案例化与专题化教学模式深度融合应用研究
——以《游戏程序设计》为例

2018-07-19 03:03刘思江
兴义民族师范学院学报 2018年3期
关键词:程序设计编程案例

刘思江 张 超

(南京邮电大学, 江苏 南京 210023)

案例化、专题化教学模式产生于教学实践并在教学实践中不断完善和成熟的一种新颖教学模式,可谓是“理论教学实践化”的具体表现,哈佛大学、斯坦福大学等一些世界级的高水平大学的实践已经证明,这种教学模式在某种程度上实现了教学理论与教学实践的互动与相长。近年来,我国一些高校也不断开展案例化与专题化教学的实践探索,取得了一定的成绩。但是,在实践中还有很多细节需要进一步探索。

一、案例化与专题化教学模式的内涵与特点

教学模式是指在某一教学思想和教育理念的指导下,为实现教学目标而形成的相对稳定的、规范化的教学程序和操作体系。传统的教学模式中,教师占主导地位,学生只能被动接受信息,造成学习效率的低下。为解决这样的问题,案例化、专题化等教学模式被提出来,来提升学生在教学过程中的地位和主动性。

案例化教学模式源自于美国哈佛商学院倡导的案例教学法。案例教学法是通过围绕真实情境或事件展开讨论,使得学生在教师的启发、引导下,自主归纳学习的过程。将这一过程一般化、规范化,并推广到其它学科,就形成了案例化的教学模式。其中的案例并不是一些悬而未决的问题,而是将实际中已经解决的实际案例进行典型化处理并形成具有“可教学性”的内容与形式,以便于促使学生运用自己已有的知识、理论与方法进行思考、分析与判断。学生就在对案例的分析中不断受到启发,通过独自研究、分析,师生互动式的讨论,逐步形成具有个性化的见解,进而使自己思考、分析与解决问题能力的提升。

专题化教学模式是指教师根据教学大纲要求,将原本的顺序内容重新组合成有机联系的多个专题,要求学生在指定时间内围绕给定专题,对其涵盖的重点、难点及拓展延伸内容进行讨论分析,将独立思考与思想交流相结合,最终在教师引导下获取真实而正确的知识。在专题化教学中,教学目标实际成成为教学内容划分与重组的重要线索,尽管专题内容来自于不同领域,但是,这些专题是以教学目标为核心构成的既独立又相互联系的专题,内容的解构与重构实际上就是不断渗入新的教学方法与思维方式的过程。因此,专题化教学实际上是一种思维方式的变革性教学模式。

建构主义学习理论认为,人类是在与周围环境相互作用过程中建构起关于外部世界的认识。这是案例化、专题化的教学模式能够克服传统教学模式弊端的理论依据,其实际效果也在很多的教学实践中得到了验证。如南京航空航天大学戏剧影视美术设计专业在CAD课程中采用案例教学法,以案例项目驱动学生活学活用书本知识,避免了理论与实践割裂的问题。吉林大学环境与资源学院针对环境地质学课程具有学科交叉性、教学主题多又相互独立等特征,使用专题教学模式,有机结合学生的专业背景和特长,优化教学效果。

二、案例化与专题化教学的可融合性

上述案例化、专题化教学模式的实践,还处于分开独立使用的阶段:要么围绕案例进行教学,要么围绕专题进行教学。一般来说,与实际应用联系紧密的课程,采用案例教学模式,可以让学生从情境中很好地领会书本知识;而理论性较强、主题繁杂的课程,采用专题化教学模式,可以让学生把枯燥、分散的知识融会贯通起来,甚至有更高的领悟。

当然,有一些理论性非常强的课程,由于其理论来源并服务于生产实践,也能通过实际案例来辅助教学。这就形成了案例与专题的结合。如大连理工大学在进行研究生的自然辩证法概论课程教学中,就提出了案例化、专题化融合的理念。但这种融合相对还是线性直接的,即在专题中通过案例来强化专题理论知识。

实际上,案例化和专题化的教学模式可以进一步深度融合。因为两种模式从本质上看,都体现着对知识的一种凝练和聚焦。有关这两种教学模式的文献指出,案例或专题的选择并不是随意的,而是要对涵盖的知识点进行挑选、组合来确定的。不同的是,案例往往从实践的角度去整合,专题往往从理论的角度去整合。而从教学模式的运用实践趋势来看,案例化与专题化教学模式的融合已经有学者在探索,取得了一定的成效,证明这条路在未来是可能走通的,应该抓住这一趋势进一步探索研究。

