建构式计算机创新人才培养模式的研究和探讨

[摘 要]国内高校计算机专业教育越来越注重对学生创新思维和创新能力的培养，但仍然存在着令人担忧的现状。其原因在于教学内容狭窄陈旧、教学方法僵化、实践教学环节薄弱、教学进度固定、教学评价体系机械。计算机建构式培养模式应该采用课堂讲授与小组协作互动相结合的方式。计算机专业建构式教学模式应采取兴趣驱动、案例带动、探究引动、小组互动、氛围拉动、信息触动和评价推动等具体方法。

[关键词]创新教育 建构主义 计算机专业教学 人才培养

[中图分类号] G710 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）13-0066-04

在科技和经济竞争日趋激烈的当代世界，国家的创新能力取决于大批的优秀创新人才能否源源不断地涌现。作为人才培养基地，高校在培养创新人才方面肩负着重要的使命。计算机是一门实用性、操作性、前沿性和创新性都极强的交叉学科，创新教育在计算机专业教育中尤其重要。笔者结合十几年的教学实践，就建构式计算机专业创新教育进行研究和探讨。

一、国内高校计算机专业创新教育现状分析

随着教育改革的深入和素质教育的开展，国内高校计算机专业教育越来越注重对学生创新思维和创新能力的培养，但该专业教育仍然存在着令人担忧的现状：教材陈旧，教学方法单一，教师缺乏与学生的沟通互动；学生基础知识不够扎实，知识面比较狭窄；缺少探究问题的主动性；实践能力和创新能力相对较弱。究其原因，笔者分析如下。

（一）教学内容狭窄陈旧

传统教学模式其实就是应试教育，应试教育使得大学生没有足够的动力去获取更多更新的知识，直接影响了学生创新能力的培养。计算机学科的飞速发展从客观上造成计算机教学内容无法迅速调整而日趋陈旧，这使学生获得的大多数知识和技能不能保持前沿性，当然也就无法保证学生思维和能力的创新性。

（二）教学方法僵化

传统的教学模式基本上是单向授课的填鸭式，这是非常僵化的、毫无活力的一种教学方式。在整个课程学习的过程中，一方面学生总是处于被动接受知识的状态，没有任何自由发挥的空间，其积极性、主动性和创造性受到严重抑制；另一方面，教师在授课中不可能照顾到每个学生的个性差异和特长，学生只能在统一的节奏下接受统一传授的知识。在这种僵化的教学方法下，学生的创新潜力根本无法得到有效激活，探究新知识的创新性思维大大受到抑制，创新能力自然难以被发掘和培养。

（三）实践教学环节薄弱

实践内容缺乏时代性、吸引力和综合性，致使学生缺少主动的实践环节，绝大多数是“被动实践”。实践的步骤、内容及结果都是由教师预先设定好的，学生只能在规定的框架中，循规蹈矩地完成预定的实践任务，学生们没有被鼓励去充分发挥自身的想象力和创造力，更没有被引导去充分锻炼自身的创新能力。

（四）教学进度固定

在计算机传统教学的班级授课过程中，计算机的学习也是根据教材的编排顺序进行的。学生都按照同一进度学习，教师几乎难以顾及阅历不同、潜质不同、学习能力不同的学生的不同进度。在这种异智同步的按部就班的线性教学中，因材施教和个性化的发展是难以实现的，创新精神和创新活动受到严重抑制。

（五）教学评价体系机械

在传统教学中，笔试考试成绩是评价教师教学水平和学生学习效果的唯一标准。这导致教师在教学中完全不注意对大学生创新精神和创新能力的培养，只考虑教材、教案和教学大纲，在课堂上只注重书本知识甚至是考试重点的讲解，考试也不得不演变为对一些死板的知识点的考查过程，学生的思路被引导到追逐高分的恶性循环中。事实上，得高分的学生大多不是有创新潜质的学生，而有创新潜质的学生因没有得到正确的鼓励而错过被发掘和培养的时机后，也大多会渐渐地流于平庸，这是非常可惜的。

二、建构式创新教育培养模式

创新教育是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。创新本身的特征决定了创新教育的过程不是受教育者消极被动的被塑造的过程，而是充分发挥其主体性、主动性，使教学过程成为培养受教育者独立学习、大胆探索、勇于创新能力的过程，而这些教育理念正是建构主义学习理论所倡导的核心理念。

建构主义强调以学生为中心，在整个教学过程中由教师起到组织者、指导者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生能有效地实现对当前所学知识的意义建构目的。基于建构主义学习理论的培养模式（简称建构式培养模式）培养的是学生根据自身经验去意义建构知识的能力，而传统教学模式培养的是学生记忆和背诵教师讲授内容的能力。可见建构式培养模式才是创新教育真正应该采用的教学模式。

