基于趣味题材逐层剥茧式编程法的教学实践

时间：2024-09-03

□王仁民

目前，在国内大学计算机专业教学大纲中，基本都包括C 语言或Java 程序设计等计算机基础课程。其目的主要有以下两个:一是为适应科技的发展，让当代大学生能够掌握一定的计算机基础知识;二是对当代大学生进行包括概况能力、抽象思维能力和逻辑思维能力等计算思维能力的培养。编程思维虽是随着计算机的发展而提出，但并非是一种独特的思维方式。所谓编程思维能力，即采用某种程序设计语言对某个问题进行程序设计的能力，是计算思维能力培养的重要途径［1］。如何培养当代大学生的编程思维能力，特别是计算机专业学生的编程思维能力，是计算机教育者一个重要的课题。很多学者提出了诸如兴趣激发法，趣味案例法，巧设疑问法，案例驱动法，实例演示思维导图法等。这些方法主要从激发学生兴趣和案例驱动等方面入手，在实际教学中也取得了较好的效果。然而，实践发现，只是采取这些相对传统的培养方法，学生的厌学“免疫力”越来越强。因此需根据学生的最新特点制定新的教学方法。

一、问题综述

总体来讲，课堂的组成要素主要包括:学生、教材、教案和教师［2］。其中，学生是课堂效果的接受者和主要评判者，教师是课堂的主要设计者，而教材和教案则是实施课堂教学的桥梁。下面分析这四个基本要素在课堂教学中的影响。

(一)学生。当前学生的学习模式仍然以课堂听课为主，因此被动学习和接受知识的整体方式依然没有改变。同时，学生大多对计算机编程课存在以下认识［3～4］:

1.思想上不重视。很多学生认为计算机编程基础课并非应用性开发，只要掌握基本知识，考试不挂科就可以了。

2.自信心不强。一些同学在开始学习前往往反映编程很难，自己肯定学不懂。

3.学习积极性不高。多数同学课前不预习、课后也不复习巩固，只是在上课时走马观花，更不会花时间和精力进一步加深学习。

4.控制能力较差。由于大多学生初次接触编程基础较差，加上缺乏良好的学习习惯，在大学这样比较自由的环境里，容易出现缺旷课、不交作业、上机打游戏、考试突击等不良现象。

5.计算思维能力不足。较多学生没有了解和接触过编程知识，在抽象和逻辑思维等方面训练不足，导致学习编程时存在所谓的“先天性”计算思维能力匮乏。

(二)教材。教材是学生和老师的第一手资料，好的教材对提升学生学习兴趣、预复习课程以及教师课程安排都有良好的辅助作用。当前高校教材建设存在的主要问题有以下几点［5］:一是供应方式和流程存在弊端，难以适应教材出版趋势和教育发展的需要;二是基础类课程教材重复出版现象严重;三是片面追求自编率，教材质量难以保证;四是缺乏科学的质量论证和评价体系等。除了以上几点问题，现在的教材规划很少注意思维能力的逐步培养。

(三)教案。教案即教学设计过程的书面表达，其表述了一次课的完整过程，包括教学目的、教学重难点、教学方法及教学整体思路等方面。写一份教案容易，但要写一份能够激发学生兴趣，引导学生思路，拓展学生思维的教案就非得下苦功不可。

(四)教师。在当前及之后的很长一段时间内，教师在教学过程都起着关键角色作用。教师如何将教学设计过程，通过熟练的课堂控制能力，流畅地传达给学生，这就是教师在课堂中的主要作用。教师的传统教法通常是“基础知识讲解—例题讲解—解题思路分析—总结”，其中对于例题讲解部分是至关重要的，而例题的讲解思路，大部分教师都按照“顺序方式”依次往下讲解，这样的讲解方式，学生往往感到知识点太多，难以融会贯通，特别是对于一些比较难的例题更是如此。因此，教师必须坚持不懈地学习、与时俱进不断提高自己的教学能力。

二、解决方案及效果

为解决以上问题，本文提出“趣味题材逐层剥茧式编程法”。

(一)方案概述。所谓趣味题材逐层剥茧式编程法，主要思路如下:根据知识点，设置趣味性强的题材作为实例，并将其看作是一个未知的谜团，通过逐步分析和求解，并最终将其解决。该方法的关键是如何区分不同的层。

方案基本步骤:一是选取或改编具有趣味性、知识性、紧密联系生活等方面能吸引学生注意力的题材作为讲解实例;二是通读原题，理解题意逐层剔除修饰，梳理解决方案整体框架;三是根据题意，如果问题解决，转到步骤4，否则转到步骤2;四是根据解决方案框架，画出流程图;五是根据流程图，结合具体编程语言编程实现;六是运行调试并查看结果。

(二)方案实施实例。下面以一个典型的趣味编程实例进行实例演示。

1.教学目的。熟练掌握while 循环的使用方法。

2.题目要求。哇嘎嘎饮料公司正在举办一次促销优惠活动。买家凭该公司出品的饮料3 个瓶盖可以再免费换一瓶同类型饮料，并且可以一直循环下去，但不允许赊账。请计算一下，如果小明不浪费瓶盖，尽量地参加活动，那么，对于他初始买入的n 瓶饮料，最后他一共能得到多少瓶饮料。

3.题目解析。仔细阅读该题目，从中可以提炼出以下信息:小明开始买入了n 瓶饮料，其中每三瓶可以再换一瓶，以此循环，直到瓶盖数小于等于2 为止。

4.流程图。由解析可画流程图如图1 所示。

图1 流程图

5.程序实现。程序最终实现如图2 所示。