由此可见,案例化、专题化两种教学模式虽有实施上的差异,但存在内在的本质联系,可以互相融合辅助教学。那么针对一些理论与实践兼具的课程,将这两种教学模式深度融合,从不同的角度对课程进行组织,必将对教学活动起到更大的促进作用。

三、案例化、专题化教学模式深度融合策略

本文尝试在一些理论体系完备、且实践性较强的课程中,进行案例化、专题化教学模式的深度融合应用,以期让这两种教学模式共同为此类课程带来更好的教学实践效果。以笔者所授的《游戏程序设计》课程为例,这门课程既有图像图形等学科理论的学习要求,又有完成游戏作品的实践要求,单一的教学模式无法让学生平衡理论和实践的双重目标。笔者通过实际的教学摸索,目前形成了一套覆盖课前-课中-课后的案例化、专题化教学模式深度融合策略。

1.案例横向、专题纵向的自顶向下课程设计

《游戏程序设计》课程的最终目标还是让学生有游戏程序设计实现的能力。因此在课程设计阶段,我们以案例为横向视角(对应课程的时间跨度和实践进展),以专题为纵向视角(对应理论技术的由浅入深),自顶向下地将课程划分为三大案例(与游戏的视觉维度分类相匹配),以及每个大案例涉及的诸多理论专题,如图1所示。授课时,首先展示该阶段需要完成的大案例的示范程序,使学生心中有数;然后按照专题顺序进行课程讲解,逐步使学生掌握由浅入深的专题知识;最后布置学生完成大案例的程序项目。

对于和《游戏程序设计》相类似的课程,更为一般的自顶向下设计标准可以归纳为:(1)依据教学大纲规定内容,在时间横向上划分三至五个案例,要求每个案例可以独立存在、内部涵盖的理论主题联系紧密,展现了学生在每个阶段要达到的实践目标;(2)围绕每个案例,由浅至深地安排相关理论技术专题,一个专题通常是落实到一个大的授课课时,专题集合起来能够覆盖大案例的关键技术点,从而成为实现所关联案例的基石。

图1 《游戏程序设计》的案例横向、专题纵向的自顶向下课程设计

2.“理论-微案例-现场编程”三段式专题授课实践

上一步我们已经安排好了大授课课时的各个专题,教学就以专题顺序逐渐展开。但我们并非等到相关专题全部结束,才让学生从头去编写这一阶段大案例项目的程序。因为对于《游戏程序设计》这种编程类型的课程来说,最好是在一个专题的理论技术知识探讨完毕后,立刻让学生有直观感受甚至亲身经验,才能让知识更好地被学生消化和掌握。因此我们在大授课课时中引入“微案例”方式,即提供直观解释专题理论内容的轻量级演示程序,并对其中的关键算法进行讲解;接着让学生在“现场编程”环节依照提示和要求,复现及改变“微案例”,从而在理论和编程两方面都得到更为深刻的领悟,同时无形中也减轻了他们实现阶段大案例项目的压力。

这就形成了所谓的“理论-微案例-现场编程”三段式专题授课,如图2所示。理论总是一次授课的先行基础,使学生从原理上通晓专题的内容。微案例则提供了对理论的直观体验,也是将原理落到程序实处的载体。之所以称“微”,是因为该案例仅仅是呈现技术上的某一点,有针对性且编码量非常小。这样才便于最后“现场编程”环节的实施,让学生可以在课内按照要求对“微案例”进行复现或者改变,提升自身的程序实现和变通能力,最终将理论和实践都扎实地学到位。

图2 “理论-微案例-现场编程”三段式专题授课

3.由专题到案例的自底向上课程反馈办法

学生通过上述三段式的多个专题学习后,基本掌握了可以实现阶段大案例项目的能力。那么就可以安排他们在课程上机实践环节,综合运用已学的理论和技术手段,完成大案例项目。这时是非常好的获取教学效果反馈的时机。在上机实践环节中,教师可以逐一查看学生进度,交流并点拨存在的问题;实践环节后期,则可以安排项目展示,让学生在自己同学面前阐述自己的项目,一起探讨分析项目完成情况,促进不同水平学生之间的思维火花的碰撞。而作为教师,需要从这些交流和探讨中获得学生对课程知识的掌握程度和评价意见,如哪些专题比较吃力、哪些理论没有讲清楚、案例难度是否合适等等。获取意见之后,就能够自底向上地改善专题设计(包括理论、微案例、现场编程)存在的缺陷、大案例定位要求等存在的不足。