如何在计算机专业教学中有效地实施建构式培养模式？笔者基于十几年的摸索和实践，认为计算机建构式培养模式应该采用课堂讲授与小组协作互动相结合的方式。

（一）大班课堂讲授

毫无疑问，作为一门科技含量极高的前沿专业，在计算机教学中，大班课堂授课始终是非常必要的。在课堂上，教师要尽量采用轻松、风趣、通俗的语言讲授该课程知识的基本框架、重要理论、研究方法、主要学术观点等知识，根据学生的理解能力对难懂的知识点作出必要充分的解释并进行恰当的案例启迪，为学生掌握扎实的理论知识奠定基础。同时教师要注意介绍该课程的学习方法，指定学习资料，布置自学与讨论的任务，提出目标要求。

（二）小组协作互动

“小组协作互动”是建构式教学方式的重要环节。计算机专业是一门实用性极强的专业，采用以团队合作为基础项目驱动的教学方式，教师不再直接给出结论性的知识，而是通过创设平等、和谐的氛围，引导学生互动协作完成一个完整的具有实践价值的项目。这既培养了学生的合作协作精神，又使学生在完成项目的过程中全方位、非线性地吸取大量的专业知识，同时还能激发学生的主动性和潜能，培养和提高学生的创新精神和创新能力。

三、建构式培养模式与传统教学模式的区别

建构式培养模式与传统教学模式在教学目标、教学的个性化关怀、师生及生生关系、教与学的主被动关系、教学评价方式等方面存在着巨大差异，正是这些差异克服了传统教学模式的弊端，给创新教育带来了突破性的质的飞跃。

（一）教学目标不同

传统教学模式是以传授专业知识为中心，以培养理论性人才为目标的，其教学组织形式的突出特征是知识的单向传授。

建构式培养模式是以能力培养为中心，以创新性人才培养为目标。教师的任务不仅仅是传授知识，更重要的是教会学生获取知识与创造知识的方法。教师通过事先设计好的开放性研究任务，让学生带着问题去学习、深究，逐步引导学生学会学习，培养学生自主学习的能力；通过小组成员分工协商、会话和沟通，逐步培养学生与人沟通合作的能力；通过对资料的收集、整理、分析、归纳，制作书面研究报告，培养学生的书面、口头表达能力；通过对实际案例的研究、质疑和讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力。这种在知识学习过程中内隐的能力训练对学生的培养是多角度的、全方位的、不拘一格的。

（二）教学的个性化关怀不同

在传统教学模式下，教师回避个体差异，采用统一进度、统一难度授课，造成学生的特质没有锻炼和发挥的余地，抑制了学生的个性发展和创造力的发掘。

在建构式培养模式下，每个学生都有机会得到各种能力的锻炼，而且在小组互动协作学习期间，给予了学生充分思考、学习的个性化时间，不同知识水平和能力基础的学生能够充分发挥并进一步培养自己的个人特长，使培养的人才不但在顺应个性的学习中找到了自信、享受了乐趣、激发了潜力，而且在整体能力全面提高的基础上，发掘了自己的特色，找到了自己在社会上的用武之地。

（三）师生及同学关系不同

在传统教学模式下，教师成为高高在上的不可挑战的学术权威和知识象征，师生之间的关系容易形成一种冷漠乏味的上下级关系；学生则是孤立无援的个体化学习，通过考试相互竞争，容易形成一种冷淡妒忌的对立关系。

在建构式培养模式下，教师的角色更像“顾问”或“指导员”，指导学生学会在平等交流的方式下掌握知识、提高能力，学生之间所组成的学习工作小组，相互交流学习，相互帮助配合，“荣辱与共”、“同舟共济”，形成良好的合作共事的风尚。相对于纯粹的“竞争性学习”和“个体化学习”而言，“小组互动协作学习”更能够积极促进学生的有效学习和才能培养，更有助于培养学生的合作精神、团队意识和集体观念，从而得到更大的学业成功，形成更积极的人际关系和更好的心理调节。

（四）教与学的主被动关系不同

在传统教学模式下，教师以教材为中心，单向传授知识，这容易造成枯燥说教的现象；学生课堂上忙着记笔记，考试前忙着背笔记，迷信盲从，脱离实际，这种以书本知识为中心的被动学习方式无疑泯灭了青年学生天生的求知欲和好奇心，使其真正掌握的知识和才能无论是在深度上还是在广度上都无法达到预期的教学目标，更无法有效地培养学生的创新能力。

