2022年52“程序设计”课程目标的认知结构解析.doc

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1、“程序设计”课程目的的认知构造解析2006-01-02 23:33, 田俊华、李艺, 7175 字, 1/1445, 原创 | 援用本文将“算法与程序设计”模块的目的描绘为:内化为一个“构造”,外显为假设干“层次/亚层”;并认为,在根底教育阶段,“程序设计”课程的关键是要协助学生建立合理的算法与程序设计的认知构造,而不在于要求学生掌握多少语法知识与编程技巧,进一步的目的在于提升学生的信息素养,为其终身开展奠定良好的根底。最后依照这一认识对高中“程序设计”的教学提出了相应的建议。在我国信息技术课程的开展历史中,“程序设计”不断扮演着重要的角色。在教学实践中,关于其存在性和价值,引发过许多争论,而

2、因其单调的逻辑方式等缘故,从来被认为是难教、难学的典型代表,许多中小学信息技术课程的承担(实践)者和研究者,都曾经对它产生过困惑。从最初以极大的热情在中小学开设BASIC语言教学,到1997年中小学计算机课程指导纲要(修订稿)中将“程序设计”作为“选学模块”,再到2000年中小学信息技术课程指导纲要(试行)中作为“根本模块”但有条件地“选取适当的教学内容”的开展历程看,大家对“程序设计”在根底教育阶段的教学既感到难以割舍,又感到无所适从。当前,随着一般高中技术课程标准(实验稿)(以下简称“课标”)的公布与施行,“算法与程序设计”作为选修模块设置于信息技术部分,“程序设计”再次成为人们关注的焦点

3、。与其它几个选修模块相比,考虑到大多数不同高中老师的适应及教学设备装备等要素,“算法与程序设计”特别可能成为被选频率较高的模块,因而不能低估它的可能妨碍与价值,对此,我们有必要从更深层面对课程目的进展考虑。本文从心理学的角度就“程序设计”的课程目的作如下讨论。一、“程序设计”课程目的的心理学分析1、“程序设计”课程目的的简单历史回忆在我国中小学信息技术教育中,“程序设计”的教学具有较长的历史,我们认为,“程序设计”课程目的的变化大约经历了三个阶段,构成三个认识层次。第一层次,1982年教育部决定在清华大学、北京大学等5所大学的附中试点开设BASIC语言选修课,启动了我国中小学信息技术教育(计算

4、机教育)的历程。这时“计算机文化观1”刚刚构成,同时开场对我国的信息技术教育产生妨碍,受技术开展的局限,这时的信息技术(计算机)课确实是程序设计课,确实是学习BASIC语言。因而,大多数人又将“程序设计”教学根本等同于“程序设计才能”的教学,课程目的能够描绘为:训练学生使用程序设计语言进展程序设计的才能。这是“程序设计”课程目的的最初层次,这个课程目的的妨碍连续时间较长,妨碍较大,直至今天,实际教学中存在的不少误区依然缘发于它的作用。随着信息技术的开展和信息技术课程开设经历的积累,人们对计算机文化观的理解渐趋成熟,与此同时,1995年,国外学者针对我国千军万马齐学“BASIC”的现象提出了忠告

5、,人们逐步认识到,除了给予信息技术课程更多的教育责任以外,仅仅程序设计部分还应该蕴藏/负载更多的文化意义。这一认识使“程序设计”课程目的发生了特别大的转变,上升至第二个层次:1997年的中小学计算机课程指导纲要(修订稿)指出,“程序设计”课程的目的是“要通过程序设计的教学让学生更深化地理解计算机的工作原理,初步学会程序设计的一般方法,并理解用程序设计的方法处理实际咨询题的几个根本步骤。”这一认识与第一层次的认识相比显然全面而深化,但假如纵观信息技术(计算机)课的整个教学体系不难发觉,当时的课程目的明显带有“计算机工具论”的倾向,“程序设计”课程目的主要是让学生理解计算机,学会使用计算机处理咨询

