程序教学的基本原理
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程序教学的基本原理范文第1篇
关键词:编译程序;教学改革;对象式程序设计;Java
1引言
编译原理课程是高校计算机类专业的重要基础和骨干课程。编译原理对计算机专业的学生的重要性与高等数学对理科学生的重要性几乎可以相提并论。同时,由于这门课程涉及其他多门课程的知识,使得它成为大学阶段中最难学的课程之一。
从表面上看,编译程序是将高级语言源程序翻译成低级语言程序,但编译程序构造的基本原理和技术也广泛应用于一般软件的设计和实现,其中的设计思想、算法、思维方式和技术都可能会对学生今后的职业发展产生比较大的影响。
当今,程序设计已经基本上从传统的过程式转向对象式,并且正在从对象式转向组件型。这其实是程序设计范型的变迁,是在计算机技术背景下认识世界的观点的变化:过程式将完成事务看成是一系列的步骤,而对象式却将世界看成是由一系列对象组成的,这些对象之间交互合作完成特定的事务。从过程式到对象式,有着质的变化,而非一般的修改和完善,由此带来了语言(算法描述工具)的变化。编程语言影响思维,面向对象的思维方法又促进了编程语言的发展。
目前,程序设计的一些后继课程,如数据结构等都进行了同步跟进,出现了诸如用C++或Java描述的数据结构教材。但编译原理课程却没有及时跟进,上述改变基本上没有反映到编译原理课程中。这门课程近20年来基本上没有大的变化,教学内容仍然是基于过程式语言展开的,编译算法和模型描述是用PASCAL语言或者C语言。虽然个别教材加入了少量关于对象式语言编译技术的内容,那也是稍加点缀而已,作用不大。这就造成了一种奇怪的现象:对象式语言已经成了高校计算机教学的主流语言,社会上大量使用的也是对象式语言,而我们的编译原理教学仍然沿袭旧的一套。这种“状态”严重地脱离了计算机技术的发展和社会的实际需要,因此需要进行“调态”,其根本做法是“转型”,即将本课程的讨论对象从过程式语言转到对象式语言。
国外近年关于编译原理方面的新教材已经有了重要改变,不再连篇累牍地讨论那些已经过时的内容,增加了许多新的内容。其中一个重大改变是出现了用对象式语言描述编译算法和教学模型的编译原理教材,如:用Java语言描述的编译原理教材,且其教学模型为MiniJava。
这种改变也涉及到课程上机实践。众所周知,编译原理课程的学术性和实践性都很强:学术性是这门课程的生命所在,实践性是这门课程的活力所在。因而本课程的上机实践也要作同步调整。
2课程内容围绕对象式语言展开
研究程序设计语言的语法描述需要有文法理论的支持,老教材中文法、词法分析和语法分析部分内容基本上不需要作什么变动。词法分析主要依赖有穷状态自动机理论,语法分析主要讲述LL方法和LR方法,其他方法略做介绍即可,无需展开讨论。LL方法和LR方法含盖了许多分析技术,理论性和应用性都很强,完全可以代表主流技术。
重要的就是研究对象和教学模型的改变。首先,研究对象将从过程式程序设计语言转到对象式程序设计语言(当然还可以兼顾过程式),例如Java、C++等,围绕实现这类语言的编译实现技术展开讨论。对象式程序设计语言的要素是封装、继承、多态性,在编译实现时都必须仔细考虑。其次,涉及到对象式程序设计语言编译程序教学的模型选择问题。目前传统的教材选择的教学模型有PL/0、TiniC等。实践证明,围绕某个模型展开编译设计技术的讨论,效果是比较好的。课程研究对象和教学模型的改变涉及到调整的章节主要有语法分析、语义分析、代码生成、符号表管理、存贮分配等方面。
一旦我们讨论的模型发生变化,这些章节的内容就要作很大调整。如对象式语言的作用域规则、语言动态特性、模块化封装(类)、类的继承、多态性的实现等,都需要具体的技术来实现,这些都要反映在教材和教学中。
就课程中关于代码生成内容来看,目前Java编译程序生成Java虚拟机(JVM)代码,C#生成MSIL虚拟机代码。这两个虚拟机作为教学模型来说可能比较复杂了一些,在教学中可以选定一个简单的子集;或者在PL/0虚拟机上适当增加一些指令代码,以便于代码生成、存贮分配等部分的讲解。
实践证明,作为教学模型,在教材上提供一个小型语言的编译程序供学生分析和研究,非常有利于加深对基本原理的理解和掌握。这个小型编译程序可以比较小但应该能够说明一些基本问题,例如传统的编译原理课程中选择PL/0编译程序作为教学模型,就收到了比较好的教学效果。在对象式程序设计语言编译原理课程中选择Object-pl/0或者MiniJava作为教学模型是比较恰当的。前者是在传统的PL/0语言上增加类,补充封装、继承、多态性之语言成分得到的;后者是对Java语言进行适当简化得到的,其主要语法描述如图1所示。
图1MiniJava语法
编译原理课程可以围绕此模型展开讨论。国外已经有这类教材出现,并且不少大学已经开始使用。
3用对象式语言描述编译算法和教学模型
本课程中各类编译算法都应该伴随着教学模型的变化,改用对象式语言来描述,如用Java语言描述或者用C++语言描述。其中一个重大的变化是教学模型如MiniJava或Object-pl/0要用对象式语言实现,也就是提出了教学模型的面向对象构造问题,这就比较好地将讨论对象和描述讨论对象的语言统一起来了。国外有的教材就选择了用Java描述MiniJava编译程序。编译程序是一个重要的中大型软件,传统的编译程序大都是用PASCAL、C等语言描述的(参见图2)。像编译程序这样的中大型程序如何用类这个工具来进行分解,其实是对学生的对象式程序设计能力的一个重要检验。学习用对象式语言来描述编译程序,学生可能会受到一次严格的对象式语言程序设计训练,编译程序如何用类这个工具进行分解,这些类(对象)如何合作完成编译任务,都需要较好的对象式程序设计基础。图3是一个程序设计语言文法的面向对象表示。
传统的编译程序构造主要存在如下一些问题:
(1)传统编译程序试图通过将编译程序根据功能模块分解,而使整个编译程序的复杂性降低。这种方法虽然在一定程度上简化了编译过程。但为了处理大型、复杂且多变的编译程序,仅仅将它按照功能分解成词法分析、语法分析、语义处理和代码生成几个阶段是远远不够的。
(2)传统的编译程序构造中,编译的每个阶段依然是大型、复杂的,且每个阶段内部依然存在复杂的联系,这对编译程序的可维护性没有实际上的改变,反而造成维护困难。
(3)虽然传统的编译程序构造有着丰富的理论基础,也有一些工具诸如Lex、Yacc等,但对一个具体的编译程序的构造仍然要从最基本的描述开始。传统的编译程序构造的功能分解方法缺乏支持复用的良好机制。
总之,过程式程序设计范式存在的问题在编译程序设计中广泛存在。而用对象式程序设计语言来描述编译程序,则对象式程序设计范式带来的好处基本上都能够得到。具体主要表现在:
(1)编译程序效率高。由于面向对象的编译程序构造采用的是语法树构造法,可以得到上下文相关信息,并根据上下文进行语法树的优化,所以生成的代码效率高。
(2)复用方便。由于语法类和具体的语法结构一一对应,所以在复用语法结构时,可以直接得到能被复用的语法类,不需要经过查找过程。
(3)修改方便。由于面向对象方法中的封装和多态等技术的实现,语义处理方法中所用到的数据都是局部数据,因此要做语义修改时,只要继承相应的语法类,并且重载相应的语义处理方法即可,需修改的内容较之传统方法要少。
(4)有利于构造编译程序类库,使得编译程序的构造能够大量复用已有的类,这是更高层次上的复用。
4课程实验的设计
计算机学科是一门技术学科,它虽然有一定的科学的成分,但工程技术的成分更多一些,因此需要加强动手能力的培养。编译原理课程除了注重它的原理性,还必须注重其实践性。学习这门课程时,学生对编译的理解往往只停留在书本的概念上,而不知道怎样把编译理论应用到实际的编译程序设计的实践中。另外,有些学校只将教学内容锁定在文法、词法分析(有穷状态自动机)、语法分析(LL、LR文法)上,以应付学生考研的需要。这些做法使得学生很难掌握这门课程的精髓。
图2传统的编译程序功能分解
图3程序设计语言文法的面向对象表示
编译系统可能是所有软件系统中最复杂的系统之一,通过本课程实践环节的教学,还可以帮助学生掌握一些大、中型软件设计的技术和技巧,提高学生面向对象软件开发的综合能力。
传统的编译原理课程往往要求学生自己实现一个词法分析程序;实现一个基于递归子程序递归下降分析程序或基于预测分析表的语法分析程序;为某虚拟机(例如PL/0虚拟机)生成代码;对教学模型(例如PL/0)进行扩充,写出完整的编译程序等。且在此过程中学生可以借助词法分析自动生成程序Lex和语法分析自动生成程序Yacc进行有关实验。我们要求学生通过对教学模型的分析,能够在机器上动手实现一个小的编译系统,以加深对编译整个过程的一致性、连贯性、整体性的理解。
一旦我们的讨论对象改变为对象式语言,则其编译程序语法和词法分析的自动生成不能再采用Lex、Yacc这类工具了,需要改用JavaCC(JavaCompilerCompiler)或SableCC等,它们都能生成Java语言代码;或者使用Jikespg(Jikespasergernerator),它生成C++代码。
我们初步制定了本课程的实践环节,它主要分四个层次:
(1)借助JavaCC或SableCC等工具让学生自动生成小语言的词法分析和语法分析程序。这个实验的目的是教会学生关于词法分析和语法分析的自动生成,同时弄清这些工具生成出来的代码的程序结构,特别是面向对象的类结构。
(2)为上面生成的语法树添加语义动作,完成生成代码的工作。这个实验的目的是让学生理解如何在抽象语法树上添加语义动作,理解为虚拟机生成代码的知识。
(3)扩展教学模型,如MiniJava,为其增加一些语言成分,如有关语句等,然后为其构造完整的编译程序。这一实验让学生把握编译的总体,弄清各部分之间的关系。
(4)逐步构造面向对象的编译程序类库,使得“编写”编译程序逐步走向“组装”编译程序。
5结束语
程序教学的基本原理范文第2篇
1学习多种教学模式，博采众长，提高教学能力
当前，中学数学教学主要有下面几种基本模式：
1.1讲授模式：
它属于传统模式，突出都是的主导作用有利于学生在较短的时间内系统地学习基础知识和基本技能．它的基本程序是：
复习讲授——理解记忆——练习巩固——检查反馈
它是当前教学中采用的主要模式．解放后广泛推行的前苏联凯洛夫五环节教学，即组织教学、复习提问、讲授新课、巩固练习、布置作业也属于这个模式．多年以来，在这个基本模式下，为了探索动用启发式教学，充分体现学生的主体地位，不断变革，演变出一些新的形式，正在被广泛运用．
1.2发现模式：
按照美国教育学家布鲁纳的教学理论，为了培养学生探究精神和创造性，不少教师通过精心设计，经常在一些思维价值较高的课例上，运用发现模式进行教学，基本程序是：
创设情境——分析研究——猜测归纳——验证反思
这种教学模式注重了知识的形成过程，有利于体现学生的主体地位及研究问题的方法．但是相对来说教学进度较慢，基础较差的学生接受起来比较困难．这种教学模式整体或部分地在教学中运用，越来越受到教师的重视．
1.3自学模式：
为了培养学生自学能力和良好的学习习惯，各地创造了多种自学模式，它的基本程序是：
布置提纲——自学教材——讨论交流——练习巩固——自评反馈
这种教学模式有利于提高对语言的阅读、理解、交流、运用能力．对于阅读性比较强的教学内容，采用自学模式十分有利．
