摘要：在FORTRAN語言教學(xué)中，從學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、心理特點(diǎn)、接受能力和專業(yè)背景出發(fā)，嘗試運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生最大限度地發(fā)揮主體能動(dòng)性，使他們獲取更多的知識(shí)，培養(yǎng)他們的邏輯思維和形象思維，提高他們利用計(jì)算機(jī)分析和解決實(shí)際問題的能力。
　　關(guān)鍵詞：啟發(fā)式；FORTRAN語言；課堂教學(xué)；創(chuàng)新能力
　　1引言
　　FORTRAN語言是世界上最早出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，廣泛應(yīng)用于科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域，以其特有的功能在數(shù)值、科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。基于FORTRAN語言的工程計(jì)算能力，F(xiàn)ORTRAN語言是湖南城市學(xué)院土木工程類學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課，開設(shè)該課程的主要目的是培養(yǎng)土木工程類學(xué)生的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力，利用FORTRAN語言解決在土木工程建設(shè)中的工程計(jì)算問題。
　　溫家寶總理指出，提高高等教育質(zhì)量，除了需要深化高等教育體制和方法的改革外，還要做三件具體的事情：第一件事是要貫徹啟發(fā)式教育方針。孔子說：“不憤不啟，不悱不發(fā)”，這八個(gè)字的意思就是要實(shí)行啟發(fā)式教育，把學(xué)生作為教學(xué)的中心，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的整個(gè)過程中保持著主動(dòng)性，主動(dòng)地提出問題，主動(dòng)地思考問題，主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)，主動(dòng)去探索。啟發(fā)式教育的核心就是要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維。溫家寶總理的這段話，對(duì)FORTRAN語言教學(xué)具有深刻的指導(dǎo)意義。
　　FORTRAN語言教學(xué)常采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法：先介紹一條條語句的語法規(guī)則，再講解一些例子，最后做習(xí)題。這種教學(xué)方式讓學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，使得學(xué)生不能融會(huì)貫通所學(xué)的知識(shí)，造成FORTRAN語言難學(xué)難教，學(xué)生難以獨(dú)立完成編程題。啟發(fā)式教學(xué)方法是指根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和掌握知識(shí)的規(guī)律，運(yùn)用各種教學(xué)手段，采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力，使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。啟發(fā)式教學(xué)方法應(yīng)用到FORTRAN語言教學(xué)中，將加強(qiáng)課堂教學(xué)中師生的互動(dòng)，將提高課堂教學(xué)的實(shí)效。
　　2FORTRAN語言教學(xué)的內(nèi)容
