基于三式递进的程序设计探究教学研究与实践

摘要

社会和科学的进步为教育发展提供了机遇，同时也提出了挑战。传统的教学方式已不能满足时代对人才的需要，新一轮课程改革要求更新教学观念，转变教学方式，体现学生在学习中的主体地位，培养学生的创新精神，提高自主学习的能力，形成终身学习的意识。探究教学以培养学生的创新精神和实践能力为目标，反映和回应了时代对教育的需求，是新课程实施的有效方式，受到了教育工作者的普遍关注，成为课程改革关注的焦点之一。 探究泛指一切努力解决问题，寻求答案的过程，它往往是一种有目的、有计划、有组织的活动。教学中的探究是指学生在教师的指导下，为获得科学素养，以类似科学探究的方式所展开的学习活动。科学探究为教学提供了“原型”，探究教学应该是对科学探究活动的模拟，而不是科学探究本身。教学中的探究为学生创造探究学习的条件，使他们在主动参与获得知识的过程中，培养研究自然所需要的能力，形成探索未知世界的科学精神和科学态度。 随着计算机在社会各个领域的广泛应用，计算机教育也随之兴起。程序设计课程是计算机教育的一个重要组成部分，它不仅能提高学生应用计算机的能力，也有助于学生逻辑思维能力、创新能力的培养。然而，通过对部分师生的访谈发现，学生在学习程序设计的过程中普遍觉得“难学”，教师也觉得“难教”，如何有效地开展程序设计教学，探讨程序设计教学的新思想、新方法和新理论，成为程序设计课程改革中亟待解决的问题。 类似科学探究的活动能否在程序设计课堂中进行？或者说，类似科学探究的活动是一种有效的程序设计课程的教学方式吗？这是实施探究教学所不能回避的问题。如果缺乏这方面的正确认识，必然会对探究教学失去信心，甚至产生怀疑。建构主义认识论认为，学生的认识是一种能动的建构过程，而不是被动的接受过程。问题解决是开展建构性认识或学习的有效过程，而科学探究正是解决问题的一种方式。因此探究教学引入计算机程序设计课程教学有坚实的理论基础。 “三式递进探究教学”是集“课题式”、“学科式”和“拓展式”三种形式的探究教学于一体的由低到高、逐级推进以获得最佳效益的一种新型的教学模式。本课题就三式递进探究教学引入计算机程序设计课程教学这一问题进行了理论和实践研究。课题在研究的过程中主要运用了调查研究法、文献研究法、教育实验法等研究方法，阐述了课题研究开展的背景、现状、意义以及三式递进探究教学的相关理论知识及其基本理念，分析并探讨了课题式、学科式、拓展式等三式探究教学的基本特征、组织形式、基本环节、教学评价等问题，每式探究教学在理论研究的基础上都列举了相关的程序设计教学案例。通过实证研究证明在程序设计课程中实施三式递进探究教学可以促进学生在“搜集技能”、“组织技能”、“创造技能”、“操作技能”、“交流技能”等方面能力的综合发展。最后，对课题研究中存在的问题进行了反思，并根据教学过程中碰到的问题，提出了教学建议。 在程序设计课程中实施三式递进探究教学，不仅可以使得程序设计课程目标更好地实现，而且顺应了新一轮的教育改革，使学生得到全面发展，实现了素质教育的目标；另一方面还可以更好地将探究教学的理论运用到实践中，成为沟通教学理论与教学实践的中介和桥梁，因而具有广阔的前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外的研究现状与特点

1.3课题研究的主要内容

1.4课题研究的方法

1.5课题研究的意义

1.6本章小结

第2章三式递进探究教学的基本理念

2.1三式递进探究教学

2.2三式递进探究教学的理论基础

2.2.1三式递进探究教学的心理学基础

2.2.2三式递进探究教学的教育学基础

2.2.3三式递进探究教学的哲学基础

2.3三式递进探究教学的基本理念

2.3.1三式递进探究教学是面向全体学生的教学体系

2.3.2三式递进探究教学是面向真实科学的教学体系

2.3.3三式递进探究教学是面向生活世界的教学体系

2.4三式递进探究教学实施的条件

2.5本章小结

第3章课题式探究教学模式研究

3.1课题式探究教学的基本特征

3.2课题式探究教学的组织形式

3.2.1小组合作探究

3.2.2个人独立探究

3.2.3个人与集体相结合的探究

3.3课题式探究教学的基本环节

3.4课题式探究教学的评价

3.4.1课题式探究教学评价主体

3.4.2课题式探究教学评价内容

3.4.3课题式探究教学的评价方法

3.5程序设计课题式探究教学案例

3.5.1 C语言程序设计初探

3.5.2运算符与表达式

3.6本章小结

第4章学科式探究教学模式研究

4.1学科式探究教学的基本特征

4.2学科式探究教学应遵循的原则

4.3学科式探究教学的基本环节

4.4学科式探究教学课程的评价

4.4.1学科式探究教学课程评价的一般原则

4.4.2学科式探究教学评价的特点

4.4.3学科式探究教学评价实践中要处理好的几对关系

4.4.4学科式探究教学评价的实施

4.5程序设计学科式探究教学案例

4.5.1算法及算法设计

4.5.2选择结构程序设计

4.5.3函数的递归调用

4.6本章小结

第5章拓展式探究教学模式研究

5.1拓展式探究教学的特征

5.2拓展式探究教学课程设置原则

5.3拓展式探究教学课程开设形式

5.4拓展式探究教学的评价

5.4.1拓展式探究教学评价的基本内容

5.4.2拓展式探究教学评价标准的制定

5.4.3拓展式探究教学评价的策略

5.4.4拓展式探究教学评价的方式

5.5程序设计拓展式探究教学案例

5.6本章小结

第6章程序设计三式递进探究教学实证研究

6.1实验目的

6.2实验设计

6.3实验结果与分析

6.4实验结论

6.5本章小结

第7章总结与展望

7.1本课题研究的阶段性结论

7.2本课题研究的反思

7.3今后工作的改进意见

7.4后续研究

7.5对程序设计课程开展三式递进探究教学的展望

7.6本章小结

参考文献

附录

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文和参与的项目