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摘 要:本文通过对课堂分层次的小组学习、问题化教学,以及个性化教学的实践探究,提出了异步教学法在普通高校计算机专业课程教学中的实施策略,并探讨了其在计算机专业课程教学改革中的新方法。结合普通工科院校本科二年级学生的知识结构及《算法设计与分析》的课程特点,将异步教学法引入课堂教学,对教学实验的统计分析结果说明了异步教学法应用的有效性。
关键词:异步教学 算法设计与分析 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(b)-0105-01
异步教学的概念是由湖北大学教育心理学教授黎世法创立的[1]。目前在我国有20多个省市自治区的上万所学校正在进行新课程异步教学。其中的最新研究成果《高等学校“三化”异步教学论》引起了高等教育界的高度关注和强烈反映。
《算法设计与分析》课程主要对本科学生在大学二年级第二学期开设,该课程主要要求学生掌握算法设计的常用方法,该课程将计算机经典问题和算法设计技术很好地结合起来,系统地介绍了算法设计技术及其在经典问题中的应用。培养学生运用常用算法来设计解决一些常用的或较为复杂的实际问题的能力,并力争做到快捷、有效,从而提高程序设计的质量,并学会分析算法和估计算法的时空复杂性。该课程对于学生的抽象和逻辑思维能力要求较高,并需要一定的先修课作为支撑。
1 高等教育教学中存在的问题
1.1 课堂教学中沟通互动不足
目前普通高校计算机专业《算法设计与分析》课程的课堂教学主要以教师讲授的方法为主。教师将教材内容详细地讲解给学生,引导学生机械地领悟所讲授的内容。这种“灌输式”地讲授法把学生变成了被动接受知识的“容器”。讲授、板书、幻灯片展示、提问和被动回答,是目前课堂活动中的主要行为。在单一的讲授法控制下,忽视了学生的参与,课堂教学仅仅是教师的信息单向传递过程,这必然会造成教学内容的机械、课堂气氛的沉闷。学生的学习只有通过自身的操作活动和主体参与才是有效的[2]。
1.2 现行教学模式下学生课堂参与行为的缺失
我国大学生受从小学校和家庭教育环境的影响,比较习惯于被动式地接受知识方式,当他们在学习中遇到困难和问题时,不愿意主动向老师发问;即便是提出问题,更多地也是选择在课下单独提问的方式;从本人教授《算法设计与分析》课程的4个班学生情况看来,在本次异步教学实验的6个教学周时间内,能够主动向老师发问人数的占学生总数不足10%,其中选择课堂上公开提出问题的仅为总人数的3%左右。
因此,教师能否正确地选择和运用教学方法,引导学生积极参与到课堂讨论和互动交流中来,会直接关系到《算法设计与分析》课程的教师的课堂教学效果与学生的最终学习效果。
2 异步教学在《算法分析与设计》课堂教学中的实施策略
高等学校异步教学方式是一种以学情为根据,有目的、有计划、有组织地将问题化教学、课题化教学和一体化教学三个阶段的教学活动有机地融合在一个教学过程中,使学生的个体学习与教师的异步指导紧密结合起来的一种新型教学方式。
2.1 同班分层小组学习教学模式
分层教学采用班内分组分层形式。在教师对学生的学情充分的了解的基础上,由教师把全班学生分成N个小组,在每组学生中包括A、B、C三个等级,教师在分组时不公开学生等级信息,这是对非优等学生自尊的一种保护措施。教师结合不同层次的学生实际情况制定不同层次的导学目标、合作训练以确保学生主体地位的措施,设置异步学习、异步训练、问题统讲和当堂达标的教学环节。教师利用分层教学,向学生提供多样的、不同层次的教学,消除“被冷落的学生”,对每个层次的学生提供适合于他们的教学内容,顺序升级。这样有助于提高合作小组的协作精神和调动学生学习的积极性,更有利于学生创新能力的培养。每层学生在完成本层任务后继续向更高一层挑战。这种方式可以引导学生达到组内合作、组间竞争的目的,最大限度地激发学生学习的积极性。