　　FORTRAN語言的教學(xué)內(nèi)容主要包括①順序結(jié)構(gòu)（FORTRAN的常量，F(xiàn)ORTRAN的變量，F(xiàn)ORTRAN的函數(shù)，F(xiàn)ORTRAN算術(shù)表達(dá)式，賦值語句，簡單輸入、輸出語句，程序執(zhí)行控制語句）、②選擇結(jié)構(gòu)（關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，塊IF選擇結(jié)構(gòu)，塊CASE選擇結(jié)構(gòu)，邏輯IF語句，算術(shù)IF語句）、③循環(huán)結(jié)構(gòu)（DO循環(huán)語句，DOWHILE循環(huán)語句，循環(huán)的嵌套）、④數(shù)據(jù)類型（數(shù)據(jù)類型的概念，整數(shù)類型，實(shí)數(shù)類型，復(fù)型數(shù)據(jù)，字符型數(shù)據(jù)，邏輯型數(shù)據(jù)）、⑤數(shù)組（數(shù)組的概念，數(shù)組的說明與引用，數(shù)組元素的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)組的輸入、輸出，給數(shù)組賦初值，數(shù)組的應(yīng)用）、⑥子程序（語句函數(shù)，函數(shù)子程序，子例行子程序，程序單元之間的數(shù)據(jù)傳遞）、⑦文件操作（文件的概念，文件的打開與關(guān)閉，文件的讀寫）等。
　　FORTRAN90以上版本是結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是普遍被采用的一種程序設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)采用自頂而下、求精和模塊化的分析方法。自頂而下是指對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要有一個(gè)全面的理解，從問題的全局入手，把一個(gè)復(fù)雜問題的求解由抽象逐步具體化的過程。和其它高級(jí)語言一樣，F(xiàn)ORTRAN語言程序設(shè)計(jì)也要經(jīng)過以下4個(gè)基本步驟：（1）分析問題，確定數(shù)學(xué)模型或方法；（2）設(shè)計(jì)算法，畫出流程圖；（3）選擇編程工具，編寫程序；（4）調(diào)試程序，分析輸出結(jié)果。
　　掌握了FORTRAN語言的基本知識(shí)和語法規(guī)則，并不代表學(xué)生能夠編好程序代碼，算法才是FORTRAN語言程序的靈魂，只有靈活掌握了算法，才能讓FORTRAN語言程序按照編程者的旨意去工作，去解決數(shù)值計(jì)算和工程計(jì)算。在FORTRAN語言教學(xué)中，從學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、心理特點(diǎn)、接受能力和專業(yè)背景出發(fā)，嘗試運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，使學(xué)生掌握FORTRAN語言的基本知識(shí)和語法規(guī)則，掌握用計(jì)算機(jī)和程序算法解決土木工程建設(shè)中的工程計(jì)算問題。
　　3啟發(fā)式教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例
　　⑴應(yīng)用實(shí)例1：興趣啟發(fā)
　　在FORTRAN語言第1堂課的教學(xué)中，可以將FORTRAN語言的工程計(jì)算能力與學(xué)生的土木工程專業(yè)聯(lián)系起來。告訴學(xué)生，計(jì)算機(jī)語言還有VF語言、VB語言、C語言、JAVA語言等其他語言，為什么土木工程類學(xué)生是開設(shè)FORTRAN語言而不是其他語言，是因?yàn)镕ORTRAN語言的工程計(jì)算能力，它能夠?yàn)閷W(xué)生今后在土木工程建設(shè)中解決實(shí)際問題。在土木工程建設(shè)的工程計(jì)算中，有關(guān)橋的跨度、梁的內(nèi)力、路的坡度等等數(shù)值計(jì)算，F(xiàn)ORTRAN語言都能提供良好的幫助。告訴學(xué)生，市場有各式各樣的土建類工程計(jì)算小程序是由FORTRAN語言開發(fā)的，并且在屏幕上演示這些小程序，讓學(xué)生親身體會(huì)FORTRAN語言在工程計(jì)算領(lǐng)域的強(qiáng)大作用。從而啟發(fā)學(xué)生的好奇心，讓他們的思維活躍起來，使其開始思考怎樣學(xué)習(xí)掌握FORTRAN語言的知識(shí)和怎樣開發(fā)小程序。
　　⑵應(yīng)用實(shí)例2：類比啟發(fā)
　　變量的概念在FORTRAN語言中是知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)時(shí)難以理解，這時(shí)可以在課堂上應(yīng)用類比啟發(fā)。先告訴學(xué)生，變量就像一個(gè)杯子，這個(gè)杯子可以裝水，也可以裝可樂，還可以裝油，這個(gè)杯子裝的東西可以發(fā)生改變；然后再告訴學(xué)生，在計(jì)算機(jī)里面，變量是一個(gè)特殊的杯子，變量的值就像水、像可樂、像油一樣，可以改變。通過類比啟發(fā)，將枯燥無趣的知識(shí)點(diǎn)變得通俗易懂，學(xué)生很快掌握了變量的概念。