如图3所示,在学生执行大案例的过程当中,教师要搜集过程中存在的问题,并追溯到相关专题,考察专题设计及讲解中可能存在的缺陷;综合大案例的项目完成情况,教师又要反思支撑大案例的若干专题是否较好覆盖了项目所需理论和技术;通过与学生交流互动,听取他们对该阶段大案例和专题设置的意见建议,有选择地对课程设计进行优化。如此一来就可以自底向上地不断完善本文提出的案例化、专题化深度融合教学策略。

图3 专题到案例自底向上课程反馈

四、教学实例分析

笔者于2015-2016学年的两学期各教授一门次的《游戏程序设计》。

第一学期的教学对象是数字媒体技术专业大四上的学生。笔者仅仅是按照教学大纲以及教材的内容安排进行顺序教学,并穿插程序项目的编写。在授课过程中笔者发现:首先学生的编程功底不如预期那样好,其次由于游戏程序涉及的图形图像知识点比较多,先前对这两门课程掌握较差的学生很难迅速接受和理解。这导致理论知识讲授完毕、到了编写程序项目的环节时,不少学生仍不知如何下手,几乎完全无法用程序实现已学习的知识点。尽管笔者花了额外的时间对学生的疑问作了解释和提示,最好的结果也只是学生在笔者提示下“依葫芦画瓢”完成程序,没有真正理解,更难以变通。

最终第一学期该课的考核情况如下:选课22人,成绩优秀者占比18%、良好14%、中等32%、及格32%、不及格4%,平均分75.4,标准差13.5。事后通过与学生的沟通交流发现问题主要在于:(1)编程能力和图形图像相关知识的基础都比较薄弱;(2)理论知识点太多且不容易掌握,学了后面的就忘记前面的;(3)不清楚理论知识点和编程项目之间的联系,无法学以致用。

带着第一学期吸收的经验教训,笔者在第二学期开课前即对课程大纲中的教学与实践内容进行了梳理,基本按照图1的方式对授课安排重新组织。第二学期的教学对象是数字媒体技术专业大三下的学生。相比大四学生,他们对编程技能和图形图像知识的掌握更为熟稔,对课程也更为专注,这是一个良好的基础。在第一次课上,笔者着重向学生介绍了课程内容安排,包括有哪些案例需要完成、为了完成案例需要哪些专题的学习来支持,令学生一开始就有比较明晰的目标。在后续课程中,笔者基本按照“理论-微案例-现场编程”的三段式专题授课方式进行理论课教学,并在理论和项目实践课上均注意搜集学生的反馈,及时在教案中留下批注或备忘,提醒自己在以后授课中需要改善或注意的问题。

经过这一学期的努力,课程的考核情况有了明显的改善:选课24人,成绩优秀者占比38%、良好42%、中等占比20%,平均分85.9,标准差7.9。学生最深刻的感受,就是清楚地知道了所学理论知识点是要用来干什么,是与案例项目的哪个方面有关联;而且理论学习后即时的现场编程也能让他们把疑问在课堂上解决,从而增加了学好这门课的信心和兴趣。总的来说,案例化、专题化教学模式深度融合策略在第一次使用中就显现出了显著的成效。这坚定了笔者在接下来的学期教授《游戏程序设计》时继续使用并完善这一策略的决心,也着实取得了理想的效果。

五、结束语

基于案例化、专题化教学模式本质上的内在联系,本文针对理论体系完备且实践性较强的课程,将案例化、专题化的教学模式进一步融合,提出一套能够覆盖课前-课中-课后三阶段的案例化、专题化深度融合教学策略,并用于《游戏程序设计》课程的教学实践。实践证明:对于理论与实践兼具的一类课程,使用案例横向、专题纵向的自顶向下课程设计,可以从不同角度组织课程内容,兼顾理论和实践;通过“理论-微案例-现场编程”三段式专题授课实践,能够让学生在学习理论知识后迅速用于实践,强化知识吸收的同时也减轻了大案例项目的完成压力;再经由专题到案例的自底向上课程反馈办法,则能够让教师听取和发现授课中存在的不足,进而回归到课程设计部分不断改进和完成。未来希望能够将本文提出的案例、专题深度融合教学策略推广到与《游戏程序设计》同类型的课程教学实践当中,更好地促进教学改革和课程创新。

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