1.4掌握模式：
按照美国教育学家布卢姆的教学理论，注重反馈和评价作用．当前，不少地区使用的目标教学模式属于此类，基本程序是：
目标定向——实施教学——形成性检测——反馈矫正——平行性检测
这种教学模式强调了目标和评价，注重把教学过程分解，有利于加强基础，防止分化，在师生基础比较薄弱的学校适应性更强．
属于基本教学模式的，还有结构教学模式、程序教学模式和注重学生合作突出讨论的教学模式，这里不一一介绍．这些基本的教学模式反映了国内外教育心理学、数学教育学、系统科学的研究成果，也是多年来数学教学富足经验和教改的结晶．对它们的学习和研究，是提高教育理论水平和教学能力的有效途径．
可以看到，当前教学改革中涌现出的各式各样的教学模式，多数是由上述基本教学模式，，多数是由上述基本教学模式交叉或变形组合而成的．抓住对基本教学模式的学习，就可以更加深刻和主动地理解和学习其它教学模式．
2综合、灵活、发展地运用多种教学模式，立足整体，优化课堂教学过程
我们常说：“教学有法，教无定法，因材施教，贵在得法”，对于教学模式来说也是这样，教学作为一门科学，应当有规可循，但是教学作为一门艺术，不应当也不能仅依靠某一种教学模式来实现它的全部功能．重要的是针对具体情况，选择、设计最能体现教学规律，达到教学目的的教学过程．
为了发挥教学过程的整体功能，保持教学系统的最大活力，在教学中综合应用多种教学模式，相互补充，形成良好的整体结构．教学模式的多样性，有利于激发学生的认知活动，为能力的全面发展创造条件．当然，教学模式的综合应用，要从教学目的、教材要求、课型内容、学生水平、教师能力、教学条件等多方面考虑．
比如，在一章教学中，对于概念、定理、公式、法则，为了突出知识形成过程，可以动用发现模式；同时选定几节便于学生阅读；讨论的内容，可安排用自学教学模式，突出培养学生的自学能力；对一般内容，可以采用讲授模式，以便保证教学进度．这样在一章教学中，几种教学模式分别发挥了它们的优势，从整体上提高了教学效益．
再如，在一册的教学来看，，也可选定内容比较适合结构教学模式的章节．比如平面几何“四边形”等内容，采用结构教学模式，贯彻整体——部分——整体的结构体系，对于开阔学生研究问题的思路是有益的．但如果每章教学人武部采用这种模式，不仅教学困难，而且也不利于学生全面掌握知识．
再如，从学生的实际水平考虑，对于基础较好的班级可以更多的采用发现模式；对于基础较差的班级，经常采用讲授模式和掌握模式，通过及时反馈，查漏补缺，使学生树立学习信心，这对于大面积提高教学质量是有益的．
从教学改革的角度看，教学模式的综合应用，本身就是创新和发展，我们要在原来熟悉的教学模式基础上，吸收其它教学模式的优势，开拓创新，逐渐形成
自己的教学风格．
灵活地运用教学模式，是指在对比各种教学模式的理论、优点和局限性的情况下，针对教学实际，吸收几种教学模式的特点，重新进行组合，使教学过程得到优化．比如，在一节课的教学中，知识引用阶段采用发现模式，例题教学时采用讲授模式，小结时运用自学模式．当然，这对教师驾驭课堂教学的能力和功底提出了更高的要求．
学生的认知水平是不断发展的，一般来说，不同的教学模式适应不同层次的认知水平．比如发现模式比掌握模式在认知水平上要求更高．我们的教学模式要结合学生的生理、心理特征，相应地不断变化，促进学生认知水平向高层次发展．另外，从引导学生参与程度，发挥学习的主动性来看，采用的教学模式也要逐渐由封闭走向开放，体现“教学是为了发展”这一规律．比如，在较高层次的教学模式中，可以更多地体现知识结构特征，突出讨论交流的形式．从教学的过程来看，发展地造反教学模式是提高学生能力，培养高素质人才的途径．
3了解发展教学模式的新思路，开拓创新，深化教学改革
从教学改革的方向出发，当前发展中学数学模式的基本思路是什么呢？
3.1充分发挥学生的主体作用，引导学生积极参与课堂教学，使课堂教学由封闭型向开放型转化．
启发式教学原则是先哲孔子所强调的，但当前废止注入式，提倡启发式仍是教学过程中继承与发展的核心问题．数学教学是数学思维过程的教学，引导学生参与到教学过程中来，尤其是在思维上深层次的参与，是促进学生形成良好认知结构，培养能力，全面提高素质的关键．为了充分体现教师的主导作用和学生的主体地位，在教学过程中，就要由教师到学生的单向交流，变成师生之间、学生之间的多向交流，使教学成为一个开放的系统．
3.2运用系统科学的整体、有序、反馈三个基本原理指导组织教学过程．
一方面要从整体效益和结构考虑优化教学过程，另一方面还要加强反馈和矫正环节在教学中的作用，并立足于教学系统的开放与发展，把系统科学的基本原理具体运用到教学模式的学习与发展上来．
3.3注重非智力因素的作用，注重学法指导．
在教学过程中，学生的学习目的、兴趣、意志、态度、习惯等非智力因素是教学的动力系统，对学生的学习过程起着发动、维持、调节的作用．吸收教育心理学的研究成果，在教学模式中进一步发挥非智力因素的作用，使学生生动、活泼、主动的学习，由“爱学”到“学会”，再到“会学”，注重学法指导，突出从“学”的视角进行教学模式改革，无疑是一个需要加强的问题．
程序教学的基本原理范文第3篇
关键词：基础；先修；程序严密；任务驱动；作业巩固
一、算法和程序设计内容的重要性
算法和程序设计的学习内容本学科的灵魂，也能充分反应出学生的相关知识文化水平和信息技术的能力，这是一个伟大的大纲变革，更符合社会和时代的发现需要，互联网时代，更加离不开这个程序设计的本质特征。据相关统计，技术学科在高校专业中占有率很高，仅次于物理、化学、历史，充分说明了技术的重要性。从原来片面强调技术的操作特点，现在变得更加合理和科学，程序是计算机的软件的主要工具，也是核心内容。从大纲的要求来看，高中阶段不是要人人会编程序，而算法和程序设计的学习，让学生更懂信息技术，更了解电脑的原理。从中得到更多的是程序设计的思想性，如程序的严密性，规范性，工具性。所以说，学好技术科很重要，学好算法和程序设计更加重要。
二、算法和程序设计内容的运用
自从算法和程序计的内容作为学业水平和高考的重要内容之后，我们一直在思考和实践相关教法的改变，目标就是使学习的效率更高，让学生更快速走进程序世界，了解程序设计的相关知识，灵活运用相关知识。
首先分析以前的教学特点：基于任务驱动方式的教学，这种方式很科学很实用，使学生更快速掌握一些软件的使用和技巧，同时也达到相关的教学目标，这样的方式更合适于操作性很强的电脑前，我认为，这种教学方法不能摒弃，还要继续发扬光大。任务驱动是一种基本的手段，但上好每一节课，尤其对算法和程序设计内容的教学时，理应更注重一些方面其他方面。
第二，现在整个高中阶段必修课知识体系统更加完整，从原来以操作为主的特点转变成现在的理论和操作平分秋色的特点。我们并非一承不变的去教学，在教学算法和程序设计的时候，自然而然尝试各种不同的方法和指导思想，使之更加有效。
第三，就我们学校而言，学生基A也只是一般般，学习方法和习惯也不怎么好，所以算法和程序设计这块内容反复讲，还是听不太懂，只是少数同学领悟能力强的懂。面对这样的情况我思考不能完全按照原来的方法上课，不然效果太不好。另外，有学考和高考之分，同样的算法和程序设计内容，要求不一样，学考者是要求掌握深度和高考者深度完不一样。
带着这些变化和问题，通过潜心教学研究发现，得出以下几点体会和感悟，与大家共享，并希望得到专家的指正。
1.算法和程序教学中，要注重学生的先修条件。建构主义告诉我，对任何知识的掌握是基于原来知识的建构。通俗一点讲，学习是要基础的，了解学生的基础，为薄弱学生的教一些基础知识是很重要的。那程序设计语言的学习需要什么样的基础呢？
（1）计算机的基本原理（一、二节课时间），VB中的变量、语句的执行方式等等无不关联着电脑的基本工作原理，也只有了解这些知识之后，对程序设计才会有感觉，如果直接教算法和程序设计，很多学生是听太懂，概念理解不了，思想也建立不起来。程序的设计是基于电脑这种特殊的设备而产生的，了解电脑基本工作流程，显然很重要。
（2）高一时候函数、命题等相关数学知识。VB中的函数和运算符合不就是数学程序吗？适当的时候，借助于EXCEL软件进行分析和教学。计算机是物理和数学为基石的学科，数学概念和方法在程序设计中一样重要，“磨刀不误砍柴功”，程序与数学思想密不可分，所以教学此块内容之前，有必要先好好学习。
（3）VB中的一些命令（英语）的中文含义，尤其是VB对像属性的单词。
当然先修条件是很多，要在教学不断地去摸索，计算机学科本身是物理和数学综合的学科，要想在此有所突破，理应在这两方面多下功夫。英语当然也很重要，一些英文缩写和术语的理解了相当于知识了一半。
通过，一年教学尝试发现，化一些时间先学习一些相关知识很有必要。程序和算法之难，难就难在基础不好，导致无法理解，老师口口声声说一些VB的知识，基础差的同学就是不懂，好像听“天书”一样。所以，掌握VB编程的先修知识和准备内容，是学好VB的一半。知其然、知其所以然，我想是无法回避的知识，那就是基础知识。
2.VB教学中要注重严密性和精确性。对学生来说，学习VB最大的好处并不是VB知识的本身，而是培养学生做事的严密性和规范性，也正如算法描述的三种基本手段：一是自然语言，二是流程图，三是计算机语言，而这三者最严密的最规范的当以属计算机语言。
对初学者来说，很容易把数学当中的书写习惯自然应用到VB中来，这样极容易范错，如乘号往往漏写。那些逻辑运算符也要搞错，作业一段程序必须正确无误地书写，否则就要出错或不能正常执行。
程序的书写，除了正确的语句和参数之外，还必须要有注释。注释的书写，不但是程序的规范之一，更主要让初学者更明白其中的含义。不管是作为教学实例还是学生的任务都要有注释总之，培养学生细心的习惯，能编写严密的程序，不但能掌握知识考出好成绩，更主要培养了学生的素养。所以教学中要无时不刻要体现严密的课堂设计和教学思想。
3.VB教学中要充分体现电脑的高性能的工具特点。有一个学生问我：“VB能做什么？”，我说：“你要VB帮你做什么？”，在以前的学习PS或FLASH软件的时候，我发现很多学生总认为，一些软件能为自己设计出满意的作品，结果发现学了那些软件之后，觉得没多大作用。本来，他们兴冲冲的来，就是想在网上或者别人面前借助于软件，能搞出一些漂亮的作品，结果却不如人意。所以学VB的时候，他们还是认为VB是万能的，会解决一些问题甚至是数学题。
为什么会出现这样的问题呢？我想我们平常教学中，还缺少一些基本思想的落实，电脑不是脑毕竟是一种工具，是一种高级的运算工具。当然电脑有一些基本功能，而大部分的功能靠人为地去设计相关程序，才能为我们做很多重复而不简单的事。
对我们计算机老师当然是心知肚明，而对那些学生未免没有这个意识，我们老师当然要把这种意识体现在教学之中，使他们转变过来。
例如，计算1+2+3……100的时候，想体现循环语句的作用，那到底样设计的教学呢？
学生在想：这不是很简单嘛（1+100）×50=5050一下子就出来，要什么程序设计？
于是，我就设计：1+2+……X的值是多少？
学生又在想：那也简单，讨论X是单数还是双数两种情况，还是用乘法计算。
上两种说都很容易使学生误导，在学生心里根本不需要电脑的，只需要数学老师的公式即可，也体现不出电脑的工具性。