在建构式培养模式下，教师只集中部分时间介绍重点理论和主要知识点，其余时间让学生分小组完成学习任务；教材只是重要的参考书籍，教学以各类问题为中心，教师要讲出问题，与学生互动交流，和学生一起分析与解决问题。一方面，教师在与学生共同学习过程中，得到学生的启发可以产生研究的灵感，有利于学术研究、教学建设和教学研究。另一方面，学生通过学习小组合作探究问题的过程，必然会积极主动地、以查缺补漏的方式多方位、多视角地吸取相关知识。随着问题的最终解决，学生在这种主动学习的方式中所获得的知识是不可估量的，更重要的是这种学习方式潜移默化地培养了学生对新异事物的敏锐感知，对创新进取的执著追求，对问题的灵活解决，这正是创新教育所倡导的最终目的。

（五）教学评价方式不同

在传统教学模式下，教师主要衡量的是学生对重要知识点的掌握和记忆，其结果导致学生考前突击式备考现象严重，一些学生甚至为了追求高分而采取作弊的手段，最终培养出来的学生不但没有创新能力，而且专业知识也没能真正掌握和应用。

在建构式培养模式下，教师不仅要考核学生专业知识的掌握程度，还要考虑学生综合能力的高低；注重学习评价的过程化和多元化；考核方式多样化，包括软件开发、演示答辩、总结汇报、研究报告、PPT制作情况等。这种能力导向的评价方式必然引起学生学习方式的改变，从而促进学生自主学习能力、创新思维能力和综合能力的提高。

四、计算机专业建构式培养模式应当采取的具体方法

计算机专业具有实用性、实践性、前沿性、创新性极强的特点，计算机专业在实施建构式教学模式时，应顾及这些专业特点。同时，当今大学生都是伴随着互联网长大的90后新生代，他们从小就接触计算机和互联网，对计算机甚至达到了痴迷的程度，这对于计算机创新教育来说，既是挑战，又是机遇。针对90后新生代大学生的特点，采用生动、有趣的建构式教学方式，对挖掘他们的巨大潜能是非常重要的。笔者多年来辅导计算机专业学生参加齐鲁软件大赛屡屡获奖，发掘和培养了一批具有创新能力的优秀学生。事后笔者发现，笔者和学生的成功并不是偶然的，笔者辅导学生团队参赛的过程正好符合建构式的教学模式（包括“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”四大要素）。在这种教学模式下学生的主动性全部被调动起来了，他们奇迹般地快速成长起来。随后，笔者有意识地将这些成功的宝贵经验应用到计算机专业教学中，同样得到意外惊喜。回顾十几年的点点滴滴的教学实践，笔者现将计算机专业建构式教学模式采取的具体方法总结为“兴趣驱动”、“案例带动”、“探究引动”、“小组互动”、“氛围拉动”、“信息触动”、“评价推动”，以飨读者。

（一）兴趣驱动

兴趣是最好的老师，学生只有感兴趣了，才能充分调动主观能动性，才能最大限度地挖掘出其潜能。有相当一部分学习积极性不高的学生，觉得目前传统的教学方法枯燥无味，学起来没劲，有一种无法摆脱的厌学情绪；而对电脑游戏以及网络游戏，则是非常迷恋，甚至可以通宵达旦、废寝忘食地沉迷其中。这种废寝忘食的精神恰恰是科学家们身上的特质，只要巧妙地把他们的兴趣引导到学习上来，他们将在不知不觉中体验到科学的快乐。为此，笔者在《Visual C++程序设计》课程的教学中采用了通过游戏项目驱动的方式，有效地提高了学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果。

（二）案例带动

对于计算机专业这样的科技含量极高的前沿专业来说，大班课堂授课始终是非常必要的。在课堂上，教师除了要尽量采用轻松通俗的语言讲授该课程知识的基本框架、重要理论、研究方法、主要学术观点等知识外，还应进行恰当的经典案例启迪，这对启发和引导学生的创新思维有重要的作用。案例启迪是一种“先知果，后探因”的教学方法，先让学生感知所学知识领域的最新成果，然后再学习实现该成果所需要的知识和技术。

人类探索客观世界的一般规律是首先学习人类已有的知识，然后利用这些知识去研究、探索和创新知识。传统教学法往往遵循“由浅入深，循序渐进”、“温故而知新”的教学规律。计算机技术是一门应用性很强的年轻学科，它的强大生命力就在于日新月异的知识更新和在所有领域的广泛应用。对计算机知识的学习不能按照学科知识发展的顺序，重复前人创造知识的过程，而应该有针对性地、有选择地、高效率地学习其精华，时刻关注学科前沿的新技术、新成果。