6、题,而对其携带的信息文化价值、思想方法价值等尚未提升到相应的高度。需要指出的是,2000年指导纲要中尽管写出了“信息素养培养”的字样,但未在课程指导纲要中予以真正落实,其围绕详细工具展开的模块化构造显然是工具论的简单延伸,未有实际的变革和超越。随着根底教育课程改革的展开,人们对信息技术课程的认识不断走向深化,在2003年推出的“课标”中,程序设计部分随着整体课程目的再次得以升华,从而进入第三个层次。“提升学生信息素养”、“关注全体学生”不仅是课程的根本理念,而且也实实在在地落实到整个课程中。通过“程序设计”的教学,让学生掌握程序设计的根本知识与根本技能所以重要,但对程序设计方法与过程的体验,对

7、其携带的思想方法、文化内涵的理解,以及正确态度的构成同样不可无视。这一层次的目的更多关注“整体的人”的开展,而不仅仅是学科知识的系统性与完好性,从提升学生信息素养的高度对“程序设计”的知识与技能、方法与过程以及态度、情感与价值观提出了要求,由此构成一个全方位的立体目的体系。详细地,算法与程序设计模块在继承信息技术课程总目的的前提下,又详细地提出:“旨在使学生进一步体验算法思想,理解算法和程序设计在处理咨询题过程中的地位和作用;能从简单咨询题出发,设计处理咨询题的算法,并能初步使用一种程序设计语言编制程序实现算法处理咨询题。”与以往的课程目的相比,新的课程目的着眼于人的终身学习和个性开展,目的中

8、除规定了外显行为外,更加注重对学习者内部心理过程的描绘,因而,精确把握“程序设计”课程目的需要从心理学的角度加以理解。例如,对大部分学生来说,从“程序设计”课中能学到哪些“有用”知识?体验程序设计过程的意义何在?在商业应用软件日益丰富的今天,还有没有必要学习程序设计?短短30多个学时能学会程序设计吗?“程序设计”课的根底教育性质表达在哪里?它是如何支撑学生进一步开展的?等等。2、“程序设计”课程目的的心理学内涵在与高中信息技术课老师的交流中我们发觉,部分老师在教授“程序设计”时比拟注重所谓的“编程技巧”,而对程序设计的整体构造及思想方法注重不够,而且这种认识在高中信息技术课老师中具有一定的代表

9、性。我们认为,在高中阶段,“程序设计”课程应该是让学生学习那些具有广泛迁移意义的知识与方法,是“为迁移而教”,其本质是塑造学生良好的认知构造。何为认知构造?奥苏伯尔(D.P.Ausubel)认为,所谓认知构造,确实是学习者头脑里的知识构造。广义地说,它是学习者的观念的全部内容和组织;狭义地说,它是学习者在某一特别知识领域内的观念的内容和组织。学习者学习时,新旧知识通过反复同化,最后构成一个综合贯穿的网络构造。从认知心理学的这一根本理论来看,学习者认知构造的建立是一个长期的过程,教学的意义在于尽可能协助学生建立一个合理的认知构造。一般而言,认知构造建立得越合理,有效学习发生的可能性就越大;认知构

10、造越完善,复杂程度越高,学习者的外显才能就越强。从这方面看,“程序设计”课程目的确实是要在学生已有的适当观念上,协助他们建立尽可能合理的算法与程序设计的认知构造,学惯用程序设计的思想方法处理咨询题,培养学习程序设计的兴趣爱好,为学生今后的开展提供该领域的知识与才能预备。那么,什么样的算法与程序设计认知构造才是合理的呢?合理的算法与程序设计的认知构造应该是程序设计的一般规律及其根本思想方法在学习者认知构造中的合理映射,是利用程序设计处理咨询题的才能的合理映射,同时依然欣然/乐于此道的态度的合理映射(延伸/收获/体验)(疑咨询:认知构造主要指广义知识的内部存储方式,说它是情感、态度的映射能否说得通

11、?),(布卢姆的认知目的分类确实是知识、技能、情感)它是一个系统构造,而不是语法命令、方法技巧的简单堆砌,知识/技能/才能间的联络是非人为的和本质性的。关于高中生来说,这一认知构造所映射的是算法与程序设计的最具普遍意义的程序设计的知识体系,是灵敏运用习得的知识改造旧有观念,以及处理根本咨询题的才能,并构成积极主动的探究态度,在此根底上,学生能够通过接着学习逐步完善这一认知构造。由于学生原有的知识预备、主动加工的心理倾向以及个性开展等要素的差异,其通过学习构成的认知构造各不一样,但假如建立了合理的认知构造,其差异将主要表如今量上而非质上,即个体间的整体认知构造大体类似,主要差异在于个体间认知构造