所以，我设想用这么一个问题：（用VB程序设计语言编写一段程序，功能要求：输入任意一个正整数，电脑就能计算出相应的从1开始到那个正整数所有数字的和）这样的描述性语言，会让学生感觉到电脑和VB都是工具，而且要自己想办法去解决，再用程序执行。要不然，很多学生会直接认为，这是数学问题，那就应该列公式，进行解题。
虽然感觉是文字游戏，但对初学者来说，树立这种工具意识，很重要。前两种说法与最后一种说法相比，前者只是让学生有算法意识，而且后面更全面，不但要有工具意识和算法意识，并且知道学VB的意义所在。因此，在很多的VB教学中，我们老师更多的强调算法，即解决问题的方法。如果能将在初学VB时，把“VB是电脑的工具，电脑是人的工具，人就可以让电脑随时快速为人服务”这种意识印进去，那更好。
4.程序实例要有针对性。建构主义教育思想告诉我们：顺应是指外部h境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的儿童认知结构发生重组与改造的过程，即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程。
一些枯燥的数学问题已经很难刺激学生的大脑了，所以选择程序实例很重要。不要随便拉一个有难度的数学题，去研究怎么设计算法和程序设计了。以前经常找一些任务驱动的教案，一般都针对多媒体等知识点。所以我也尝试了如何把VB知识做成一系列，有梯度的教学案例，以任务驱动方式进行教学那不是两全其美！
5.要求学生有良好的独立完成作业的习惯。信技学科虽然已经是很重要的学科，但是在学生眼里并不是很重要，所以在教学过程中做作业好像不太及时。当然这句话很极限性，我们学校属于二级重点中学，情况有点别于一级重点中学，教师应当好学生的示范。教师的表率作用对小学生的成长有着特殊的影响。学生的模仿性很强，可塑性大，教师要求学生做到的，不仅自己要做到，还要做得更好。学生是教师行为最严格的评论家，也是虔诚的模仿者。例如，要求学生书写端正，教师自己的板书就要认真，不能潦草。高中教师，担负着“桑树苗子从小育”的任务，因此，教师必须言传身教，一定要严格要求自己，即使是一个细小的动作，学生也会模仿。严于利己：教师要及时认真批改作业有时候，老师因为忙碌，作业没能及时批改，学生会失望，感觉没有被重视，做作业的积极性下降，那次作业就明显的差多了。人都是有惰性的，何况是学生呢？如果老师疏忽了，学生会更加放松自己的。所以，教师要严格要求自己，要及时认真地批改作业，给学生一个良好的印象。针对小学生忘性大的特点，笔者经常采取学生作业当堂和当面批改的形式，这样更能随时发现问题，及时查漏补缺，更有利于提高教学和作业质量。
对于良好的习惯，我国教育家陈鹤琴先生说：“习惯养得好，终生受其益，习惯养不好，终生受其累。”我国著名教育家叶圣陶先生说过：“教育就是习惯的培养。”培养做作业的良好习惯是良好学习习惯的基础，也是优化学习过程，提高学习效率的保证。
以上几点，是我对算法和程序设计教学以来的几点感悟，前面三点的想法尤其重要，在一定程序上解决了差生的困惑，当然有更多的思想方法去进一步研究和探索。
参考文献：
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程序教学的基本原理范文第4篇
[关键词]思维模式;多元并存;行为主义;认知发展;建构主义;多元智能;先行组织者
随着社会的变革,计算机、网络信息技术的飞速发展,教育理念受到挑战,教育理论受到冲击。人们如何学习,如何受教育;学校如何办学,如何管理;课堂教学如何设计,教学效果如何评估等等,学校教育的方方面面,都在随之改变。本文侧重讨论20世纪以来在美国教育界广泛流行、影响较大的几种教育理论:行为主义理论、认知发展理论、建构主义理论和多元智能理论,讨论其发展和影响,探索适应新世纪教育改革的有效途径。
一、行为主义理论的内涵、发展和影响
行为主义理论作为一种心理学的学习理论可追溯到20世纪初,经过几十年的研究和发展,20世纪六十年代在美国得以盛行。行为主义理论始自俄罗斯生理学家、心理学家巴甫洛夫(1849—1936)。巴甫洛夫在20世纪初对狗进行了条件反射的实验。狗欲求食,嘴里自然产生唾液;而在给狗喂食的同时,伴随着铃声和喂食次数的增多,狗在只听到铃声看不到食物时,唾液照样产生。巴甫洛夫将铃声定义为“制约条件”,唾液为“条件的反射”,整个过程被称为“制约反射”。美国心理学家华生(1878~1958)发展了巴甫洛夫的条件反射学说,将条件反射应用到对人类行为的研究,包括人们学习行为的研究,提出了行为主义理论。他主张的心理学研究只注重对人们行为的观察,不涉及人们的意识和思维过程。不过,人们很快发现巴甫洛夫和华生有关行为主义的观点对大脑功能的研究局限性很大。
与此同时,美国哥伦比亚大学教育和心理学家桑代克(1874~1949)对动物和人的学习行为也进行了广泛的研究。他研究某些外界刺激对于一个人学习行为的影响,侧重研究学生如何在重复熟悉材料中激发学习新东西的兴趣。比如说,教一个初学者学习新字或新词,我们可以通过重复运用与新字、词有关的图片来激发学生学习的兴趣。通过观察,他发现奖励、惩罚都可以左右一个人的学习行为,并总结出了三条主要的规律:(1)作用规律——当一个人受到奖励或惩罚时,他会对所有的学习情景和学习行为作出强烈的反应并逐步变得习以为常;(2)准备规律——一系列奖惩引起的反应能使一个人对实现某种目的感到满足,也能因为奖惩使一个人对达到某种目标失去信心,产生厌恶;(3)操练规律——一个人目标明确的学习行为可以在反复的操练中得以加强,也会因为终止了操练而减弱。这三条规律的内涵就在于适当的奖励或惩罚可以强化一个人的学习行为,提高学习效果;反之,它们也可以抑制一个人的学习行为,减弱学习效果。
斯金纳(1904~1990)是美国新行为主义心理学的创始人之一,他进一步发展了行为主义学说。在巴甫洛夫和桑代克的理论基础上,他揭示了操作性条件反射的规律。他设计的“斯金纳箱”被世界各国心理学家和生物学家广泛采用。他的“鸽子实验”名垂青史。他发明的“教学机器”,设计的“程序教学”方案,对美国乃至世界教育产生了深刻影响。
斯金纳新行为主义理论的核心将学习行为分为两大类:一类是应答,即由外来的刺激引起的行为反应;另一类是操作,即有机体自身发出的反应,与其他任何已知的刺激物无关。因而,斯金纳把条件反射也分成两大类:应答性反射和操作性反射。他认为,人类行为主要是由操作反射构成的操作,它是人作用于环境而产生结果的行为。在学习情景中,操作更有代表性,因为这种反射可以>，！<塑造学习中尤为重要的新行为。他指出,在教学过程中教师应该扮演学生行为的设计师,分解并连续强化学习目标,帮助学生通过操作性训练逐步完成学习任务。
强化和惩罚是斯金纳新行为主义理论的两大要素。强化分积极强化和消极强化。这两种强化旨在增加积极行为反应再发生的可能性。积极强化,类似给予学生物质或言语等方面的奖励,强化学生积极的学习行为;消极强化,如为了给学生提供一个安静的阅读环境,关掉嘈杂的电视机,减少干扰,强化学生积极的学习行为。惩罚与消极强化不同。惩罚是为了培养一个人积极的行为,强行制止某种不良行为。比如,为了制止课堂上的随便打闹,
老师将闹事的学生关到校长办公室或禁闭室,令其反省检讨。不过,惩罚在实践中证明只能暂时地降低消极行为的反应率,是一种治标而不治本的办法。斯金纳对惩罚的研究对改变当时美国和欧洲盛行的体罚教育起了一定的作用。
在斯金纳看来,学习是一门科学,学习过程是一个循序渐进的过程;而教则是一门艺术,是一门把学生与教学大纲结合起来的艺术。在教学中,教师应该安排一切可能强化学习的条件来促进学生学习,起到一个监督者的作用。他激烈抨击传统的班级教学效率低下,质量不高。他根据自己的理论对教学进行改革,设计出了一套教学机器和程序教学方案,提出了程序教学的五项原则。程序教学的五项原则包括积极反应、分步教学、及时反馈、自定学习进度、降低错误几率。斯金纳的程序教学原则为计算机辅助教学开辟了道路,他的学术思想对各国教育的教学改革产生了积极的推动作用。
纯粹的行为主义心理学家和教育家虽然为数不多,但是行为主义学习理论对于人们的教学实践影响很大。每个教师都要求写教案,而每节课的教案都应有其教学目标。行为目标,也有人称之为学习目标或表现目标,在教学、教案中屡见不鲜。斯金纳理念的推广者马格尔(1962~)提出,在生活中如果想做成某些事,我们必须有明确的目标,教育也是如此。如果我们没有明确的教学目标,我们就无法评估一个人的学习效果。他建议采用行为目标去定义具体的教学目标,其内容包括三部分:学习行为、学习行为表现的环境以及评估学习行为的评估标准。这一行为目标教学法正是马格尔将行为主义理论具体应用于教学的实例之一。
在教育领域,行为主义理论的另一重要影响就是程序教学法的实施和发展。当然,程序教学法中的程序并非指计算机运行的程序编码,而是具体的教学步骤和安排。程序教学法将教学过程分成有序的小板块,鼓励学生在每一小板块的学习过程中作出积极的学习反应。因而,程序教学要求学生循序渐进地学习,掌握每一小板块的学习内容,并能正确回答教师提出的问题,不断地强化所学的内容。随着计算机技术的迅速发展,对程序教学在教育现代化过程中的作用褒贬不一。以行为主义理论为基础,有人认为,程序教学法有力地推动了计算机辅助教学和教育技术的普及与应用;也有人发现由于程序教学的设计和组织技能的缺乏,整个教学过程变得机械刻板,学习过程变得枯燥乏味。在计算机被广泛用于教育之前,程序教学的理念在早期的教学机器上得到应用。初期的教学机器演示教学内容,提出学习问题,接受学生的回答,并告知学生答案正确与否。对于教学机器的出现,它的教学和学生参与的效果,同样也是众说不一。但是,有一点是肯定的,那就是行为主义理论在程序教学和早期的教学机器上的应用,为20世纪50年代末计算机辅助教学的兴起奠定了基础,有力地推动了主机加终端的局部联网教学模式和以程序教学为主体的计算机辅助教学。
行为主义者以动物行为研究为基础,进而将其结论扩展到对人类的学习行为的解释上。批评者认为,人毕竟是人,与动物不同。动物受到特定训练后,行为表现可以预测。而人比动物要复杂得多。人们的行为有时可以预测到,有时则不能。人们有复杂的思维、不同的语言和交往能力。因而,同样的环境和训练,人们所表现出来的行为模式可以截然不同。由于行为主义理论的局限性,在20世纪20年代行为主义理论就受到德国“格式塔”学派的质疑。以韦特墨(1880~1943)、勒温(1890~1947)和苛勒(1887~1957)为代表的年轻的学者们以黑猩猩做实验得出了动物的学习是“顿悟”(亦称“完形”)的过程而非盲目的尝试错误的过程,此说将探索学习机制的视角从客观转到了主客观的结合,对人类学习理论的研究起到了积极的推动作用。在行为主义理论面临众多评判和质疑的同时,认知理论在西方教育界应运而生。
二、认知理论的兴起、发展和影响
行为主义理论的批评者认为,行为主义理论不能有效地阐述人们如何思维的问题,人们除了具体的行为表现,还参与安排计划、记忆、遗忘、假设和解决问题等等。所有这些认知的过程单纯依靠行为的观察和研究是难以理解和解释清楚的。心理学家发现对于人们神经中枢的认知过程,譬如记忆、关注、逻辑推理等的研究需要突破行为主义理论的束缚。因而,为了更有效地理解人们的思维和学习过程,建立在“格式塔”学派观点基础上的认知理论在教育界得以滋生和发展。