一般教科书对知识的阐述，都追求知识的系统性、完整性、连贯性。如果按照书本的知识结构去讲授，一方面，学生的感受往往是大量的新知识、新概念扑面而来，难分主次，理解、记忆、消化、掌握负担过重；另一方面，一些人人都看得懂、完全可以由学生自己去阅读的内容也要占用宝贵的授课时间，学生被动地跟进还会导致学习兴趣下降，效率降低。实践中，我们在讲授新课之初，向学生适量展示用将要学习的知识完成的优秀经典案例，让学生从中感知知识的魅力，使学生产生强烈的学习兴趣和求知欲望。此举往往能给学生留下生动的、持久的、鲜活的印象，受其启迪，学生常常会思考“我如何能做得这样好”、“我如何能做得更好”这样的问题，从而达到启发和引导学生主动探索、激发学生创造激情的效果。这种教学方法所产生的效果是一般以照本宣科式的“概论”、“导言”、“发展简史”、“重要意义”为开端的传统教学方法所不能比拟的。

（三）探究引动

在教学方法上，变传统的注入式为探究式，启发和引导学生通过独立思考，在与情景的交互作用下，处理所获得的信息，融会贯通新旧知识，建构新的知识体系。只有这样才能使学生养成良好的学习习惯，从中获得成功的喜悦，满足心理上的需求，体现自我价值，从而进一步激发他们内在的学习动机，增强创新激情和创新意识。

教师要使学生掌握科学的探究方法，其基本程序按顺序依次为：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论。问题性是深究学习的一个重要特点。正是在对问题的搜寻、发现、确立、探究和解决的过程中，学生由被动的接受者、服从者、执行者变成了主动的研究者、探索者、发现者。在计算机传统教学中，很多学生上在实验课时毫无“自身”意识，常常感觉无法全神贯注地投入，只是漫不经心地敷衍了事。当有了问题意识之后，学生自然会产生主观能动性，接下来的探究式学习就是势如破竹的事情了。

过程的体验性和结果的感悟性是探究式学习的重要标志。探究结果固然重要，但对于学生来说，最重要的是他们在这个探究过程中学习和掌握了研究一般问题的流程和方法；培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力；培养了他们深究问题的精神和研究问题的意识；培养了他们探究问题的合作精神。事实说明，学生通过亲身体验和感悟而获得的许多知识和能力，绝非教师在课堂上所能教会的。

（四）小组互动

建构主义认为，学习者与周围环境的交互作用，对于学习内容的全面理解和掌握起着关键性的作用，因此“小组协作互动”是建构式教学模式的重要环节。在“小组互动”方式下，教师不再直接给出结论性的知识，而是通过创设平等、和谐的氛围，引导学生组成团队，并由团队内成员互动协作来完成一个完整的、具有实践价值的综合性项目。项目开展的关键在于小组内成员的合作和交流，由于各种因素限制，个体自主探究有时完成不了任务，采用小组合作的学习方式，激发和汇集了小组成员们的集体智慧，往往可以顺利地完成学习和探究任务。实践证明，“小组互动”方式既培养了学生的合作协作精神，又使学生在完成项目的过程中全方位、发散性地吸取大量的专业知识及相关背景知识，同时还能激发学生的主动性和潜能，培养和提高学生的创新精神和创新能力。

（五）氛围拉动

教学氛围是由师生的情绪、情感、教与学的态度、教师的威信、学生的注意力等因素共同作用而产生的一种心理状态。良好的教学氛围是由师生共同调节控制形成的，它的实质就是处理好师生关系、教与学的关系，真正使学生感受到他们是学习的主人。因此，教师要善于调控教学活动，为学生营造民主、平等、和谐、合作、相互尊重的学习氛围，让学生在轻松、愉快的心情下学习，并鼓励他们大胆质疑，探讨解决问题的不同方法。

（六）信息触动

现代社会，教师要培养学生收集和处理最新信息的能力。计算机科学技术发展迅速，新技术、新成果的不断涌现，瞬息万变的海量信息令人应接不暇。学生只有不断地获取并储备新信息，掌握计算机科学发展的最新动态，才能不断触发创新灵感，否则，创新将成为无水之源。因此，教师要引导学生主动地通过各种渠道获取新信息，如通过图书馆、书店、互联网等途径迅速有效地获取信息，为创新奠定坚实的信息和知识基础，洞察科学发展的潮流和趋势。

（七）评价推动

项目评价注重的是项目实施的过程，而不单是项目结果，因而对学生项目学习的评价应以完成项目的过程情况为依据。在项目实训课上，教师要对每个学生进行综合评价，综合评价包括软件开发、演示答辩、总结汇报、研究报告、PPT制作情况等。对于有创新能力的学生，教师要及时给予表扬，并向其他学生展示其后果，营造出一种勇于实践和创新的学习气氛。实践证明，项目综合评价让每个学生的自我意识都得到了有效地激发，让每个学生的实践创新能力都得到培养，让每个学生都不同程度地积累了自信心和成就感，学生在不知不觉中形成了创新的思维方式，这正是建构式培养模式所追求的目标。

建构主义教学理论为计算机专业创新教育教学改革提供了重要的理论依据。传统教学模式已不适应当今社会创新教育的要求，大力推行建构式培养模式将是大势所趋。