改革计算机教学,培养学生的思维能力
沈阳东北育才学校 尹莉
当今世界正日益受到新的科学技术的冲击,信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发技术构成了前所未有的新科技群。科学技术迅猛发展造成信息量剧增,“知识爆炸”,这就要求21世纪需要的人才不仅要具备渊博的学识,更要具备独立接受新信息、处理新信息的能力。怎样教育下一代能学会学习,进而学会生存,已经成为教育工作者必须深入思考的问题。
著名的物理学家杨振宁教授,曾多次在文章中指出,中国学生与美国学生相比的最大差异∶中国学生虽能在考试中获得较高的分数,但比美国学生缺乏创造力、动手能力,这种差异的根源在于我国现行的教育体制。“是给学生一头猎物,还是给学生一杆枪?”每位有远见的教师都会选择后一种答案。因为猎物总有被吃完的时候,而学生一但有了“一杆枪”,它就可以靠自己不断地去捕猎,而继续生存下去。由此可见,改革现行中小学教学中的弊病,培养富有创造性的人才,具有深远的意义。
一.改革教学模式
教学模式包括教学思想、功能目标、操作要领等,它是组织、设计和调控教学活动的方法论体系。一方面,它来自教学实践,是教师和学生对某些有效的具体教学活动方式进行优选、概括和加工的结果。另一方面,教学模式的实际执行者是教学的实践者和实践对象,即教师和学生是教学活动的实践主体。
1.传统教学模式的弊端
在我国的传统教育中,只重视了基础,而忽视了能力培养。这一点看看我国当今的中学教育现状,就十分清楚了。当今中小学教育存在的普遍问题是∶第一,片面追求升学率的倾向,这已造成教育发展的低效率,并严重违背学生身心发展的规律;第二,教育方针中的培养目标与教育实践中的具体目标脱节。例如,在基础教育目标体系中,虽然教育目标中明确规定要使学生获得全面发展,但在教育实践中却普遍存在“学科中心主义”,甚至更为狭隘的”主科中心主义”,在中学中存在的普遍说法是∶语文、数学、外语、物理、化学是主科,其他学科是小科,这种目标体系造成了主科负担重、效率低、课内外、校内外教育脱节,严重违背了教育规律,甚至严重束缚了青少年的身心健康和创造性思维能力的发展。 计算机课程即具有很强的理论性,又具有很强的实践性。它要求学生不仅要很好地掌握理论知识,而且还要把所学的知识应用到操作实践当中去,并在操作实践中不断地发现问题、分析问题,解决问题,因此在培养学生动手动脑能力上具有很好的作用。然而,在传统的教育理论中,教育实践的主要目标是传授知识。在这种理论指导下,计算机学科的教学也存在着一些问题,如教师在课堂上讲很多理论,虽然花费了大量的时间,但学生面对计算机却手足无措。有的学校教师只管上课,而上机却由实验员负责或教师只备上课、不备上机,使原本很重要的实践活动变成了搭配。这种理论和实践相脱离,或只重视理论而忽视实践的做法,势必导致学生学习的效率底下,学习死板,难以面对和解决新的问题。在计算机这一现代化的学科中,在面临21世纪的挑战面前,从事计算机教育的工作者不能不引起深思。
2.改变教师观念,改革教学模式
国外的社会学家和经济学家预言,21世纪最伟大的产品不在科学技术,而在新型的学校教育。早在1983年,邓小平同志就指出∶“教育要面现代化、面向世界、面向未来”。作为一名培养夸世纪人才的计算机教师,在面临“知识爆炸”的信息时代,再用陈旧的教育思想、教育观念和教育手段就难以培养出智能充分发展的创造型人才。因此,不断提高自身的素质、不断学习现代教育思想、现代化教育手段、方法,有着紧迫的现实意义。
在《学记》中有这样的文字记载∶“道而弗牵,强而弗抑,开而弗达”。这也是我国古代的教育家推崇的教学过程。实践也已证明,”开而弗达”、让学生参与探索的教学策略,可以充分发挥学生的学习潜能,有利于培养他们确立科学的态度和掌握科学的方法。我国当代的一些教育理论家也认为∶“最有效的学习方法应是让学生在体验和创造的过程中学习”。
在计算机教学中,我们的作法是,利用计算机多媒体、大屏幕投影、网络等先进的教育技术手段代替传统的粉笔和黑板。在课堂上,教师着重问题的创设,提供氛围,让学生在实践活动中发现问题,着手解决问题,使学生成为学习的主人,老师则成为学生的“协作者”。例如在学习DOS命令时,把先由老师讲解理论,改为在老师的指导下边实践、边学习;在学习Windows时,更是每堂课都离不了计算机。例如在讲解Word软件时,首先把学生带到计算机旁,使每一名学生都面对Word软件的界面。老师先让学生熟悉Word界面,再帮助学生学会阅读“帮助”,然后观看老师编写文档的过程,最后让学生自己设计一个图文并茂的文档。学生在刚开始操作时,感到困难重重,每进行一步操作都会遇到新问题,此时教师要亲切和蔼地耐心指点,鼓励学生去发现新问题,大胆地让学生去试验,并提供可行的处理办法,使学生在不断的操作中,总结出有规律性的方法。在文档设计中,学生倾注了自己的心血,使得版面非常美观、精致,很多老师看后都赞叹不已。在五节课的Word软件学习中,学生们不断进行着自我评价、自我完善,最终不但能全部掌握要求的内容,而且对学生来说,感到最大的收获是学会了一种应用软件的使用方法,为学生今后能独立使用其他工具软件奠定了基础。
当然教学模式有多种多样,如讲解接受模式、自学辅导模式、引导发现模式、实验模式等等,在诸多种教育模式中,没有那一种模式是最完美的。在教学中,采用那种教学模式,需要我们在实践中不断地去摸索总结。当然,教学的目的不在于追求完美的模式,改革教学模式不是目的,而是通过某种行之有效的方法,全面地贯彻教育方针。
二.培养学生的思维能力
根据思维探索答案的方向,可把思维分为聚合式思维和发散式思维。发散性思维是一种无一定模式、不依靠常规、寻求变异、从多方面寻求答案的思维形式,它的特点是思维敏捷、思路灵活、具有创造性。聚合式思维,是把问题所提供的各种信息聚合起来,得出一个正确的答案。
计算机语言具有逻辑性强、处理问题周密、严谨的特点。根据计算机学科的特点和知识体系的内在联系,在向学生传授知识的同时,有目的培养学生的思维能力,是深化教学改革的重要课题。
1.抓好课堂教学中学生能力的培养
在给计算机特长班上课时,经常进行编程训练。这时,我就注意利用程序设计及算法自身的科学思维方法进行教学,通过分析试题,建立数学模型、确立算法、上机实践、调试程序、优化算法,培养学生良好的思维品质和创造精神。 例如,做这样一道题目∶
把一块4×4的方格巧克力(图略)分给两个孩子,要求俩人分得的巧克力不但大小相等,形状也要一样,问有多少种不同的分法(旋转或翻转都不算新的方法,分割线必需沿着已有的格线)?