认知发展理论关注人们在解决问题和学习策略中观察不到的东西,关心人们大脑内部的思维过程。认知学者认为,人们在不同认知发展阶段具有不同的接受信息、处理信息和使用信息的内在模式;主张研究人们的认知发展过程和模式,根据一个人在不同阶段的认知发展需要设计不同的教学程序。教育必须遵循儿童的发展规律,切忌将超越和滞后的内容强加于孩子。家长和教师应积极寻求能激发儿童的学习兴趣的方法,鼓励学生主动学习,勇于接受新知识、新环境的挑战。认知理论的主要代表人物有皮亚杰(1898~1980)、布鲁纳(1915~)和奥苏贝尔(1918~)等人。他们深入学习者的思维境界,将思维过程定为主要研究目标,试图发现人们学习过程中的思维过程模式。认知理论认为,知识是一个人大脑里形象思维的组合,学习则是认可大脑记忆和处理那些形象思维组合的过程,社会环境又是认知发展的关键资料(CSCL,2007)。
皮亚杰是瑞士心理学家,认知革命的先行者之一。他对哲学、生物学、心理学和逻辑学都有浓厚的兴趣,认为生物学与哲学的融合是通向认识论的捷径。他强调认知的内在心理过程,反对外界因素刺激学习行为的行为主义学习理论。皮亚杰就学巴黎时对法国小学生在标准智力测试中所犯的错误产生兴趣。于是,他将小学生的错误进行了分析,对小朋友进行了跟踪观察、提问,结果,他发现孩子们的错误与他们的不同年龄段的思维过程有关。基于他对自己孩子和其他孩子孜孜不倦的观察研究,他创立了认知发展理论。皮亚杰认为一个人的认知发展有内在的机制和发展模式,一个人智力行为的核心是他天生适应周围环境的能力。他指出一个正常人从婴儿开始就在点点滴滴地开辟自己的生活空间。皮亚杰的认知发展理论将一个人的认知发展过程分为四个阶段:(1)感知运动阶段;(2)预备操作阶段,又称前运算阶段;(3)具体操作阶段,又称后运算阶段;(4)正式操作阶段,又称形式运算阶段。感知运动阶段为儿童在1~2岁时的认知发展阶段。儿童在这一阶段建立自己与世无争的认知感觉。依靠感觉动作认识世界。预备操作阶段指儿童2~7岁的发展阶段。儿童开始有对物体存在的认知,开始具备符号识别的能力,但是常常以自我为中心,对物体的大小、形状等作出错误的判断。儿童7~11岁时的认知发展为具体操作阶段。这时,他们开始有了较为复杂的思维和对事物比较客观的认识与衡量,开始能借助具体事物进行推理。正式操作阶段发生在一个人12岁以后。这时的儿童开始能脱离具体事物,进行符号形式的推理假设,有能力进行抽象思维。
皮亚杰对认知理论的另一个贡献是他关于思维图示和知识结构的同化、顺应以及平衡的论说
。他创建的基因认知理论图解释一个人思维能力的发展过程。他提出,认知发展是一个人生理成熟和经验积累过程的结果;认知能力随着一个人的年龄增长和经历丰富递进增强。他认为,一个人从婴儿开始对周围世界生成心理图示,然后在成长的过程中不断地验证图示是否正确。这就是所谓的学习。如果发现现实与图示相符,同化随后发生。同化原本是一个生物的概念,它是指有机地把外界因素整合到自己原有结构中去的过程。在皮亚杰的认知理论中,同化就是指外界现实输入大脑图示的过滤或改变过程,也就是说,像消化系统吸收营养一样,把外界现实融入图示。如果发现现实与图示不相符,那么,有机调节自己的思维结构以适应特定的外界现实的过程开始。皮亚杰称这一过程为顺应。当一个人不能用原有的心理图示去同化外界新的刺激时,原有的图示就需要加以修改和调整,以适应现实环境。一个母乳哺育的婴儿在刚开始改用奶瓶喂奶时吸奶瓶的塑胶就是皮亚杰认知理论里的同化过程的显示。婴儿根据他原有吸奶的图示去接受新的喂奶方式。当他发觉吸奶瓶和吸母奶有所不同时,他调整自己的嘴、舌的吸法以适应奶瓶喂法。这一过程就是认知中顺应过程的具体实例。如果说同化过程是以原有的图示结构去接受新事物,那么顺应过程则是改变或调整原有的图示结构去适应新环境。即同化是通过已有的认知结构获得新知识(以旧观点处理新情况)。顺应是指改变主体的认知结构以适应新环境(改变旧观点适应新情况)。
在认知发展的过程中,同化和顺应相伴而行。一个人通过自我调节机制从一个平衡的状态向另一个较高平衡状态过渡。同化和顺应之间持续不断的平衡过程就是一个人认识上的适应,也就是皮亚杰认知理论中提出的平衡。也就是说,认知发展过程依赖于同化和顺应这两种过程,从暂时稳定,由最初的不稳定,过渡到逐渐稳定的平衡。
皮亚杰的认知发展理论证实了孩子们的大脑具有丰富的知识结构,是积极的学习者;激发了教育哲学及其理论发展,以及儿童在不同阶段成长的广泛研究。尽管他的贡献巨大,影响深远,但是他的理论依然受到质疑和挑战。许多研究认为皮亚杰低估了婴儿和学龄前儿童的能力,这些研究发现在给年幼儿童难度低些的实验问答题时,他们的理解和答题能力往往高于皮亚杰的描述,比皮亚杰的描述更接近大孩子和成年人的理解水平。许多深入的观察研究还发现儿童解答皮亚杰实验的问题的能力经过训练可以提高,对学生“发现学习法”的优越性提出了质疑。皮亚杰认知发展理论的批评者还对其儿童发展阶段的论说提出了不同见解。他们认为皮亚杰的儿童发展阶段论忽视儿童发展的社会文化因素和青少年阶段后的认知发展。终身发展论者认为一个人在青少年时期以后的认知发展仍在继续,其中包括成人期的认知转型等等。还有些理论研究认为皮亚杰用生物学的解释演绎认知发展过程以偏概全,过分强调平衡化的作用,低估了认识的形成有其内在的社会文化因素。
布鲁纳是美国心理学家,一位在西方心理学界和教育界都享有盛誉的学者,也是认知理论的积极推崇、发展者之一。他认为,人的认识过程是把新学得的信息和自己原有的心理图示结构(或现实的模式)有机地联系起来,组建自己知识结构的一个过程。这一过程是一种积极的概念化和类型化的过程。这种认知发展过程人人皆有。按照布鲁纳自己的话说,一个人的“智力活动时时发生,无处不在,无论是在学术研究前沿,还是在一个三年级的教室”。布鲁纳提出思维过程包括概念化和类型化的思维活动,是对事物的分析与综合、抽象与概括。他认为概念化需要运用一定的策略。策略的选择需要权衡三个因素:(1)信息的环境;(2)认知的难度;(3)风险性。其中,信息环境是一个人思维过程的基础;了解信息收集、处理的难度和风险又是组建新的知识结构的保证。关于类型化,布鲁纳提出了同一性和等值性。同一性是把同一对象若干不同的变异放进一个智力筒里。等值性是将不同种类的对象看作互相完全相似而归为一类。思维活动概念化和类型化的过程使得一个人有能力去区别其环境中的物体或过程。
关于儿童如何组建自己的知识结构,布鲁纳将认知发展过程分为三个发展模块:(1)动作性模块;(2)映象性模块;(3)象征性模块。一个人的成长和认知发展就是熟练地掌握和运用这三个日趋复杂的发展模块,从动作到映象,最后到象征(符号标记)的转换。布鲁纳的发展理论的内涵在于我们应该给予孩子与他们认知水平相匹配的学习材料、活动的机会和作业工具,最大限度地激发他们的认知发展。例如,一个教师如想要帮助孩子学习和了解恐龙,他可以遵循三个发展模块,先要求制作恐龙模型(动作性模块);然后,让他们观看有关恐龙的影片(映象性模块);布置他们查找有关恐龙的参考资料,组织讨论和寻找问题答案,交流学习心得(象征性模块)。在儿童发展早期,他们基本依靠动作性模块学习,在自己的动作中学会滚、爬、坐、立。然后,映象性模块介入儿童学习过程。儿童依赖这一模块学习理解图画、图形,识别数字,进行计算。最后,当孩子们进入青少年时期,象征性模块建立。他们学会理解抽象的思维和工作。
布鲁纳的三个认知发展模块和皮亚杰儿童认知发展阶段的论说相辅相成。布鲁纳的动作性模块相当于皮亚杰儿童认知发展论中的“感知运动阶段”。两人都认为儿童初级的认知方式或智能是通过动作获得的,即通过感知动作去认识和再现外部事物的。只不过皮亚杰强调的是这种认知方式的过程,而布鲁纳侧重于这种认知方式的结果。映象性模块,按照布鲁纳的描述,是指用图示、图形或表象来再现知识经验的一种方式。它把时间、空间和定向结构的知觉转化为表象,从而进行概括。映象性模块在6~7岁的儿童认知活动中表现得最为明显。因此,布鲁纳的映象性模块的认知阶段相当于皮亚杰的“预备操作阶段”和“具体操作阶段”,即儿童认知发展的第二阶段或知识掌握的第二级水平。两人都认为儿童这一阶段的发展在人一生的认知活动中作用重大。布鲁纳的象征性模块是再现知识经验的第三种方式,又称为符号性再现模块。皮亚杰称这一阶段的发展为“正式操作阶段”。一个人的认知发展达到了用抽象思维推理,用人为的设计特征或符号分析、再现知识结构的水平。
受皮亚杰思想的影响,布鲁纳认为学习体现一个人的认知发展过程。学习是一种过程,不是产品。任何一门学科的学习都包括获取新信息、知识的转换和对所学知识的评价,即新知识的获得、旧知识的改造、检查知识是否恰当的过程。他认为这三个过程几乎是同时发生。他强调一个人在特殊学习阶段的认知结构。正是一个人的认知结构为个人的生活经验提供素材和内容,使得一个人能整合和转换新信息。不同于皮亚杰,他的论说更关注环境和经验对一个人认知发展的影响,主张螺旋式教学的设计,让学生能够在自己所学的基础上不断地组建他的知识结构。他认为当学生的认知结构和认知需要有了一定的发展后,内部的动机变得更为重要。教师不应只是现成知识的提供者,而是要为学生创造一种能够独立探究的情境,给学生提供思考、参与知识获得的机会,从而提高和发展学生的自主发现能力、独立解决问题的能力和发明创造的能力。
教育在布鲁纳看来就是一个发现学习的过程,作为一个认知结构理论学家,布鲁纳称自己对学习的研究不是学习理论,而是教学理论。他认为一种学习理论只是论述学习是如何发生的,而教学理论指导具体学科的教法。他提出发现学习的四步教学法:激励,组建,顺序,强化。完成这四个步骤,学生必须发现所学课题的基本原理,通过整合自然的求知和解决问题的愿望,寻求解决问题的方法,完成新知识的学习。他认为最有效地获取信息和知识就是让学生自己去探索和发现,然后动作性地、映象性地、象征性地进行分类。这样,学生对所学内容才会有更深的理解。
布鲁纳的认知发展研究和教学理论对美国教育以及和他一起从事研究的学者、学生影响巨大。他提倡的“螺旋式教学法”、“发现学习”、“认知发展三模块”等论述在过去几十年里在美国教材改革、大纲制定乃至课堂教学中得以广泛的实施,为激发学生学习兴趣和潜在能力,对培养学生创造性思维和能力发挥了积极作用。用加登纳(1943~)的话说,布鲁纳不仅是他所处时代的一位着名教育思想家,他还是一位善于探索的学习者和老师。他学而不厌的求知欲望深深感染着不同年龄和不同背景的人。他孜孜不倦地着书立说,内容广泛,知识丰富,信息多样,逻辑分析透彻,学术考究严谨。凡是熟识布鲁纳的人都有同感。但是,随着时代的发展和研究的深入,我们不难发现,布鲁纳的认知发展的论说同样具有局限性。譬如,设计不当的话“螺旋式教学”和“发现学习”往往导致教学内容重复,有效教学时间、精力的浪费,基础知识缺乏,学生学习兴趣衰退,意志消沉。因而,完全独立的发现学习实际上并不可行,学校应该强调接受学习与发现学习相互配合的有效教学。
