竞争学习模式在编程教学中的应用

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摘 要：编程能力是计算机应用能力的核心,而编程课程则是培养该能力的核心基础课程.将竞争学习模式引入编程系列课程中,详细阐述了课内、课外、实验、软件设计等各个环节中竞争学习模式的实施方法,并对竞争学习模式的成效、难点问题以及解决方法进行了分析和讨论.

关 键 词：编程教学；竞争学习模式；素质培养；课程改革

作者简介：郭剑（1978-）,男,江苏南京人,南京邮电大学计算机软件教学中心副主任,副教授；孙力娟（1963-）,女,江苏南京人,南京邮电大学计算机学院、软件学院院长,教授,博士生导师.（江苏南京210003）

基金项目：本文系南京邮电大学教学改革研究项目（项目编号：JG00412JX04）、南京邮电大学教学改革研究项目（项目编号：JG00412JX12）、南京邮电大学教学改革研究项目（项目编号：JG00413JX23）、计算机学院教改研究项目“以能力培养为核心的多维互动教学模式研究”的研究成果.

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）05-0121-02

编程类课程不仅是计算机相关专业的核心基础课程,也是高等学校计算机基础教育的基本内容之一.它不仅能培养学生基本的动手实践能力,也能提升学生对计算机处理方法的认识水平.在课程体系中,它既是数据结构、Linux编程、编译原理等课程的先导,也是嵌入式开发、多媒体设计、网络编程、数据库设计、信息安全等多门课程与专业的基础.因此,提高其教学质量与教学效率具有重要的作用与意义.

编程类课程是一类实践性很强的课程,掌握编程语言的语法并不等于学会编程,这就要求编程教育中有较多的实践性内容.但由于教学条件与教学环境的限制,多数高校的编程教育仍以课堂讲授为主要方式,实验性和实践性环节并不占多数.这种方式下培养出来的学生普遍存在语法考试能力强、动手编程能力弱的缺陷.而随着高校的扩招,学生人数的增加和学生层次的多样化更是增加了解决这一问题的难度.

因此,在现有条件下,如何提升教学效果与教学质量成为编程教学中迫切需要解决的问题.针对这一课题,目前已有不少教学改革与尝试,并取得了一定的效果.笔者也从提高学生主动性的角度出发,在个体、小组等两个层面上引入了多种类型的竞争学习模式,取得了较好的效果.

一、竞争学习模式及其特征

竞争学习模式属于合作学习模式的一种.它是指通过在学习者之间引入竞争机制,使得学习者为了达到教师设立的目标和实现较好的教学评价,积极主动地完成教学任务的过程.一般而言,它具有如下两个特征：

第一,学习者个人或者小组是一个独立的考核团体,每个个体或者小组必须对自己的最终成绩负责.

第二,学习者个人或者小组之间存在着竞争关系.在竞争学习的考评模式中,不可能所有的个体或者小组都能达到最优.

从上述介绍可以发现,竞争学习模式的最大优点在于,学生不再以达到最低的学习要求为主要目标,而是在教师的指引下,为了获取较好的成绩和名次主动进行学习和竞争.在这个过程中,学生学习的主动性得到了确认与加强,积极性得到了提高,教学的质量和效果也就得到了保证.

笔者也尝试将竞争学习模式引入编程教学中.笔者认为,传统教学方式并不适用于编程类课程的教学.这是因为编程课程的实践性较强,仅仅靠教师的课堂传授不足以使学生学会编程,还需要学生充分发挥其主动性与积极性,并通过不断的练习才能真正领会和掌握.因此,笔者在课堂、课外、实验、软件设计等多个教学环节中引入了竞争机制,充分调动了学生学习的主动性,并取得了较好的效果.下面进行详细阐述.

二、竞争学习模式在编程教学中的应用

为了提高编程教学的质量,笔者结合教学内容的特点,在不同的教学环节中分别引入了个体和小组两个层面的竞争机制,有效地提高了教学的质量.

1.课内教学环节的竞争学习

在课内教学环节中,笔者主要采用了个体编程竞赛的方式.在传统教学方法中,教师主要通过代码和例程向学生解释语法和算法,其优点是讲解简明清晰,学生容易接受.这种方法的缺陷是对学生动手能力和设计能力的培养不够,长此以往学生读代码的能力相对较强,但用所学知识解决实际问题的能力得不到锻炼.为了解决这个问题,笔者在课上引入了编程竞赛的方式,教师事先准备一些小型的编程题目,内容可以是对上节课程的回顾,也可以是对当前所讲知识的延伸,也可以是对讲语法的铺垫.在授课过程中,教师结合教学进度实际,适时将这些题目拿出来让学生做,根据学生代码的正确性与提交次序进行记分,并可以现场进行点评和讲解.这种方式不仅增强了讲解内容的针对性,有效地提升了学生的注意力,而且可以丰富教学手段、调节课堂气氛.

2.课外自学环节的竞争学习

课外自学环节是对课堂教学的有益补充.一方面,由于个体学习能力的差异,不可能所有学生都能够当场掌握教师的全部授课内容；另一方面,由于课时的限制,教师也不可能在课堂内讲授完所有的学科知识.因此,采取一定手段促进学生的课外自学是必然的解决之道.在这个环节中,笔者同样引入了竞争学习模式：在教完若干章节之后,笔者会根据学生学习的实际,并结合往年教学的总结,布置若干的研究性课题给学生.这类题目可以是某个教学的疑难点或者略讲内容,也可以是某些知识点的延伸.学生完成课题的质量越高、花费的时间越短,其获得的评价也就越高.这种方法不仅培养了学生及时复习的良好习惯,而且培养了学生积极探索的进取精神.