很多学生采用搜索的方法,从左上角的格子出发,寻找连续的8个格子。当找到一组方案后,立即与以前的所有方案相比较,若是不同的分法,就把这种分法保留起来。这种方法虽好理解,也能求出所有的解,但算法效率低,占机时间长。为了使学生充分认识到效率的重要,我把题目改成了分10×10的巧克力方格,这样,再用原来的算法,虽在理论上是可行的,但在实际运行中,却要花费很多时间,甚至难以输出结论。通过对问题的变化,引出学生的很大兴趣,大大地活跃了学生的思维,有的同学提出,把题目改成分N×N的巧克力方格(N是偶数),N的取值范围在2至40之间。还有的学生把N的取值范围扩展为自然数。经过同学们不断分析题目,再经过编程实践,得出一系列的算法∶
[算法一]∶从格考虑,搜索一个连通的图形(占[N×N/2]个格),再判断形状。
[算法二]∶从格出发,观察到图形为中心对称图形,搜索出一个中心对称图形,再判断连通。
[算法三]∶将算法二和算法三合在一起,产生一个连通的图形,图形中的每一个格的中心对称格都不在图形上。
[算法四]∶对算法三进行改进,产生一个连通的图形,图形中每个格的中心对称格不在图形上,且图形必过某几个定格,图形占[N×N/2]个格。
[算法五]∶从分割线考虑,从([N/2],[N/2])点出发,到边界停,倒数一个不在Y=[N/2]线上的点(P,Q),Q<[N×N/2],线上的任一点的中心对称点不在线上,如果线的终点在X=0上且Y[N/2]则输出。
组织学生讨论以上算法一至算法五,归纳出下表∶
编程判重判联考虑条件运行速度
算法一容易需要不需要容易较慢
算法二容易需要需要容易较慢
算法三中等需要不需要中等中等
算法四较难不需要不需要较难较快
算法五 容易不需要不需要容易特快
通过比较,我们可以看到,以上算法的效率不但一个比一个高,而且每一个算法都有独到之处。这些算法并不是老师直接给出来的,而是同学们根据老师的要求,从多个角度思考问题,得出的结论。特别是算法五,打破了已往的四个算法中,用占格子的想法来实现程序,而是采用寻找分割线的方法。这样,分析问题的思路跳出了现有的框框,使学生以崭新的角度去思考问题。 通过一题多解、寻找最优解的训练。拓宽了学生的思路,引导了学生的多向思维,培养了学生的创造性思维能力。
2.积极开展第二课堂
课堂教学在形式上虽是集体授课,而实际上则是学生的个别化学习。课外活动小组则打破了课堂教学的局限性,学生们即可以有自己的学习进度,也可以互相探讨、交流,使每个人的思路更开阔、更清晰。若老师能适当引导,学生们的学习热情就能很好的保持和提高。 计算机课外活动的内容有编程训练和软件设计,活动宗旨是∶拓宽学生的知识面,开阔学生的视野;强化学生的学习动机,培养学生独立地学习知识、研究问题的能力;培养学生的合作意识和创造性思维品质。 在小组活动中,老师根据学生的自愿,把学生分成几个组,每组学生可以用老师提供的题目,也可以自己找题目,利用课堂所学的知识,编写软件,服务于学校的各个部门。在编写软件的过程中,老师不控制每个组的进度,而是在学生遇到问题时,与学生共同探讨或指点。这样,学生的学习从原来的“老师要你做”,变成了“我要做”。在这种轻松的学习环境下,学生的创造性得到了最大的发挥。如孟巍等同学给学校图书馆编写了图书管理系统,给学校的图书管理提供了现代化的手段。还有一些学生利用工具软件为很多学科的老师制作了教学软件。在小组活动中,我们特别注重培养学生的自学能力,因为有了自学本领,就等于掌握了学习的主动权。当然,自学不等于放任自流,而是在老师的指导下,在规定的时间内去完成任务,老师则着重帮助学生解决在学习中遇到的问题,与学生共同研究,启发学生找出解决办法。 经过课外活动小组的训练,很多学生成绩喜人,曾先后在“国际信息学奥林匹克竞赛”中,获得三块金牌、一块铜牌。 为了把学生培养成21世纪的合格人才,教师要努力掌握教育理论和技术,以此优化教学过程,提高教学质量,达到在传授知识的基础上,很好地发展学生的思维能力。
|