接受学习来自奥苏贝尔(1918~),奥苏贝尔进一步发展了皮亚杰的认知发展理论,丰富了布鲁纳的“发现学习”论说。他在认知发展心理学和教学理论领域最大的贡献之一是发展和研究“归类理论”,“有意义接受学习理论”和“先行组织者”教学策略。奥苏贝尔的归类理论基于他自己对认知发展的研究,对皮亚杰“同化”和“顺应”学说的进一步阐述。“归类”是指将所有项目归入到更大、更全面的类别里去。“归类”可分为两种:相关归类和衍生归类。相关归类就是将新的信息和所掌握的相关知识整合、延伸。衍生归类指的是改变或重组原有的知识结构,将完全陌生的信息和内容加以连接和衍生归类(Cooper,2007)。奥苏贝尔提出的归类理论是指一个人在认知发展的过程中将新的技能或想法连接、归入到过去经验更大的范围里去。奥苏贝尔认为,学习就是一个人能将新的信息和自己现有的认知结构连接起来;认知结构也能在接受新信息输入、归类的过程中不断地转换和重组。一个人的认知发展正是新信息持续不断地连接和归类的过程。大脑记忆的知识和内容代表着他所有的学习经验;忘却的东西则是因为某些信息在连接过程中虽然得到了归类,却丢失了它们的特性和链接。只有一个稳定的认知结构存在时,有意义的学习才能发生。在新学习的内容恰好同一个人认知结构里的储存信息和内容相关时,存在的认知结构就会为新的学习提供知识归类的框架;当一个人学习完全陌生的内容时,机械型的记忆学习将会开始。不过,这种机械型的记忆学习最终有助于新的认知结构的建成和日后的有意义的学习。
针对布鲁纳“发现学习”的论述,奥苏贝尔提出,无论是学习内容的组建还是机械地回答问题,“发现学习”的根本内涵在于学习的主要内容不是通过传授获得,而是通过学习者在他能有意义地获得前,自己发现所学内容的内涵。要使学习有意义,学习者必须首先具有能适应新环境的学习技能和内容。有意义的学习在于他能发现自己认知结构里原有的信息能与所学习的新内容有机地联系起来。
奥苏贝尔提倡“有意义接受学习”是因为他认为“接受学习”的方式不可与传统的“机械学习”同日而语,也不与流行的“发现学习”法背道而驰。他将学习分为“有意义学习”和“机械学习”,将学习方法分为“接受性学习”和“发现性学习”。他用“有意义学习”的理论对“接受性学习”方法进行了科学的分析。在他看来,“接受性学习”不是被动地接受知识,机械地记忆所学内容,而是教师在教学中有机地将有潜在意义的学习材料和内容与学生已有的认知结构联系起来,融会贯通,使得学生在学习新知识的过程中能采取相应的有意义学习心态,积极主动地从原有的认知结构中提取出能与新知识和内容相连接和归类的旧知识(佚名,2006)。“接受性学习”也不是没有学生独立思考、发现学习的机会。学生在学习的过程中要能主动积极地把新的知识和内容“登记”到已有的认知结构中去,对新、旧知识的“适合性”作出正确有效的判断;在新、旧知识联系存在差异时能进行分析对比,调节、重新理解或表达新知识。学生的发现学习仅仅是在教师的积极引导和组织下进行,而不是完全依靠学生的自主发现来学习。如果新知识不能与学习者原有的知识结构建立起实质性的联系,那就不是“有意义地接受学习”,也不可称为有意义的“发现学习”。
“先行组织者”教学策略是奥苏贝尔提出的一个教育心理学的重要概念,也是他在教学理论方面的主要贡献之一。“先行组织者”教学策略的核心是在学生正式学习新知识前,向学生介绍他们熟悉且能高度概括新的学习内容的准备材料和信息,为引入新内容,连接新、旧知识铺路搭桥。根据奥苏贝尔的论述,“先行组织者”教学策略的基本原则是:1)在有效地传授新知识之前,我们必须增强学生认知结构的稳定性和清晰度。多数普通概念必须作为整体事先介绍给学生,然后再不断分化。教学大纲必须组织有序,每一层次的学习都应该和学生原有知识结构紧密联系,对知识进行由上位到下位,由一般到个别的纵向组织。2)事先给学生提供的材料和信息必须与学习的新知识有联系。新知识的教学必须和学生原有的知识、认知结构综合同化。新知识的教学要帮助学生牢固掌握知识间的区别与联系,加强横向组织,促进学习的融会贯通。因此,“先行组织者”教学策略不是简单的复习和内容总结。它是新知识学习条件的组织,知与不知间的连接,认知结构的调整或组建。
奥苏贝尔认为,一个教师能否为帮助学生将需要学习的新知识和他们原有的知识结构有机地联系起来进行教学尤为重要。事先组织学生温习已经熟悉的知识和需要学习的新内容可以更有效地帮助学生学习,融会贯通。具体做法可以是提供学生熟悉的而且和新内容有关的图片、影像、提纲、情节梗概、语法规则、运算定律等。根据学生对学习新知识的熟悉程度,奥苏贝尔将“先行组织者”的教学策略分为两种。其一,如果学生对新知识完全陌生,教师需要采用“陈述性”的教学策略,帮助学生建立起接受新知识的认知结构和框架。当学生正式学习新知识时,他们就有了可以利用的知识结构。其二,如果学生对新知识不完全陌生,教师可采用“比较性”的教学策略,帮助学生了解新、旧知识的异同,使学生能在学习新知识的过程中更有效地将新知识同化到原有的认知结构中去。
具体实施“先行组织者”教学策略可以分为三阶段:1)介绍“先行组织者”;2)连接“先行组织者”;3)强化认知结构的发展。第一阶段包括明确教学目标,介绍“先行组织者”和启发相关知识的认可度。第二阶段提供学习任务和资料,遵循明确的逻辑顺序组织教学。第三阶段进行新学内容的综合同化,积极开展有意义的接受学习,帮助学生由一般概念到个别具体技能不断分化,使所学知识融会贯通。
奥苏贝尔是为数不多的坚持教学以教师为主导的教育心理学家。他认为,学生通过“发现学习”所掌握的知识非常有限,“发现学习”难以成为一种有效的教学手段。学生学习需要教师的指导和新、旧知识纵向和横向的组织。他提出绝大多数的知识仍然需要学生通过“有意义地接受学习”来获得。几十年来,在美国尽管面对以学生为中心教学结构的挑战,经受了“发现学习”法的巨大冲击和影响,以教师为主导的教学模式和“接受学习”方法依然在学校被广泛采纳,维持着其相当稳固的地位。这无疑与奥苏贝尔孜孜不倦的努力,与他“有意义地接受学习”理论和“先行组织者”教学策略在教育领域的渗透和影响有关。
认知发展理论对于20世纪的教育的主要影响在于对人类思维和学习过程的研究。皮亚杰、布鲁纳、奥苏贝尔等都认为学习是处理认知信息的过程,不仅仅是外界环境的条件刺激及对其的反应。认知发展的理念曾经在教育领域风靡全球。但是,问题在于人们学习和认知的过程相当复杂,具有个性,难以得到科学的证实并为人们所真正理解。因而,建构主义学习理论悄然兴起,在认知发展方向理论的基础上,对教学改革提出了新的挑战,而且正日臻完善,自成体系。
三、建构主义理论的崛起、发展和影响
随着认知发展理论的研究,建构主义学习理论的崛起在教育界很快引起巨大反响。斯雷文称建构主义的学习理论是教育心理学发生的一场革命。建构主义的学习理论主张让学生自己建构他们的世界观、生活理念、技术专长和知识结构;强调学习的主动性、社会性和情景性。毫无疑问,认知发展理论的研究和论述是建构主义学习理论兴起的基础。除了皮亚杰、布鲁纳等认知学者的贡献,着名教育心理
学家杜威(1859~1952)、维果茨基(1896~1934)和加登纳(1943~)为建构主义理论的崛起及其发展起了巨大的推动作用。
杜威是美国着名哲学家、教育学家,机能主义心理学的奠基者和实用主义哲学的创始人之一。他从社会的角度观察教育,把教育理论付诸实践,提出让学生在做中学习。在《民主主义与教育》一书中,他综合分析、批评和发展了柏拉图和卢梭(1712~1778)的原始民主教育哲学。他发现,柏拉图的原始民主教育理念过分强调个人生活所在的社会,卢梭又过分强调个人。在杜威看来,无论是卢梭还是柏拉图就个人和社会的关系上过分强调都是错误的。他和维果茨基将个人思想及其形成看成是同舟共济的过程,认为一个人只有在他所生活的社会里成为不可分割的一部分时才有意义;同理,失去个人生活意义的社会则毫无存在的价值。
杜威定义教育为生活、生长、经验的改造,认为人是社会性动物,人类与动物的区别在于人类有教育而动物没有。社会的组成是因为人们具有互通的信仰、目的意识和情感。人们彼此之间有沟通、交际和联系的需要,而教育恰恰是实现人际交往与沟通的渠道。教育的职能就是延续社会生命、传递人类经验、丰富生活内容、增强经验指导生活和个人适应社会的能力,从而维持和发展社会生活。教育的本质就是人的经验改造。由于经验的改造只能在生活中进行,与生活密不可分,因此,教育即生活,教育即生长,教育即经验的改造。生活和经验是教育的灵魂,离开生活和经验就没有儿童的成长,也就没有教育可言。
在把教育理念付诸实践的过程中,杜威提出了“学校即社会”的观点,对改变美国传统教育产生了积极的影响。旧学校采取直接传授知识的方式,学生常常被动地接受与自己生活经验毫无关系的书本知识。这些抽象、枯燥的符号数字和乏味冗长的教学过程扼杀了儿童活泼的天性。杜威视教育为生活、生长和经验的改造,把参与现实生活作为媒介,把教师主宰的课堂改造成儿童活动的乐园,师生共同投入其中,儿童在活动中学习知识,炼就品德。杜威认为,学校是简化了的社会,是经过组织和优选的理想化的社会,不像成人社会那般复杂和良莠不齐,儿童在这样的学校里得到锻炼就会更好地适应社会、改造社会。
杜威提出儿童的生活、生长和经验的改造是一个循序渐进的过程,教育的目的存在于这个过程之中。儿童的生长是无止境的,儿童在这个过程中成熟、进步,成为社会的合格成员。生活的丰富和完美决定了教育的丰富和完美,生活的目的就是教育的目的,世界上没有独立于儿童生活以外的所谓教育的目的。其实,杜威强调的是目的和手段的内在同一。他旗帜鲜明地反对教育目的论,他认为,传统的教育目的论者是故意将目的与手段分裂,把活动当作手段,其价值取决于达到目的的程度,活动变成了苦役,失去了鲜活的生命力。不过,杜威心目中的教育并非无目的,而是有目的的。杜威提倡的教育是手段和目的的统一。他之所以反对所谓的教育目的论是为了纠正脱离儿童的实际生活,片面由成人编制教育目的的旧做法,而绝非不论或放弃教育目的。
“在做中学”是杜威的核心教学论思想之一。传统教学论认为,教学就是传授知识。杜威认为,学生从教师那里听来的东西不是真正的知识,这种注入式的教学阻碍儿童创造力的发展。他以战争为例,主张放弃正面攻坚而采取迂回战术减少消耗取得胜利。他说,教学不应直接灌输知识,而应引导学生投入活动之中,无意识地获取经验和知识,在做中学。他认为,“做”是根本,失去了“做”,学生的学习就没有了依托。他强调让学生在实际操作中学习知识,强调教学设计应遵循学生心理发展的规律。
思维在杜威看来是一个人的永无停止的潜意识,是幻觉和想象的过程。编故事就是思维的过程。因为,编故事需要有目的的情节构思和出奇制胜的情感表达。它所谓的思维也称为理念。理念通过继承传统、日常教学和模仿而建立起来。它是来自一个人的事先判断,并非验证是非。它又是规范、带着问题的思考,积极、持续、认真地对某种理念的反思。反思是杜威认知理论的重要组成部分,将服务—学习课题、专业学习和课堂技能融为一体。反思的过程包括提出问题,假设,运用已有的经历,反复核实验证。因而,每个学生在不同场合、不同时间和完成不同的学习任务时,反思过程的程序有所不同。这就需要教师充分了解学生,真正做到因材施教。
维果茨基是苏联心理学家。他提出了社会文化理论,强调社会文化背景对人的行为的决定作用,认为人的成长是文化的产物。社会文化理论强调一个人与社区互动的重要性;一个人积极参与社会从而获取知识的重要性。维果茨基认为儿童学习必须要能和成人以及所在环境发生互动。尤其是在家庭和学校两个极其关键的学习环境中,这种互动奠基儿童的认知发展,左右一个人的行为和人格特质的表现。成人对孩子们的学习必须加以预先指导,组织引导他们掌握并消化所学知识。根据维果茨基(1978)的社会文化理论,每个孩子的文化熏陶和成长主要呈现在两个层次:一个层次是先社会,后个人;另一个层次是人与人之间的相互交往,然后是孩子心理的成熟和发展。同样,一个人对周围环境的关注、逻辑思维的培养、观念的形成和更新等都开始于他和其他人的交往与互动。基于维果茨基对如何使盲人、聋哑人或残智儿童最大限度地发挥他们学习潜力的研究,加上跨文化的研究,他提出的社会文化理论对当今社会的教育、教学的研究产生了巨大影响。