　　在講授數(shù)組的概念時(shí)，也可以采用類比啟發(fā)。首先和學(xué)生一起回憶高中所學(xué)的數(shù)列知識(shí)，并在黑板上板書一個(gè)學(xué)生都知道的數(shù)列題目，并推導(dǎo)解題過程，啟發(fā)學(xué)生歸納數(shù)列的一些特征；然后在黑板上板書用FORTRAN語言編寫的解題代碼，啟發(fā)學(xué)生找出數(shù)組和數(shù)列的相同之處、不同之處。從而引申出數(shù)組的一些知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生盡快掌握數(shù)組的概念，并利用數(shù)組求解其他數(shù)學(xué)問題。
　　⑶應(yīng)用實(shí)例3：綜合啟發(fā)
　　求水仙花數(shù)是FORTRAN語言的一個(gè)經(jīng)典實(shí)例題目，題目的原意是：“一個(gè)三位數(shù)，如果它的各位數(shù)字立方和等于它本身，則它是水仙花數(shù)，如153是水仙花數(shù)，因153=13+53+33。求所有的水仙花數(shù)的和。”
　　在講解這個(gè)題目時(shí)，首先要學(xué)生分析等式“153=13+53+33”，學(xué)生受到啟發(fā)，知道要判斷一個(gè)三位數(shù)是水仙花數(shù)，要先將這個(gè)三位數(shù)的每個(gè)數(shù)位的數(shù)字拆分出來，讓學(xué)生自己利用前面所學(xué)的知識(shí)，寫出任意三位數(shù)的數(shù)字拆分算法；當(dāng)學(xué)生掌握了這個(gè)算法后，接著啟發(fā)學(xué)生，寫出四位數(shù)、五位數(shù)的數(shù)字拆分算法。
　　解決了三位數(shù)的數(shù)字拆分后，就“所有的水仙花數(shù)”這句話，啟發(fā)學(xué)生要把所有的三位數(shù)拆分，對(duì)每一種可能都進(jìn)行判斷，就要用到窮舉算法，可以用循環(huán)語句和選擇語句來實(shí)現(xiàn)。
　　下面是這個(gè)題目的一種FORTRAN語言代碼：
　　Integerm,m1,m2,m3,t,sum
　　Sum=0
　　Dom=100,999
　　M1=mod(m,10)
　　M2=mod(n/10,10)
　　M3=n/100
　　T=m1**3+m2**3+m3**3
　　If(m==t)sum=sum+m
　　EndDO
　　Print*,sum
　　End
　　當(dāng)學(xué)生掌握以上代碼后，接下來，運(yùn)用擴(kuò)散啟發(fā)、類比啟發(fā)、轉(zhuǎn)換啟發(fā)、聯(lián)合啟發(fā)等，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的編程能力。比如：啟發(fā)學(xué)生如何求所有的水仙花數(shù)的個(gè)數(shù)，啟發(fā)學(xué)生如何不用數(shù)字的拆分算法解題，啟發(fā)學(xué)生如何用多重循環(huán)實(shí)現(xiàn)窮舉算法等等。這樣，綜合運(yùn)用各種啟發(fā)方式，加強(qiáng)課堂上老師和學(xué)生的互動(dòng)教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
　　下面是啟發(fā)學(xué)生后，學(xué)生給出這個(gè)題目的另一種FORTRAN語言代碼：
　　Integerm,m1,m2,m3,t,sum
　　Sum=0
　　Dom1=0,9
　　Dom2=0,9
　　Dom3=1,9
　　T=m1+m2*10+m3*100
　　M=m1**3+m2**3+m3**3
　　If(m==t)sum=sum+m
　　EndDO
　　EndDO
　　EndDO
　　Print*,sum
　　End
　　4啟發(fā)式教學(xué)的注意事項(xiàng)
　　實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，除了要遵循一般的教學(xué)原則外，還必須遵循啟發(fā)式教學(xué)自身固所有的一些原則。但是，相當(dāng)多的教師對(duì)啟發(fā)式教學(xué)的研究不夠深入，導(dǎo)致啟發(fā)式教學(xué)的教學(xué)效果不佳。在FORTRAN語言教學(xué)中應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
