引导中学生进入编程的世界

引导中学生进入编程的世界 [ 刘雅林 ] 对于中学程序教学内容，绝大多数学生都觉得难学。笔者在不同的班级 采用了不同的教学方法：传统教学法和框架填补法，收到的效果大不一样。本文 重点介绍的框架填补法，在教学中不按传统的教材顺序，而是先从整体上让学生 把握程序的框架结构，再细化流程图，最终将自然语言转化为计算机语言，比较 轻松地达到了大纲要求的教学目标。 计算机语言教学是高中信息技术课公认的难点。在每年的教材研讨会上， 绝大多数教研员都抱怨程序设计难学，甚至要求不纳入会考范围。中学教材涉及 的高级语言一般是Pascal，笔者参加过三个版本这类教材的编写，觉得Pascal 语言虽然相对于中学生来说比较难学，但如果教师能正确采用相应的教学方法， 教授这门语言应该是不难的。 为了对比不同的效果，笔者选用了两个不同水平的班级：树人学校高2004 级学生和重庆八中高2004级学生。树人学校的学生水平和一般学校学生的水平比较接近，八中的学生水平则是全市一流的。对八中学生采取的教学方法完全依 据教材的进度及内容安排，称为传统教学法；在树人学校的教学则不依照程序设 计的常见学法，采取框架填补法。 关于框架填补法 传统的编程学习是从复杂的语法格式开始，一步一步地“系统”学习，但 这种教学方法容易让学生一开始就陷入复杂的语法规则中，而且在学习这类知识 时还不知道其有何用处、如何使用。因此，不少学生直到学习到后面的顺序、分 支和循环程序设计时，才明白前面所学内容的意思，这让大部分学生早在开始编 程之前就已经丧失学习的信心了。这种教学方法是“先细后粗”，学生直到后面 的阶段才真正明白什么是程序。 框架填补法是先让学生明白程序的框架，从整体上对编写程序有所认识， 然后再细化框架，在细化的同时融入具体的语法规则，此时，一个框架就被逐步 填补成一个完整的程序了。此法是“先粗后细”，让一个程序的“思想”逐步完 善成具体的程序。 传统教学法的教学安排 在采用传统教学法教授这部分内容时，完全按照教学大纲要求，安排为14 课时，学习的内容为： ?计算机语言的分类（1课时） ?Pascal语言的编辑界面（1课时） ?Pascal语言的基本符号（1课时） ?Pascal语言的程序格式（1课时） ?函数和达式（1课时） ?输入输出语句（1课时） ?顺序程序设计（2课时） ?条件语句（2课时） ?分支程序设计（2课时） ?过程和函数（2课时） 笔者按照这种，从最基本的内容一步一步地讲下来：第一节课， 学生学习计算机语言的分类时，由于是第一次接触大量的新知识，听得比较轻松， 学习积极性也较高。第二节课，学生开始觉得比较空洞了，因为他们还不知道什 么是程序就要进入编程界面去熟悉各种操作。第三节课，学生就觉得很枯燥了， 感觉好像在背很枯燥的英语单词，开始有人不听课了。从第四节课开始，学生满 腔激情开始消退，听得很吃力，又不知道记那么多标准函数有什么用，开始被动 地接受知识了，反正教师讲什么就听什么。到了第七节课左右，有50％左右的 学生已经跟不上教学的进度，表现的状况是上机不能编写程序，上课听不懂。到 了教学末期，60％的学生完全听不懂教师讲的内容，20％的学生能听懂大部分， 但不能编写程序，只有20％的学生能跟上教学的进度，在教师的帮助下能正确 调试出程序。 框架填补法的教学安排 笔者发现，不少学生在上完编程课后连什么是程序都不知道，不少教师在 讲授程序课时过多地沉溺于编写程序的规则了，一开始就让学生记忆很多符号和 保留字，在编写程序时没有从整体上去把握思路，陷入具体的语法中了。于是， 在树人学校的教学过程中，笔者没有按照大纲的顺序，而是以生活中的实例来讲 解什么是程序、程序设计的思路、如何画流程图、如何将流程图细化和如何将自 然语言转换成Pascal语言等。到此为止，程序也就设计出来了。 以这种方法，同样安排为14课时，学习的内容为： ?什么是计算机语言、语言的分类（1课时） 与传统教学法无异。 ?什么是程序，列举生活中的实例，让学生明白程序其实很简单（1课时） 例如，早晨起床的程序为：醒来?穿衣?洗漱?吃早餐?收拾包上学。 马上有学生说第2、3、4步可以交换顺序。于是告诉学生，在编写程序时 哪些步骤可以交换、哪些不能交换。学生记忆深刻。 ?用流程图表示程序（2课时） 在本课时里，不分顺序、分支和循环三大章节的内容，全部归纳在一起讲 解。 经过这两节课的教学后，将教材课后练习中较难的题让学生去完成，80％ 左右的学生都能完成。 ?细化流程图（2课时） 这一步很重要，主要让学生将粗略的流程图中的每一步细化。比如，“找 出两个数中的最大数”，可这样细化： 1给变量A读入一个数 2给变量B读入一个数 3比较A、B的大小，取最大数 4将最大数存入变量C中 ?将细化后的流程图转化为程序（6课时） 这一步的工作量最大，主要是将自然语言转化为计算机语言，比如，“给 变量A读入一个数5”就转化为“A:=5；”。在这个程序上再将保留字、标准 函数和输入输出语句教给学生，非常顺利，大部分学生很快可以借助教材进行语 言转换了。在这个过程中，教材只是作为查找语法及函数的资料。笔者当堂在黑 板上布置了一道作业题，大约70％的学生能够正确完成，剩下30％的学生或多或少完成了部分，没有动不了笔的学生。而同样是这道题，笔者在八中学生中测 试的结果是仅30％左右的学生能写出程序。更关键的是，树人学校的学生一直 都没觉得学习编写程序是一件困难的事。 ?上机调试程序（1课时） 这一步其实在上一步中已经穿插进来了，学生只需记住几个常用的操作步 骤，就可以完成程序的编译。 ?扩展知识的讲解（1课时） 最后一课时，笔者从结构化程序讲到面向对象程序设计，从Pascal讲到VC，从J2EE讲到.NET，让学生明白这些编程工具很多只存在语法上的差异， 关键是掌握编程的整体思想。 两种教学方法的对比 两种不同教学方法的对比效果，由下表可见一斑： 传统教学法 框架填补法 课 时 14 14 学习兴趣 逐渐减弱，最后几乎没有兴趣 稍有减少，大部分同学一直保持浓厚的兴趣 基本语法的掌握程度 教完即忘，翻开书也不知道是什么意思 借助书本查找其用途 编写程序的能力 20％的学生能完成 65％的学生能完成 调试程序的能力 差 较强 两种方法的教学效果差异非常明显，但为什么大多数教材不改变教学模式 呢？原因主要是Pascal语言一直都是大学的学习内容，很多年来大学教材都是 按照传统的模式编写，这对于大学生来说是能够接受的，矛盾还不是很突出。后 来将Pascal引入中学后，习惯上的模式难以改变，同时也是为了追求“系统” 的编写模式，但却给中学教学带来了很大的麻烦。笔者在框架填补法中很少用到 教材，也没有刻意去区分顺序、分支和循环程序设计之间的差别，先给学生建立 一个编写程序的“思想”，再让这个“思想”逐步成为具体的程序，取得的教学 效果是相当显著的。 （作者单位：重庆市第八中学 400030）