维果茨基认为知识结构的组成是知识内在化的过程。通过观察孩子与他们的父母、老师的社会互动,维果茨基发现孩子在互动中学习语言、讲话、思维,组建知识结构。一个孩子在与周围环境的交往互动中所得到的知识正是一种特定文化的体现。这一过程使得一个人从不会到会,从不懂到懂。例如,一个孩子本来对于倒牛奶、骑自行车等一无所知。但通过与社会的接触,与父母、老师及同龄人的交往互动,他学会了倒牛奶、骑自行车等技能。随着所学知识、技能更深度的内在化,他能将所学的知识进一步发挥并运用自如。再如,孩子学会使用铅笔后,他不仅能临摹他人之作,而且渐渐地会用铅笔去描绘自己独特的图画。
根据维果茨基的社会文化理论,学生的学习是他们与成年人互动的结果,是他们的知识建构的过程。在行为主义理论遭受抨击的同时,以维果茨基社会文化理论为基础的测试方式和教学理念推动了建构主义理论的发展。测试结果旨在发现一个人的学习潜力,而不是只看其学习成绩。社会文化理论为基础的教学测试,侧重父母、老师的有效指导过程和学生们知识建构的过程。
维果茨基倡导的测试不仅仅局限于检测学生所学知识的水平,测试题还包括高于学生应有水平两学年的内容。这样,根据学生的答题,教师可以确定他所具有的发展潜力。譬如说,两个学生的心理年龄都是7岁,在提示和帮助下,学生甲能轻松地解答一个心理年龄9岁学生所能解答的难题,答题水平比其心理年龄高了两年;而得到同样引导和帮助的学生乙,只能解答一个心理年龄7岁半学生所能答的难题。如果我们用传统的智力测试方法考核他们,测试结果为:学生甲和学生乙在智力水平上不分上下;但是,按照维果茨基倡导的测试法测量他们的发展潜力,检测结果的区别就很大,体现出学生不同的智力水平。
“最近发展区”是维果茨基社会文化理论的又一亮点。维果茨基提出知识建构的潜力取决于一个人“最近发展区”的发展,“最近发展区”的充分发展又依赖于他与周围人和环境的相互交往。由于有成年人的指导和同龄人之间的相互协作,一个人的技能可以比只靠自己孤军作战高出一筹。当孩子们处于“最近发展区”学习时,比如说演算分数的乘除,他们基本上都能完成。但是,如果我们教学得法,能充分调动孩子们“最近发展区”的发展潜力,学生们的学习效果就会非常理想,演算结果的正确率就会有大幅度的提高。反之,如果教学远离学生们的“最近发展区”,教学效果则相反。学者们将建筑工地的“支架”概念引用到了孩子们“最近发展区”潜力的开发和教学。也就是说,家长、老师和其他成人能够充当学生们学习的“支架”,给学生们以学习上的帮助和指导,直到孩子们能独立完成学习任务。搭建“支架”的性质是动态的,用于教学的模式有交互式、认知学徒式以及自生语言、自主教学策略发展等教学模式(刘迎,2005)。学生学习的困难越大,家长、教师越要为学生提供更多的帮助和指导。一旦学生能自己独立完成任务,家长、老师应及时拆除不再需要的“支架”,给学生以自己完善的空间
。“支架式教学”需要家长、教师对孩子们的能力有充分的了解,并能敏捷地对学生需要的帮助和指导做出反应。
除了上述杜威和维果茨基对建构主义理论的贡献,我们还必须提到加登纳。加登纳对建构主义理论发展的主要贡献在于他1983年提出了多元智能理论。他认为仅仅依靠传统的智力测试来衡量一个人的智能是极其有限的。因而,根据儿童和成人的内在潜力,他提出人类有九种智能。
(1)语言文字智能:运用口头语言或书写文字的能力。
(2)数学逻辑智能:有效地运用数字和推理的能力。
(3)视觉空间智能:准确地感觉视觉空间,并把所知觉到的东西表现出来的能力。
(4)肢体运动智能:运用整个身体表达想法和感觉,运用双手灵巧地生产或改造事物的能力。
(5)音乐旋律智能:察觉、辨别、改变和表达音乐的能力。
(6)人际交往智能:察觉并区分他人的情绪、意向、动机及感觉的能力。
(7)自我认知智能:自知之明并据此做出适当行为的能力。
(8)自然观察智能:观察自然保护环境、调整自我心态的能力。
(9)存在经验智能:清晰理解人类存在的哲学理念,具有自我保护和自我生存的能力。
加登纳(1943~)的“多元智能理论”的提出迅速引起了世人的关注,对探索有效教学起到了积极的促进作用。从事多年“多元智能理论”研究的阿姆斯特朗博士认为,无论是对幼儿园教师,还是研究生导师,或者是对某学科感兴趣的准备自学成才的成年人,加登纳的“多元智能理论”的基本原理都具有实用的价值。如果一个教师发现传统的语言文字、数学逻辑教学对有些学生效果不佳,他可以根据“多元智能理论”考虑通过其他智能,采用不同的教学方法设计教案,组织教学,提高教学效果。在实际教学中,我们并不需要全部利用加登纳提出的九种智能进行教学,而应该根据条件允许,选择自己最感兴趣、对学生最有效的教学方法。阿姆斯特朗坚信所有的孩子都是天才孩子。每一个孩子来到这个世界都具有他独特的潜能。天生我材必有用。如果培养得当,他们都能为更美好的世界作出贡献。对于我们老师、家长最大的挑战就是清除培养孩子的障碍石,使孩子所有的天赋得到发现和发挥。
但是,毕竟多元智能理论提出的时间较短,对理论本身可以提出种种探讨。譬如说,人到底有多少种智能?加登纳本人也承认,随着科技的进步,人类认识水平的提高,我们还会发现更多的智能。有的学者对该理论中不同智能之间的关系产生质疑。智能间的分界、组织有待进一步的探讨。用加登纳自己的话说,“我不能说(多元智能的)定义标准已盖棺定论,相反,定义标准随着我对人类能力的研究不断地被修正……我可以肯定有那么一天,智能的数目将会增加,或者智能之间的界限将被重新确定”。
尽管建构主义学习理论和多元智能理论与成熟的理论体系之间还有很长的一段路要走,它们在当今美国与世界各国的教育改革中所起的作用是巨大而深远的,它们的革命性意义远未完全体现。
四、结束语
本章对20世纪以来对美国教育影响较大的理论学派作了简要评介。需要说明的是,在世界局势走向多元格局的今天,传统的两极跳跃、非此即彼的思维方式和治学理念已如落花流水、大江东去。“存在即合理”的“融合”理念新桃换旧符,成为学术界的主题。因此,笔者认为对教育理论的评述,应该摒弃以往“成王败寇”的评价方式,采取“和而不同”、“兼容并蓄”、“同异并存”的多元思想,从事实出发,贴近客观,在穷尽真理的过程中对复杂而鲜活的教育实践真正发挥积极的指导作用。
教育实践的本质决定了它的学科特点不可以等同于自然科学。为理论研究而研究的理论(所谓纯粹学术研究)因其远离丰富多彩的学校生活而遭人厌弃,失去其自身存在的价值。在崇尚实用主义的美国,各种学术流派的观点在学校教育的发展历程中均留下各自深深的烙印。时至今日,它们都还或明或暗、或大或小地发挥着其特有的光芒。具有人类心理学第二个里程碑意义,开辟了心理学研究科学化先河的“行为主义”理论,以“刺激—反应”(S—R)思想为指引的“尝试错误说”对学校教育中的奖惩制度作出了巨大贡献。在“格式塔”学派的“顿悟说”基础上发展起来的“认知学派”以研究人们思维过程为主要目的,揭示了人们认知的发展阶段,以及“同化”、“顺应”和“平衡”的知识积累过程,为学习成果向学习过程的重要转移奠定了理论基础。建构主义的“教育即生活、生长和经验的改造”、“最近发展区”的观点对学校课程设置和教学改革产生了“一场革命”的效应,有力地推动和确立了以学生为中心的教学模式。加登纳独树一帜的“多元智能”理论对于儿童智慧的开发产生了创造性的价值。尽管对行为主义、认知发展、知识建构、多元智能等教育理论的研究褒贬不一,但是,它们无一不在今天美国学校教育的实践中留下了各自鲜明的印迹,发挥着它们的巨大的作用。
程序教学的基本原理范文第5篇
一、我国法学专业的人才培育目标定位与专业课程设置
由于我国政法院校及一般院校法学院（系）过去相当长的一段时期内存在着将专业划分过细过窄的问题，往往只求“专”而忽略对学生法学基本功的要求，也使得作为相互联系的整体的法律受到缺乏科学性的割裂。长期单一的灌输式教学方法导致学生丧失学习的主动性、积极性，纯课堂教学使得学生缺乏实践经验和实际运用能力，导致法学教育效果大打折扣。
从国外的情况来看，日本和德国的大学法律系主要是素质教育，学生毕业后要从事法律职业，还要经过二年以上的职业训练；而在美国，须先接受大学其他学科本科的素质教育，获得学士学位后才可进入法学院用3年时间接受法律职业教育。国外法律人才培养的大专业框架和“二段式”培养模式是十分值得国内高校借鉴的。
我国加入WTO后社会主义市场经济将快速发展，急需一大批基础扎实、知识面宽，精通国际经济法律和惯例的法律专门人才；国家司法资格统一考试制度的确立，标志着司法职业人员的录用将与国际接轨，同时也昭示着今后我国司法实践的一线部门将只能通过此渠道大量充备急需的法律实务人才。面对此般形势，我国一般院校应以培养具备现代法律意识、创新精神、专业基础厚实、专业技能突出、适应市场经济需要的法学应用型人才为目标，即定位于一种高素质的“通识教育”。
从大学阶段法学教育的目标价值与社会现实的需要来看，法学本科教育内容应以法学基本原理为基础，加强应用法学的理论教学，突出应用性、技术性专业知识的教学，注重对学生素质和能力的培养。注重实际应用能力的我国统一司法考试制度也将成为评价法学教育内容与成果的“硬指标”和“试金石”。但以司法考试为指挥棒，减少、放弃特色课程，转而围绕司法考试的考点来安排教学内容的做法却是应当摒弃的。普通院校在法学教育内容和具体课程设置方面，除必须开设教育部设立的14门法学专业核心课程并作为专业基础课外，一方面要尽可能开设一些可形成各校办学特色的专业方向课，另一方面则应加强专业操作技能内容的训练，如模拟法庭审理、案例辩论分析、专题法律文书写作等。
一般来说，法学专业教育应包含三大教育环节，第一环节应为传统课堂理论教育环节，此环节注重培养学生对法学原理、原则及立法精神、司法价值的理解与把握；第二环节是实践应用教育环节，包括庭审教学（模拟法庭、法庭观摩、庭审讨论与评析等）、假期专题见习和教学实习等内容；第三环节为课外阅读与训练阶段，包括组织和指导学生阅读包括法学在内的人文社会科学经典著作与文献、开展法律社团活动、编撰有关专业报刊等，增长学生的人文素养，提高学生的法学专业素质。其中第二环节是我国普通高校须重点加强的薄弱环节，而第三环节则常常被忽视。此三个环节在法学专业教学体系中缺一不可，互为作用与影响，高等法学教育对此不可偏废。
二、法学专业教育方式改革实施
1.单向讲解式与启发讨论式教学相结合
众所周知，我国法学教学方法长期以来是以古老的课堂讲授为主，教师按照法学教材体例进行滔滔不绝地讲解，学生被动地听讲记笔记。在此单向的教学方式下，学生只需记住教师的讲课内容来应付考试，而不愿进一步去思考问题。我国传统的教学方法是培养学生的认同思维和人格，抑制和扼杀了学生的创造力。因此，单向讲解式必须与启发讨论式相结合进行教学。课堂上教师应为学生创造出更多可自由发挥的空间，鼓励学生发表自己对某一问题的见解，锻炼学生的机敏反应与口才，有意识地培养学生的法律思辩能力。
2.法学理论讲授与判例教学法相结合
传统的讲解式教学方法以解释法律条文和阐述法理论为主，按照“法条――法理――法哲学”的程序教学，缺乏与实践的衔接，这与社会的现实需要相脱节。判例教学法（苏格拉底方法）在英美法系国家中广为流行，教师选择典型案例、情节，在课堂上进行法学原理的分析和评价，使学生所学知识直接转化为处理具体问题的能量和能力。法学的最大特点为其实践性，因此，将法学理论、法律条文与司法个案有机结合起来的案例教学法应成为法学教育的主要方式。