2.2 问题化教学
问题化教学指的是将高等学校的现有课程的教学内容,化为一系列有内在的一个单元或几个单元的知识,集中起来解决一个综合性问题或实际案例,使教学活动变为学生在教师的指导下自主分析问题和解决问题的探索过程。通过问题化教学阶段的实践,不仅能促成学生学好一门课程,更重要的是有效地培养他们的自学能力和分析问题、解决问题的能力。
2.3 个性化教学
自孔子提出“因材施教”以来,注重学生差异的个性化教学一直是教育孜孜以求的理想境界。面向普通高校计算机专业大二学生的个性化教学,应充分考虑学生在认知基础、学习动机、智能、认知风格、元认知水平等方面的差异以及算法课程的学科特点,因材施教,采用丰富多样的个性化教学策略,强调学生在学习过程中的自主选择和自我设计,充分挖掘学习潜力,培养学生的学习能力和创新能力,实现学生个性化发展。在课堂教学的组织上,主要采用班级授课、分组教学和个别教学相结合的形式。
3 实验结果及分析
为客观地评价《算法设计与分析》课程的异步教学效果,本文对实验班与对照班的三次成绩进行了两独立样本的T检验。
实验选择天津工业大学计算机科学与软件学院软件工程专业2009级2个班作为实验组,学生人数为54人,软件工程2009级另外2个班作为对照组,学生人数为56人。其中,实验组采用异步教学法进行实验教学,每6个人作为一个学习团队。对照组采用传统同步教学方式上课。两组由同一教师任教,所用计算机设备和教材相同。实验时间为两个月。实验结果使用SPSS 17软件统计,如表1所示。
由表1可知,三次实验中有两次p<0.01、一次p<0.05,从而得到了实验班与对照班成绩均呈显著性差异的结论。此外,在学期末考试中,实验班平均成绩也高于对照班,表明实验取得了良好的教学效果。
参考文献
[1] 黎世法.异步教育学[M].北京:新华出版社,2003:10～11.
[2] 裴娣娜.发展性教学论[M].沈阳:辽宁人民出版社,1998:20～21.
关键词:异步教学 算法设计与分析 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(b)-0105-01
异步教学的概念是由湖北大学教育心理学教授黎世法创立的[1]。目前在我国有20多个省市自治区的上万所学校正在进行新课程异步教学。其中的最新研究成果《高等学校“三化”异步教学论》引起了高等教育界的高度关注和强烈反映。
《算法设计与分析》课程主要对本科学生在大学二年级第二学期开设,该课程主要要求学生掌握算法设计的常用方法,该课程将计算机经典问题和算法设计技术很好地结合起来,系统地介绍了算法设计技术及其在经典问题中的应用。培养学生运用常用算法来设计解决一些常用的或较为复杂的实际问题的能力,并力争做到快捷、有效,从而提高程序设计的质量,并学会分析算法和估计算法的时空复杂性。该课程对于学生的抽象和逻辑思维能力要求较高,并需要一定的先修课作为支撑。
1 高等教育教学中存在的问题
1.1 课堂教学中沟通互动不足
目前普通高校计算机专业《算法设计与分析》课程的课堂教学主要以教师讲授的方法为主。教师将教材内容详细地讲解给学生,引导学生机械地领悟所讲授的内容。这种“灌输式”地讲授法把学生变成了被动接受知识的“容器”。讲授、板书、幻灯片展示、提问和被动回答,是目前课堂活动中的主要行为。在单一的讲授法控制下,忽视了学生的参与,课堂教学仅仅是教师的信息单向传递过程,这必然会造成教学内容的机械、课堂气氛的沉闷。学生的学习只有通过自身的操作活动和主体参与才是有效的[2]。
1.2 现行教学模式下学生课堂参与行为的缺失