　　①啟發(fā)式教學(xué)應(yīng)遵循主導(dǎo)性原則、主體性原則、獨(dú)立思考原則、舉一反三原則、情感性原則，他們相互補(bǔ)充，不能分開。同時(shí)，由于部分教師沒有把握這些原則，使得在啟發(fā)式教學(xué)中存在啟而不發(fā)和啟發(fā)不到位的現(xiàn)象。比如，在講解FORTRAN語言的函數(shù)時(shí)，要先讓學(xué)生獨(dú)立思考FORTRAN語言的函數(shù)與數(shù)學(xué)中的函數(shù)的異同，還要讓學(xué)生獨(dú)立思考FORTRAN語言的函數(shù)與子程序的異同，啟發(fā)學(xué)生舉一反三，掌握將FORTRAN語言的函數(shù)與子程序應(yīng)用到土木工程的工程計(jì)算中。
　　②教師在啟發(fā)學(xué)生思考過程中，要有耐心，給學(xué)生以思考時(shí)間，要有重點(diǎn)，有明確目的，問題不能多，不能蜻蜓點(diǎn)水，啟而不發(fā)，要深入下去，提出補(bǔ)充問題，引導(dǎo)學(xué)生去獲取新知識(shí)，不僅要啟發(fā)學(xué)生理解知識(shí)，而且要啟發(fā)學(xué)生理解學(xué)習(xí)的過程，掌握獲取知識(shí)的方法。這就要求教師做到：擴(kuò)散啟發(fā)，進(jìn)行素質(zhì)教育；類比啟發(fā)，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通；聯(lián)合啟發(fā)，拓寬知識(shí)。比如：為學(xué)生講解了求一系列數(shù)中的最大數(shù)的FORTRAN語言解法后，要啟發(fā)學(xué)生求最小數(shù)、第N最大數(shù)、第N最小數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的擴(kuò)展思維。再比如：為學(xué)生講解求一系列數(shù)的排列時(shí)，要啟發(fā)學(xué)生用幾種解題方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
　　③啟發(fā)式教學(xué)不是將各種概念和規(guī)則直接灌輸給學(xué)生，而是要根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容的安排，先提出問題，教師采用一些方法啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生分析問題，找出解決問題的方法。比如，在講解“數(shù)據(jù)的交換”算法時(shí)，先提出變量A和變量B的數(shù)據(jù)如何交換，讓學(xué)生自己先思考，教師可以啟發(fā)學(xué)生，如何將杯子A中的水和杯子B中的油互換，學(xué)生知道要用杯子C作中間體；這樣，學(xué)生馬上就聯(lián)想到只要加一個(gè)中間變量C，就可以實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)的交換”算法；進(jìn)一步提問學(xué)生，“C=A;A=B;B=C”與“C=B;B=A;A=C”有什么不同；通過啟發(fā)學(xué)生思考問題，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和對(duì)知識(shí)的運(yùn)用。
　　因此，教師要對(duì)對(duì)啟發(fā)式教學(xué)進(jìn)行深入研究，掌握啟發(fā)式教學(xué)的含義、啟發(fā)式教學(xué)的策略、啟發(fā)式教學(xué)的要求、啟發(fā)式教學(xué)的手段，使啟發(fā)式教學(xué)落到實(shí)處。
　　5結(jié)束語
　　在FORTRAN語言教學(xué)中很好地使用啟發(fā)式教學(xué)法，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)FORTRAN語言的過程中能夠舉一反三，橫向聯(lián)合，融會(huì)貫通地掌握FORTRAN語言知識(shí)，真正具有獨(dú)立編程的能力，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力應(yīng)用到土木工程建設(shè)的工程計(jì)算中，做到學(xué)以致用。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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　　［2］劉衛(wèi)國蔡旭暉.FORTRAN90程序設(shè)計(jì)上機(jī)指導(dǎo)與習(xí)題選解[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2007.4第2版
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