3.课堂教学与实践教学相结合
法学教育应当将实践性教学作为法学教育的一个不可或缺的重要方法和环节。实践性教学的具体方法多样，可以由教师组织，学生动手进行模拟法律实践，将所学法律知识、技能融入实际操作中，并由教师、司法实践部门专家讲评或学生互评，通过模拟实践达到熟悉司法程序，理解掌握各种司法角色的专业技能的目的；还可让学生利用假期进行专业见习，对有关法律角色进行亲身体验。此外，可借鉴20世纪60年代在美国兴起的、风靡世界各大法学院的“法律诊所式教育”模式，教师指导高年级法学专业学生参与法律应用实践，让学生直接接触社会，在实践中寻找答案，锻炼学生的法律实际运用能力，缩小理论知识与职业技能的距离。
4.传统教学手段与现代教育技术相结合
使用黑板、粉笔的传统教学手段，节奏缓慢，信息量有限，难以表现法学丰富、生动的内涵。运用声、文、图并茂的现代计算机多媒体技术进行法学教学，能向学生全方位地传递大量的教学内容、信息。借助多媒体技术可向学生直接展示与教学内容相关的案例、法律条文、法律文书（如合同样本、判决书、状、辩护词）、各种证据等，可解决传统教学中教师难讲、学生难懂且板书费时等问题，能将枯燥的法学理论和原理形象地演绎出来，从而极大地提高教学效果。
程序教学的基本原理范文第6篇
关键词：非经典计算；算法设计与分析；智能科学与技术
1背景
智能科学与技术是人工智能方向的重点交叉学科，是一个包含了认知科学、脑科学、计算机科学的新兴学科。按照教育部学科专业目录，智能科学与技术是一级学科计算机科学与技术下的二级学科。如何在4年的本科教学过程中，既立足于计算机学科内容，又突出智能专业的特点，体现该专业区别于计算机科学专业的特色，培养一流的智能人才，是众多智能专业积极探索的问题。
本着帮助学生建立宽广厚实的知识基础，使学生将来能向本专业任何一个分支方向发展，并能掌握本学科发展的最新动态和发展趋势，深刻领会本学科与其他相关学科区别的目标，厦门大学智能科学与技术系于2012年合理调整了专业培养方案，制定了一套突出专业特色和个性的教学大纲，课程体系分为学科通修课程、专业必修课程、专业选修课程。其中，专业必修课程细分为智能基础类课程、软件理论类课程及硬件基础类课程3个不同类别。在智能基础类课程中，开设非经典计算课程。该课程是厦门大学智能科学与设计系最具特色的课程。
该课程以软件理论类课程算法设计与分析为先导课程，在本科三年级的第一学期先讲授算法知识，在同一学年度第三学期讲授非经典计算的内容。教师首先介绍经典算法设计与分析中的各种传统算法，借由经典算法发展过程中遇到的困境问题引出非经典计算的内容，前后呼应，有助于学生在智能计算上获得完整的系统学习。
2非经典计算在智能科学与技术专业本科教学算法体系中的地位
算法设计是智能科学与技术专业中的核心内容。本科专业4年的专业教学计划由4门核心课程构成算法体系的主线，包括高级语言程序设计（本科一年级学科通修课程）、数据结构（本科二年级方向必修课程）、算法设计与分析（本科三年级方向必修课程）、非经典计算（本科三年级方向限选课程）。这4门课程的教学内容和组织结构完整地构成了算法体系结构。以图灵奖获得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式为参照，即Algorithm+Data Structures=Programs，算法体系以培训计算机方向学生掌握编程能力，独立完成分析问题、设计方案、解决问题的综合能力为主要目标；在这个体系中，程序语言是基础，数据结构是内涵，算法是框架。
在算法体系中，这4门课程以循序渐进的方式展开，注重对学生算法思维的培训。
（1）高级语言程序设计讲授的是c语言程序设计，通过对C语言的详细介绍，让学生掌握程序设计方法和编程技巧。作为初始启蒙课程，选择C语言作为程序教学语言，是因为C语言的使用广泛，拥有严格完整的语法结构，适合教学。
（2）数据结构重点讲授各种常用的数据表示逻辑结构、存储结构及其基本的运算操作，并介绍相关算法及效率分析。教师通过在一年级对包括C语言在内的其他程序设计过程的训练，加人对数据结构中各种数据的逻辑、存储结构的表示和运算操作，从数据结构的角度阐述典型算法，并简单介绍算法的效率分析，这是对程序设计训练的进阶内容。
（3）算法设计和分析主要介绍算法设计与分析的基本方法以及算法复杂性理论基础。我们在本科三年级引入算法设计与分析课程，从算法的抽象角度总结和归纳各种算法思想，包括递归与分治法、贪心法、动态规划法、回溯法、分支定界法、高级图论算法、线性规划算法等，最后阐述算法复杂性的分析方法、NP完全性理论基础等计算复杂性的基本知识及完备性证明概要，重点阐述算法思想，从复杂性角度比较和分析不同的算法。上述（1）、（2）和（3）的内容构成了计算机学科通用算法体系的教学过程。
（4）非经典计算主要讨论何为计算的本质以及经典计算在计算能力上遇到的困境，以此为契机讨论自然计算――生物计算、集群计算、量子计算等内容。算法设计和分析的最后一个章节是对算法复杂性的分析方法及NP完全性理论基础的介绍，不可避免地会讨论到现代电子数字计算机体系在计算能力上的瓶颈以及由NP完全问题（Non-deterministic Polynomial），号称世界七大数学难题之一的经典问题，引出对经典计算机体系的深层思考，进一步引导学生思考如何解决计算能力的瓶颈问题。这是教师设计非经典计算课程的出发点，也是对算法体系更完整的补充和更深层次的探讨。
此外，我们还需要对授课学期选择进行考虑。厦门大学实行三学期制度，在第三学期内开设的课程大多是实践类课程及前沿技术介绍课程。在本科三年级的小学期阶段，学生基本完成了智能专业大部分必修课程的学习，拥有了一定的计算机基础和学科素养。这时，依赖学生已经具有的数据结构与算法的基本知识，可以将学生的学习引向如何理解计算的本质；再从计算本质出发，由易到难，介绍采用非计算机的不同计算媒介和方法，例如DNA计算、元胞自动机、集群计算等知识，结合计算机模拟程序加深认识。在逐步加深学生对非经典方法计算的理解之后，再引入量子信息与量子计算。至此，智能专业关于算法体系的整体构建已基本完成。
3非经典计算课程内容大纲
非经典计算课程的主体课程内容以专题形式展开，分为5个部分。
第一部分：计算本质。从什么是计算人手，列举各种计算的形式，由数字的计算到命题的证明，由数值计算到符号推导，引出计算本质的广义定义，“计算是从一个符号串f变换成另一个符号串g”，即从已知符号（串）开始，一步一步地改变符号（串），经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号（串）的变换过程；进一步展开对什么是计算、什么是可计算性的讨论，展开介绍计算理论上4个著名的计算模型――般递归函数、λ可计算函数、图灵机和波斯特系统；最后归结到丘奇・图灵论点。以上是第一条主线，第二条主线从计算复杂性角度人手，讨论在经典算法中难解决的NP完全问题，提出在经典计算体系中随着输入数据规模增大而难以计算的瓶颈，从而引发学生对于经典计算的思考。
第二部分：智能计算机的发展。这个部分主要讨论计算机硬件的发展历史，即从原始时期的计算工具，到现代计算机的4个发展阶段：史前期、机械式计算机、机电式计算机、电子计算机。教师从模拟型计算机到数字型计算机，阐述冯・诺依曼关于计算机五大基本组成对现代计算机体系结构的影响及其带来的限制；从硬件角度提出非经典计算机的讨论，鼓励学生对现代智能计算机硬件进行调查。
第三部分：DNA计算。主要阐述DNA计算的基本原理，并以旅行商问题为引子，展开经典计算难解决问题的讨论，重点介绍第一个由DNA计算模型解决的问题――L.Adleman构建的7个节点的DHP，并着重指出DNA计算潜在的巨大并行性和待研究的问题；然后介绍R.Lipton用DNA实验解决的另一个NP问题――可满足性问题（SAT）；最后将DNA计算与软计算结合，阐述粘贴模型以及DNA的软计算模拟与遗传算法的对比。对于DNA计算强大的并行性，以具体的算法实例加以详细阐述和说明，教师应指出分子计算的优缺点以及在计算能力上的巨大潜力。
第四部分：细胞自动机和集群计算。这个部分主要讨论群体计算，一方面，从细胞自动机的形式化阐述及其所带来的哲学意义出发，描述细胞自动机在计算机交叉学科上的运用；另一方面，介绍集群计算，以欧盟“蓝脑计划”为出发点，阐述如何从硬件体系和软件体系上用计算机架构类神经元的协同合作方式。
第五部分：量子计算。从基本的量子力学知识开始，完整阐述量子计算的基本概念、量子信息、量子计算机和量子通信。量子计算机的构建除了要包含最基本的操作外，还需要介绍基本的量子计算机体系结构、计算载体等知识，加深对量子计算的理解，最后介绍的量子通信。这种已经应用在实际生活中的量子计算，更贴合实际。
以上5个专题，结构清晰，分工明确。第一部分讨论经典计算的困境，第二部分讨论经典计算机的发展瓶颈，从第三部分开始，引入非经典计算模型，分别从生物学和计算机科学的交叉学科DNA计算、细胞自动机和集群计算、量子计算3个方面进行学习。5个专题，完成了对非经典计算中前沿热门计算模式的阐述，引导了学生对于前沿学科的认识和思考。
4非经典计算课程授课方式
本课程属于本科三年级第三学期的课程，授课除了上文提到的内容之外，另一个更重要的方面是引导学生对学科前沿以及热点内容的跟踪和思考。因此在教学方式上，我们采取了教师授课及学生调查报告相结合的形式。教师上课对应课程的基本内容，学生调查报告对应学科前沿跟踪与思考。
5个专题内容的授课经过了如下设计。在每个专题的授课结束后，布置相关专题内的一些热点、难点问题供学生课后查阅、讨论和思考。每个专题由学生自主报名，学生需要对相关内容进行跟踪，查阅近5年的科技文献，总结出论文综述，并准备10分钟左右的课堂报告，教师针对课堂报告指出相关的问题，由学生课后进行进一步的思考和再次的文献查阅，形成最终报告后提交课程论文。
这样的课程设计安排，可以很好地实现教学相长。在学生方面，促使学生除了上课听课，必须主动参与文献的查询过程，主动对授课内容或延展部分的概念进行思考。由于提供给学生选择专题的自由，所以也可以大大提高学生的积极性，让学生可以从感兴趣的角度对本门课程涵盖的内容进行调查，从而获得更加深刻的上课体验。最后，由于每个学生选择的题目必须提前汇总，不能与别人重复，所以在其听取其他学生的报告过程中，学生可以更广地拓展自己的知识面。对于授课教师而言，能够保持对该门课程研究现状的实时性跟踪，更加全面地更新课程内容，还可以将学生查阅的重要理论和知识补充到课程基本内容中，同时促进教师与学生之间的互动，活跃课堂气氛，提高教学质量。
5关于非经典计算课程的几点思考
课程从厦门大学智能科学与技术系建系之初开始构思和授课，在授课过程中不断调整教学内容和课程设计，紧紧围绕学生的反馈完善课程建设。关于非经典计算课程的几点教学经验可以总结如下。
1）增加课时，优化对课程设计的安排。
2015年开始，由于学科教学计划的调整，非经典计算课程由最初的20课时拓展为30课时，集中在本科三年级第三学期进行讲授，一共5周，每周6课时。课时安排上，除了增加教学内容，更加强了对学生的文献查阅和报告部分的考查。在论文报告环节，争取做到有目标、有指导、有结论、有总结。学生所做的报告除了在初始选题阶段要有区别之外，还要求有一定的文献查阅难度。从选题确定，到针对报告指出具体的问题，要求学生根据教师指出的问题进行进一步的思考和资料查阅，最后形成论文。这样的安排贯穿整个课程的全过程，学生的参与度获得了极大的提高。对于教师而言，在学期末总结学生所做的报告内容，并增加本门课的知识点覆盖程度，对教学也有比较大的促进作用。
