检索结果进行排序,并对两种算法进行比较。对学有余力的学员可以附加要求:如果将文本文件换成二进制文件,对其进行读写操作如何实现?

2.2 学员学习活动的实施

1)明确目标,整体规划,分解任务。

学员在明确学习目标和任务要求之后,可以小组为单位进行分析讨论,根据任务的功能描述,采用计算思维方法中分析、比较、约简、抽象、概括和分解等方法,对物资管理系统进行功能建模;按照“自顶向下、逐步细化”的原则,将整个系统的功能划分为物资的显示、新增、编辑、保存、删除、检索等模块,每个模块是一个子任务,每个子功能抽象为一个函数原型。

2)任务驱动,分工协作,探索新知。

学员分组完成不同的子任务,每组学员根据所承担的具体任务及组员的专业知识与实践能力水平,结合个人意愿进行分工,利用已有的理论知识和实践技能,运用计算思维方法探索完成任务的技术思路和实施方案。组内成员利用教材、文献及网络资源自主学习,掌握相关知识点;以基于计算思维的协作学习方式,共同分析问题,深入探究问题的本质,挖掘解决问题的关键点。所有组员互相协作,共同完成任务。

3)深入探究,完成任务,成果展示。

学员运用计算思维的抽象方法进行算法设计和基本数据结构的定义,具体的算法设计思路可以通过流程图呈现。组员相互切磋交流,深入探究算法设计思路的可行性和有效性,补充、修正、完善算法,确定算法和实施方案;最后,编写代码实现算法,通过测试调整获得正确运行的程序。任务完成后,集体展示学习成果,每组派代表讲解本组完成任务的过程和方法。

4)归纳总结,交流共享,巩固拓展。

学员首先讨论教员对任务的评价总结并消化吸收;其次进行组内互评,交流心得,共享学习资料;再以反思评价的方式对自己的整个学习过程和方法进行综合归纳,进一步加强对知识的全面掌握和计算思维能力的提升;课后通过完成教员布置的思考题加深知识点的内化和对计算思维的理解。在掌握计算思维的相关方法之后,学员可再通过已获取的知识和思维方法内化知识,自主建构属于自己的学习框架和思维方式;在其他课程的学习过程中也可以灵活运用这些方法。

3 教学实践结果

笔者将以培养学员计算思维能力为目标的任务驱动教学模式应用到计算机程序设计课程教学实践中,随机选取两个班次分别作为实验班和对照班,实践结果对比见表2。

从表2中可以看出,以培养计算思维能力为目标的任务驱动教学模式实践在各方面取得了很好的教学效果,有效提高了教学质量。

4 结 语

在推进院校教育“向实战聚焦、向部队靠拢”的探索实践中,以培养学员计算思维能力为目标,开展计算机程序设计课程任务驱动式教学,使学员不仅具备了运用计算思维方法进行问题分析和求解的能力,而且掌握了计算机方法论,有效提高了自身的综合信息素养。实践证明,这是一种成功的、有意义的教学改革尝试。

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参考文献:

[1] 牟琴, 谭良, 周雄峻. 基于计算思维的任务驱动式教学模式的研究[J]. 现代教育技术, 2011(21): 44-49.

[2] 陈卫卫, 张宏军. 以计算思维为切入点的兵种合训学员的计算机课程教学改革研究[J]. 工业与信息化教育, 2013(6): 47-50.

[3] 臧劲松. 培养学生计算思维的程序设计课程教学[J]. 计算机教育, 2012(2): 78-80.

(编辑:宋文婷)

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