我国大学生受从小学校和家庭教育环境的影响,比较习惯于被动式地接受知识方式,当他们在学习中遇到困难和问题时,不愿意主动向老师发问;即便是提出问题,更多地也是选择在课下单独提问的方式;从本人教授《算法设计与分析》课程的4个班学生情况看来,在本次异步教学实验的6个教学周时间内,能够主动向老师发问人数的占学生总数不足10%,其中选择课堂上公开提出问题的仅为总人数的3%左右。
因此,教师能否正确地选择和运用教学方法,引导学生积极参与到课堂讨论和互动交流中来,会直接关系到《算法设计与分析》课程的教师的课堂教学效果与学生的最终学习效果。
2 异步教学在《算法分析与设计》课堂教学中的实施策略
高等学校异步教学方式是一种以学情为根据,有目的、有计划、有组织地将问题化教学、课题化教学和一体化教学三个阶段的教学活动有机地融合在一个教学过程中,使学生的个体学习与教师的异步指导紧密结合起来的一种新型教学方式。
2.1 同班分层小组学习教学模式
分层教学采用班内分组分层形式。在教师对学生的学情充分的了解的基础上,由教师把全班学生分成N个小组,在每组学生中包括A、B、C三个等级,教师在分组时不公开学生等级信息,这是对非优等学生自尊的一种保护措施。教师结合不同层次的学生实际情况制定不同层次的导学目标、合作训练以确保学生主体地位的措施,设置异步学习、异步训练、问题统讲和当堂达标的教学环节。教师利用分层教学,向学生提供多样的、不同层次的教学,消除“被冷落的学生”,对每个层次的学生提供适合于他们的教学内容,顺序升级。这样有助于提高合作小组的协作精神和调动学生学习的积极性,更有利于学生创新能力的培养。每层学生在完成本层任务后继续向更高一层挑战。这种方式可以引导学生达到组内合作、组间竞争的目的,最大限度地激发学生学习的积极性。
2.2 问题化教学
问题化教学指的是将高等学校的现有课程的教学内容,化为一系列有内在的一个单元或几个单元的知识,集中起来解决一个综合性问题或实际案例,使教学活动变为学生在教师的指导下自主分析问题和解决问题的探索过程。通过问题化教学阶段的实践,不仅能促成学生学好一门课程,更重要的是有效地培养他们的自学能力和分析问题、解决问题的能力。
2.3 个性化教学
自孔子提出“因材施教”以来,注重学生差异的个性化教学一直是教育孜孜以求的理想境界。面向普通高校计算机专业大二学生的个性化教学,应充分考虑学生在认知基础、学习动机、智能、认知风格、元认知水平等方面的差异以及算法课程的学科特点,因材施教,采用丰富多样的个性化教学策略,强调学生在学习过程中的自主选择和自我设计,充分挖掘学习潜力,培养学生的学习能力和创新能力,实现学生个性化发展。在课堂教学的组织上,主要采用班级授课、分组教学和个别教学相结合的形式。
3 实验结果及分析
为客观地评价《算法设计与分析》课程的异步教学效果,本文对实验班与对照班的三次成绩进行了两独立样本的T检验。
实验选择天津工业大学计算机科学与软件学院软件工程专业2009级2个班作为实验组,学生人数为54人,软件工程2009级另外2个班作为对照组,学生人数为56人。其中,实验组采用异步教学法进行实验教学,每6个人作为一个学习团队。对照组采用传统同步教学方式上课。两组由同一教师任教,所用计算机设备和教材相同。实验时间为两个月。实验结果使用SPSS 17软件统计,如表1所示。
由表1可知,三次实验中有两次p<0.01、一次p<0.05,从而得到了实验班与对照班成绩均呈显著性差异的结论。此外,在学期末考试中,实验班平均成绩也高于对照班,表明实验取得了良好的教学效果。
参考文献
[1] 黎世法.异步教育学[M].北京:新华出版社,2003:10～11.
[2] 裴娣娜.发展性教学论[M].沈阳:辽宁人民出版社,1998:20～21.