12、的复杂程度,以及对本身期望的强弱(疑咨询:这一点是否和建构主义的观点相矛盾?)(讨论认知构造时,一定程度上是对状态的客观描绘,而没有关注其获得过程,使用认知理论能够处理咨询题,所以不用去套用什么建构主义)。我们认为,关于一般意义上的程序设计,个体间认知构造差异在外显行为上将表现为三个层次:第一层,能读明白简单的程序代码,能模拟范例对简单咨询题设计算法并编程实现,理解根本的程序设计思想方法,并乐意学习程序设计;第二层,能够运用程序设计的部分知识处理比拟复杂的咨询题,能精确地理解程序设计的根本思想与方法,对程序设计有较高的兴趣,并能体会到这方面的成就感;第三层,能系统地运用程序设计的根本知识设计算

13、法并编写程序处理咨询题,具有一定的技巧性、艺术性,对程序设计有某种程度的痴迷。由于对根底教育阶段来说,到达第二或者第三层次是不够现实的,因而,我们对第一层次能够再细分为三个亚层:1、就某种程序设计语言,能初步掌握最根本的语法与命令,通过简单应用体验人机合作中的对话感,构成对人工语言概念的初步理解,明白存在一种利用计算机处理咨询题的新方法;2、明白程序设计的一般步骤,对程序设计的根本思想方法有一定的理解,能通过模拟或者改造别人的程序处理简单的咨询题,学习比拟积极主动;3、透过程序设计语言层面,能够理解程序设计本质上是人们利用人工语言与计算机进展对话而开展工作,处理咨询题,开场喜欢程序设计,个人认

14、识中开场具有专业开展的趋向。第一个亚层是“程序设计”课程的根本目的,也是绝大多数学生要到达的目的。这一亚层关于任何一个选修了“算法与程序设计”的学生,即便其今后并不从事计算机技术开发或者应用工作,甚至是一个文科开展取向的学生,都将产生积极意义。到达这一目的,学生尽管无法从真正意义上做到设计程序处理咨询题,但通过学习,他们能从语言处理层面明白计算机的根本工作原理,进而消除对信息技术的神奇感与畏惧感,并在新旧知识的互相作用中改造原有的认识构造,面对信息技术(程序、软件等)应用及其现象具有较精确的理解和足够的自决心。例如,学生能领悟Excel中“A1+B1”与“=A1+B1”的区别在于,前者表示字符

15、串而后者表示表达式。第二个亚层是小部分学生能够到达的。到达这一亚层,他们能够通过知识的迁移,在今后的学习和工作中能够用程序设计的一些知识处理详细咨询题,能够在初步地知其因而然的根底上小试牛刀。例如,他们能够在Word、Excel中创立宏,能用这些软件提供的内部函数进展比拟复杂的操作,能用学到的知识编写简单的JavaScript小程序创立动态网页等。关于第三个亚层,呈现为比拟复杂的认知构造。到达这一亚层,学生能够独立地或与别人合作设计程序处理学习、生活中的一些简单咨询题。具备了通过进一步开展成为程序设计专业人员的良好根底和可能性。能够认为,这一亚层并非“共同基石”性质的群众目的,但不排除少数专长

16、学生通过个人努力能到达这一亚层,而对课程,对老师来说,促使他们向这个目的迈进恰好是关注学生个性开展的意义所在。从以上的分析我们能够得出如下结论:“程序设计”在高中阶段的教学,旨在协助学生建立尽可能合理的算法与程序设计的认知构造,使其到达某一合理的层次,或者促使其由低层次目的向较高层次目的迈进,最终目的在于从程序设计领域提升学生的信息素养,为学生今后的开展奠定扎实的根底。二、“程序设计”课程目的心理学内涵的指导意义协助学生建立合理的算法与程序设计的认知构造是“程序设计”教学的关键,不同“层次”(尤其是“亚层”)的划分为学生提供了一个学习阶梯,两者尽管关系亲密,但地位不同,“构造”是“层次”的内在