3.上机实验环节的竞争学习

上机阶段是培养学生编程能力的关键环节之一.在以往的上机实验中,由于无法当场提交实验报告,学生的任务感与紧迫感不强,编程实验的锻炼效果不佳.针对这个情况,笔者引入了编程比赛的模式.除了让学生熟悉上机过程与编程环境的少数实验外,其余全部实行实时编程竞赛.学生的组织方式与竞赛使用的平台均参考了ACM程序设计竞赛.其具体实施过程是：教师将实验题以竞赛题的形式给出,学生以小组形式参加比赛,使用较少时间完成较多题目者获胜.比赛中采用ACM的自动评判系统来完成学生提交代码的评定.学生要完成全部题目的提交,必需具备较强的分析能力、相当的编程水平以及全面的调试技巧；而要在激烈的竞赛中取胜,还需要合理的小组分工、通畅的内部合作以及良好的心理素质.因此,这种方式能够对学生的能力和素养进行全方面的锻炼.4.软件设计环节的竞争学习

软件设计环节是南京邮电大学（以下简称“我校”）针对编程初学者所设立的编程教学阶段,其目标是让学生经历一个完整的小型软件课题的开发过程,加深对所学知识的理解,并锻炼其综合运用能力.在以往的课程中,由于学生缺乏内在动力,存在应付心理,往往以完成最低课程要求为目标.为了提高教学效果,笔者在该课程中提供了若干个小型软件课题由学生组队完成,每个课题同时由2～3个小组实现,每个小组的软件成果也需经过其他小组的测试才能过关.在这种模式下,由于共同目标任务的驱动,组内的交往和互助较为频繁,学生的能力提升较快,而多组竞争以及组间互测的压力,也使得学生必须不断维护和完善自己的程序,客观上培养了学生永不满足、追求卓越的积极心态.

三、竞争学习模式的成效

经过一年多的试验推广,竞争学习模式在编程教学中取得了较好的效果,高级指针、动态内存分配、链表、文本界面编程等教学难点学生都能较好地掌握和应用,学生的学习兴趣较高,班级的学习氛围也较浓厚.笔者认为,竞争学习模式主要在如下几个方面具有明显的优势.

1.改善了学生主体地位

在竞争学习模式中,学生作为竞争的主体,必须对自己或小组的成绩负责.在竞争的驱动下,其学习的积极性与主动性得到极大激发,不再是被动接受老师灌输的知识,而是主动寻求题目与课题的解决方案.

2.提高了教学效率

在传统教学方法中,知识传授以教师课堂授课为主.引入竞争学习模式后,学生会在竞争的压力下主动学习,态度更为积极.另外,在竞赛模式中,学生会向竞赛优胜者学习长处、经验,而组内成员之间能力较差者也会得到其他同学的指点与帮助.因此,学生可以有多种方式、多种渠道获取知识与技能,这在客观上就提高了教学的效率.

3.促进了多方面能力的培养

在竞争学习模式下,学生为了能取得较好的成绩,需要学习较多的课外内容和补充知识,这就促进了学生自学能力的培养.另外,在小组竞赛模式中,学生的问题分析能力、实践动手能力、交流沟通技巧以及应对压力、从容不迫的心理素质都能得到很好的锻炼.

4.促进优良学风的建设

竞争学习模式的引入,一方面可以加强学生之间、师生之间的交流互动,增进彼此之间的相互了解,有利于形成融洽、和谐的班级气氛,另一方面,通过竞争的推动,它也增强了优秀学生和优良学风的影响力,有助于建立和形成积极向上、人人争先的精神风貌与班级氛围.

四、实施竞争学习模式的难点及其解决

竞争学习模式并不是一种万能的模式,它也存在一些缺陷和难点.在实施的过程中,笔者也碰到了如下一些问题.

1.教学资源的收集

在实施竞争教学模式时,教师需要准备较多的教学资源,如课堂测试题、研讨问题、研究课题、竞赛试题、软件课题等.充足的资源是竞争教学模式实施的基础,笔者在实施前做了大量的准备工作,实施过程中也及时进行了整理.总体而言,笔者试题与课题的来源如下：往年教学过程中的积累；在授课过程中应时应需的设计；因特网上讨论社区的整理；已有教学网站中的精华资源整理；学生的自选课题；横向、纵向研究课题的简化.

2.评价体系的设计

在个体层面的竞争模式中,评价标准相对简单,根据学生的完成质量与完成时间即可.相对困难的是在小组竞争模式中,如何评价和衡量学生个体的贡献.在笔者的课程中,笔者采用了小组成绩、组内成绩与教师评价相结合的办法.小组成绩是该小组参与竞赛时获得的整体成绩,组内成绩由个人自评与组内互评两部分组成,教师评价则是教师对该小组中每个成员的评价.在这三者中,前两者占的比例相对较高,教师评价的比重相对较低,其目的是减少教师主观性的影响.

五、结束语

竞争学习模式可以改善学生学习的主体地位,提高学生学习的

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