2）课程考核方式上的设计。
非经典课程属于必修课程，在考核方式上除了提交论文外，也必须要有必要的考试环节。在考试环节中，主要考查学生对教师上课内容的理解。在具体授课中，教师从经典计算到非经典计算进行讲解，也从算法角度给出了非经典计算强大计算力带来的改变，既延续了经典算法课程中对算法的介绍和讨论方式，又对比了典型问题在经典算法和非经典算法中的不同解决方式。这样的授课内容作为对算法体系基本知识点的考查，以闭卷考试内容来设计，是十分合适的。课程延展部分的开放知识点由学生的论文及报告内容进行评分衡量。最后，我们将两个部分的成绩作为本门课程的最终成绩。
3）课程教材的选定。
由于本门课程是厦门大学智能系的特色课程，所以国内并没有合适的教材作为授课使用。在积累了几年的教学经验后，我们准备着手进行教材的编写。如何选定更加合理的专题、更为广泛而前沿的知识，这关系到智能专业对这门课和教材的全局考量。
程序教学的基本原理范文第7篇
关键词：现代教育技术,学校体育,多媒体
提到教育技术，很容易让人想到幻灯、投影，电视、录象、计算机，还有那些为了解决多媒体教室中各种操作故障的技术人员，有许多人把教育技术看作是类似“拧螺丝”的物化技术，甚至有人索性称之为“机器”，在我国教育技术（国内仍称为电化教育）的发展实质上从改革开放开始的，对于这样一个新兴学科（教育技术学），人们产生一些困惑与误解是在所难免的，这种狭隘的观念多半来自人们对“技术”这个词的片面理解。
“现代教育技术是以计算机为核心的信息技术在教育、教学领域中的应用” 。它是教育技术在信息化发展的新特征，标志着多媒体技术和网络技术在教育、教学中的广泛应用，目前现代教育技术广泛应用于远程教育。然而目前现代教育技术应用于体育教学不是很广泛，学校体育教学也没有充分利用现代教育技术作为学校体育教学的一个手段，仅仅只是应用现代教育技术当中的最基本的元素，如录像等。笔者根据二年多的实践经验，并经过自己的切身体验，谈谈现代教育技术对学校体育发展的影响以及如何在学校体育教学中应用现代教育技术，利用现代教育技术服务于学校体育教学。
1．作用
1．1利用现代教育技术可以激发学生的学习兴趣
教育心理学研究表明，学习动机中最现实、最活跃的因素是认识的兴趣，人们在满怀兴趣的状态下所学的一切，常常掌握得迅速而牢固。多媒体这一新生事物在学生的眼中是新鲜好奇的象征，在体育教学过程中运用多媒体课件辅助教学，实质上是给学生一种新异的刺激，目的在于诱导学生对新异刺激的探究反射，换句话说，就是采用新颖的教法手段来激发学生的学习兴趣。例如在教篮球基础配合时，运用多媒体技术，我们设计了一个篮球基础配合课件，利用声音、图像、动画来表现篮球基础配合的全过程，比较形象的展现了篮球基础配合的动作要点、动作方法、移动路线等，帮助学生建立正确的动作概念，使学生快速的掌握此项技术。
1．2利用现代教育技术使动作技术化难而易
有关研究表明：人们从语言获得的知识能够记忆15%，而利用视觉加听觉获得的知识可接受65%。在以往的体育与健康知识的教学中，抽象的知识往往以语言描述为主，即使使用一些挂图、模型等直观手段也显得较为呆板。多媒体课件可利用二维、三维等空间的设计，全方位地剖析难点，化难为易，使看不见，摸不着的生理现象变得生动形象，加快了学习速度，提高了学习的效率。例如在前滚翻教学中，利用前滚翻教学课件慢放，使学生认识到几种常见的错误动作的原因、过程，从而在练习时尽量避免，在教学中起到积极的作用。
1．3利用现代教育技术使学生建立清晰的动作表象
清晰的动作表象是形成技能的重要基础，它来源于教师的讲解、示范、演示等教学过程。体育教学过程中有些技术动作很难用言语来描述清楚，尤其是腾空之后的一些技术细节，讲解的难度很大，示范的效果也不能尽如人意。多媒体课件就能十分轻松地解决这些疑难问题，帮助学生理解动作，形成概念，记住结构，并在脑中建立清晰的动作表象。例如，在前面所说的前滚翻的教学中，鱼跃前滚翻动作有一个腾空过程，而教师的示范只能是完整联贯的技术动作，不可能停留在空中让学生看清楚了空中的动作，对于初学者来说，这样的示范在脑中只能留下支离破碎的模糊的印象，不利于他们的学习。而利用多媒体课件，可以想快就快，想慢就慢，学生比较清晰的建立动作表象。实践表明，利用此项技术，可以充分提高学习效率，激发学生学习兴趣。免费论文。
1．4利用现代教育技术对学生进行健康教育
中学阶段特别是高中阶段的主要任务是培养学生的终生体育意识，为今后学生走上社会打下良好的基础，因此此阶段的学校体育教学不仅要教会学生运动技能，而且还要让学生学会体育健身的一些原理、如何健身等健康知识，但现今的学校体育教学只是在课堂上进行，教师传授的知识是有限度的，如何提高学生的体育知识储备，成为现在需要解决的问题，而网络大容量的知识可以部分解决这方面的问题。笔者目前做了一个这方面的网站――“学校体育网”，里面大部分内容为体育教师写的论文以及从网上收录的运动健身方面的常识，内容较比较全面，教师可以在课堂当中提出一些学生在实际生活中的一些问题，让学生通过在网上查询答案，学生也可以自己就体育锻炼中的一些问题在网上查询，这一过程就潜移默化对学生进行了健康教育，还培养了学生的探索精神。
1．5利用互联网技术师生间进行信息交流
良好的师生关系有利于体育教学的顺利进行，通过互联网，学生可以在留言板、论坛中向老师提出问题、发表意见，与教师在网上进行交流。实验证明，这种交流符合学生的心理特征，更能反映出学生对体育课的要求，以及学生喜欢什么样的体育课和体育教师。
1．6利用互联网技术教师间进行信息交流
互联网的最大优点就是资源共享，在网上教师通过留言板、论坛等进行论文交流、体育课件交流、教学经验交流等，通过交流，共同提高，并且可以对互联网上的优秀资源进行整理，充分利用，服务教学。笔者自己制作的一个网站的论坛在一个多月的时间里，就有会员400多人，绝大多数是体育教师，大家在此畅谈体育教学中的问题、教学改革、课件制作交流等问题，并且也有教师上传自己制作的课件、论文，这样相互交流，资源共享，共同提高。
1．7利用多媒体技术进行互动教学
利用学生好奇心强的特点，在互联网上放一些互动性的Flash教学课件，可以间接的对学生进行健康教育，笔者就在自己网站上放了一些体育基本原理、篮球基本战术、足球基本战术等Flash课件，学生可以在线欣赏、观看，这样潜移默化的对学生进行了互动教学。
1．8利用现代教育技术进行现代体育教学管理
目前各个学校每年都要举行一次校运会，而校运会的编排、准备工作对体育教师而言工作量都非常大，利用计算机进行运动会的编排，可以大大减轻体育教师的工作负担。例如我校的校运会，共有22个学院，运动员人数达2000多人，如果进行常规的编排，可能要十几个人编排一个星期，而今年的编排只是笔者一个人用了3――4天时间进行编排，大大减轻了体育教师的工作负担。
每年的体育达标、期末考试体育教师都要进行成绩换算、统计，笔者用ACCESS数据库自己制作了一个学校体育教学系统，里面内容包括教研组管理、教师备课系统、学生体育达标、体育课成绩管理、运动队管理、体育器材管理等，例如对于学生的体育达标成绩，只要输入体育单项的成绩，其对应的分数、总分、是否达标、平均分等全部都算出来了，这样使学校体育的管理也充分利用上了现代教育技术，大大减轻了体育教师的工作负担。免费论文。
2．现状分析
现代教育技术是在视听教育技术和程序教学基础上发展起来的。
根据笔者和网上的讨论，在学校体育教学中应用现代教育技术存在一些误解，认为为只要在体育教学中加入一点现代教育技术的手段就是体育创新课，“应用现代教育技术=创新课”，因此很多体育教师对此乐此不疲。如笔者曾参加过一次体育教学创新课的观摩活动，从内容及教学过程来看与传统的体育教学无异，只是在中间加入了一个播放录像片的过程，就称之为体育创新课，相比之下，另一名教师的上课内容及过程确有创新的地方，但因为没有“放录像”的内容而没被评上创新课。
同时也有的教师对现代教育技术的认识比较狭隘，在网上有网友提出，体育课到底需不需要课件？在他们认为体育教学由于受场地及条件的限制，很难在体育课中运用现代教育技术，即使应用也无非是在教学过程中播放几个录像或几个课件，这就算是在体育教学中应用现代教育技术的全部内容了。
笔者认为现代教育技术确实包含录像、电视等元素，但这些只是简单的应用，而互动性的多媒体课件、网站却很少应用。实现教育资源共享是当前现代教育技术建设的重要课题，是教育面向现代化、面向世界、面向未来的重要途径。互联网是一个非常有效的途径，它可以将全世界的教育资源充分共享。目前涉及到学校体育教学方面的知识比较散乱，没有人进行整理，笔者在互联网上进行搜索，发现涉及到学校体育教学的网站寥寥无几，大多是个人网站，内容比较少、单一，且体育互动性的多媒体课件更是寥寥无几，体育教学相关的软件更是少之又少，因此笔者利用学校的网络硬件，建立了一个学校体育教学方面的专业网站――学校体育网，内容全部是围绕学校体育教学当中需要用到的资源，同时利用空余时间制作了一些课件及软件，效果非常明显，从建站至今，每天访问量达1000人，最高达2000多人。由此可见，学校体育也需要现代教育技术，更需要网络这个媒体。
3．对策
3．1硬件设施的投入和观念的更新
现代教育技术的发展离不开计算机、投影仪等多媒体设备，如果没有这些设备，计算机辅助教学无法实施，因此，要进行多媒体教学，必须在在硬件设施上进行投入。而我国现在的中小学的计算机还停留在打字等办公用途，校园网还停留在校园内的文件共享，这些根本没有发挥互联网的作用，主要是人们的观念还停留在传统的教学方法上。因此，要进行多媒体教学，硬件设施的投入必须跟上，同时观念必须更新。
3．2教学软件的开发
目前涉及到体育方面的教学软件、课件开发比较少，原因是体育课件的可操作性不强，体育课大多数是在室外上课，这就制约了体育教学课件的开发，因此开发体育教学课件应考虑到体育课的特点，开发出符合体育教学的课件。
3．3网络技术的发展
现代教育技术的发展离不开一个良好的网络教学平台，目前国内比较有名的是K12系列的网络平台，在这个平台中可以大大发挥网络的作用，提高教学效率。
3．4对体育教师提出更高要求在俱备现代教育技术装备的条件下，对体育教师的要求就越来越高，这就要求体育教师会使用计算机、会利用互联网、会制作简单的体育教学课件等。免费论文。
4．小结
4．1现代教育技术有利于促进学校体育的发展。利用现代教育技术可以大提高体育教学效率，通过现代教学管理软件，可以大大减轻体育教师的工作负担。
4．2现代教育技术只是教学的一个辅助手段。多媒体课件的应用可以提高体育教学效率，但只是教学活动中的一个方法手段之一，现代教育技术的应用不能完全取代教师的讲解、示范等教学活动。
4．3现代教育技术应用于学校体育教学要求体育教师能更多地了解现代教育技术，利用现代教育技术服务于学校体育教学。
4．4要充分认识到网络在现代教育技术中的重要地位，充分利用网络资源，实现资源共享。
参考资料：
1．冒剑秋，浅谈多媒体课件在体育教学中的运用；
2．李民，计算机多媒体交互式网络在教学应用中的思考；
3．闲石，什么是教育技术；
4．阮智勇，现代教育技术的发展概况；