17、根源,“层次”是“构造”的外部表现。在高中阶段,部分的程序设计知识与编程技巧所以重要,但不宜过分强调,否则将本末倒置。这犹如少儿学习弹钢琴,正确、标准的指法以及对乐感的培养远比纯熟弹奏多少支曲子更为重要。程序设计是一项复杂的活动,它与人类的诸如逻辑推理、计划协调等高级认知才能亲密相关,并不是选修了算法与程序设计模块的所有学生都具有这个才能;对大部分学生来说,选修“算法与程序设计”模块的初衷也并不是希望今后成为计算机开发人员,但至少能够确信,他们都需要使用信息技术,都需要在信息社会中生存,学习“程序设计”是要理解程序设计的思想方法,理解基于人工语言的思维方式,激发学习信息技术的兴趣,培养学习信息

18、技术的成就感,从程序设计的角度提升个人的信息素养。即便少部分对程序设计具有浓重兴趣的学生,完善这一认知构造也不是一蹴而就的,它需要一个长期的过程,因而,我们不要期望学生在短时间内能掌握特别多所谓的“技巧”,从而到达较高层次。合理的算法与程序设计认知构造是学生进一步开展的基石,它将在学生头脑中构成正确的程序设计观念,并促使其原有的认知构造合理分化,加强学习兴趣,加快学习信息技术的步伐;而混乱的算法与程序设计认知构造,将产生一些错误观念,不仅不利于学生今后的开展,而且对已经习得的程序设计知识也难以长久保持,知识的有效迁移特别微弱,这确实是为什么有些学生总是抱怨学了“程序设计”感受稀里糊涂,没多大用

19、途,学完之后特别快就会忘得一干二净的缘故。在学生头脑中,算法与程序设计的认识构造与其原有的认知构造之间并没有明确的界限,广义上讲,认知构造是一个互相交错、综合贯穿的网状构造,各方面的知识互相作用,互相制约,构成一个统一的整体。“程序设计”知识的习得不仅依赖于原有的信息技术知识,而且依赖于其他方面的知识与经历,它们共同构成学习“程序设计”的知识与才能预备,因而,在教材编写和教学方法上,应该从微观着手,作宏观把握,多从学生的已有知识经历出发组织内容,贵在方法与过程的体验,注重知识间的互相联络,擅长引导学生在变式练习中领会具有广泛迁移意义的知识,感悟“程序设计”的一般规律及根本的思想方法,培养学生学

20、习“程序设计”的兴趣,在方法与过程的体验中体会成就感。依照认知心理学的观点,认知构造的建立和组织是遵照着“渐进分化”和“综合贯穿”的原则进展的,因而,“程序设计”的教学能够先让学生通过对范例的模拟与改造,体验简单咨询题的处理过程,把握程序设计的脉络,然后进展逐步细化不断提升,最后让学生参与简单软件的“开发过程”,这个过程能够是独立的,也能够通过合作完成,或者只是将现成的程序模块进展组装,其目的在于让学生从方法与过程上体验软件开发的完好流程,构成程序设计的整体观念,感悟程序设计的乐趣。在不同的学习阶段,可依照学生的个人才能及兴趣爱好确定不同的“层次/亚层”目的,促使他们一步一步向更高层次前进。整

21、个教学过程应该是一个从整体到部分再到整体的螺旋上升过程,在这个过程中,对认知构造的整体建构要一直放在教学的首要地位,防止一开场就纠缠于程序设计语言的语法知识及所谓的“技巧”,从而堕入一系列的细枝末节中,使学消费生畏惧感与厌烦心理,泯灭学生的学习兴趣。这也正是对“程序设计”课程目的进展心理学分析的意义所在。三、完毕语“课标”中特别设立了“算法与程序设计”选修模块,显然是在信息素养培养视野下对程序设计的重新认识和注重。本文中,我们尝试从心理学的角度对其进展调查,以便对“程序设计”课程目的进展更深化、更全面地理解,在教学实践中进展更精确地把握,同时对“程序设计”教学中的存在的某些困惑予以合理地解释。总括来说,合理的程序设计认知构造是咨询题的核心,各“层次/亚层”是动态变化的,随着个体认知构造复杂程度的不断提高,“层次/亚层”的变化将会由低级向高级开展,并在不同学习者的终身开展中表现出重要意义。

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