摘要：在FORTRAN語言教學中，從學生的知識基礎、心理特點、接受能力和專業背景出發，嘗試運用啟發式教學方法，引導學生最大限度地發揮主體能動性，使他們獲取更多的知識，培養他們的邏輯思維和形象思維，提高他們利用計算機分析和解決實際問題的能力。
　　關鍵詞：啟發式；FORTRAN語言；課堂教學；創新能力
　　1引言
　　FORTRAN語言是世界上最早出現的計算機高級程序設計語言，廣泛應用于科學和工程計算領域，以其特有的功能在數值、科學和工程計算領域發揮著重要作用�；�于FORTRAN語言的工程計算能力，FORTRAN語言是湖南城市學院土木工程類學生必修的公共基礎課，開設該課程的主要目的是培養土木工程類學生的計算機程序設計能力，利用FORTRAN語言解決在土木工程建設中的工程計算問題。
　　溫家寶總理指出，提高高等教育質量，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式教育方針。孔子說：“不憤不啟，不悱不發”，這八個字的意思就是要實行啟發式教育，把學生作為教學的中心，使學生在學習的整個過程中保持著主動性，主動地提出問題，主動地思考問題，主動去發現，主動去探索。啟發式教育的核心就是要培養學生獨立思考和創新思維。溫家寶總理的這段話，對FORTRAN語言教學具有深刻的指導意義。
　　FORTRAN語言教學常采用傳統的灌輸式教學方法：先介紹一條條語句的語法規則，再講解一些例子，最后做習題。這種教學方式讓學生被動地接受知識，使得學生不能融會貫通所學的知識，造成FORTRAN語言難學難教，學生難以獨立完成編程題。啟發式教學方法是指根據教學目的、內容、學生的知識水平和掌握知識的規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導辦法傳授知識、培養能力，使學生積極主動地學習。啟發式教學方法應用到FORTRAN語言教學中，將加強課堂教學中師生的互動，將提高課堂教學的實效。
　　2FORTRAN語言教學的內容
　　FORTRAN語言的教學內容主要包括①順序結構（FORTRAN的常量，FORTRAN的變量，FORTRAN的函數，FORTRAN算術表達式，賦值語句，簡單輸入、輸出語句，程序執行控制語句）、②選擇結構（關系運算和邏輯運算，塊IF選擇結構，塊CASE選擇結構，邏輯IF語句，算術IF語句）、③循環結構（DO循環語句，DOWHILE循環語句，循環的嵌套）、④數據類型（數據類型的概念，整數類型，實數類型，復型數據，字符型數據，邏輯型數據）、⑤數組（數組的概念，數組的說明與引用，數組元素的存儲結構，數組的輸入、輸出，給數組賦初值，數組的應用）、⑥子程序（語句函數，函數子程序，子例行子程序，程序單元之間的數據傳遞）、⑦文件操作（文件的概念，文件的打開與關閉，文件的讀寫）等。
　　FORTRAN90以上版本是結構化的程序設計語言，結構化程序設計是普遍被采用的一種程序設計方法，結構化程序設計采用自頂而下、求精和模塊化的分析方法。自頂而下是指對設計的系統要有一個全面的理解，從問題的全局入手，把一個復雜問題的求解由抽象逐步具體化的過程。和其它高級語言一樣，FORTRAN語言程序設計也要經過以下4個基本步驟：（1）分析問題，確定數學模型或方法；（2）設計算法，畫出流程圖；（3）選擇編程工具，編寫程序；（4）調試程序，分析輸出結果。
　　掌握了FORTRAN語言的基本知識和語法規則，并不代表學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，去解決數值計算和工程計算。在FORTRAN語言教學中，從學生的知識基礎、心理特點、接受能力和專業背景出發，嘗試運用啟發式教學方法，使學生掌握FORTRAN語言的基本知識和語法規則，掌握用計算機和程序算法解決土木工程建設中的工程計算問題。
　　3啟發式教學的應用實例
　�、艖�用實例1：興趣啟發
　　在FORTRAN語言第1堂課的教學中，可以將FORTRAN語言的工程計算能力與學生的土木工程專業聯系起來。告訴學生，計算機語言還有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生是開設FORTRAN語言而不是其他語言，是因為FORTRAN語言的工程計算能力，它能夠為學生今后在土木工程建設中解決實際問題。在土木工程建設的工程計算中，有關橋的跨度、梁的內力、路的坡度等等數值計算，FORTRAN語言都能提供良好的幫助。告訴學生，市場有各式各樣的土建類工程計算小程序是由FORTRAN語言開發的，并且在屏幕上演示這些小程序，讓學生親身體會FORTRAN語言在工程計算領域的強大作用。從而啟發學生的好奇心，讓他們的思維活躍起來，使其開始思考怎樣學習掌握FORTRAN語言的知識和怎樣開發小程序。
　�、茟�用實例2：類比啟發
　　變量的概念在FORTRAN語言中是知識重點和難點，學生剛開始學習時難以理解，這時可以在課堂上應用類比啟發。先告訴學生，變量就像一個杯子，這個杯子可以裝水，也可以裝可樂，還可以裝油，這個杯子裝的東西可以發生改變；然后再告訴學生，在計算機里面，變量是一個特殊的杯子，變量的值就像水、像可樂、像油一樣，可以改變。通過類比啟發，將枯燥無趣的知識點變得通俗易懂，學生很快掌握了變量的概念。
　　在講授數組的概念時，也可以采用類比啟發。首先和學生一起回憶高中所學的數列知識，并在黑板上板書一個學生都知道的數列題目，并推導解題過程，啟發學生歸納數列的一些特征；然后在黑板上板書用FORTRAN語言編寫的解題代碼，啟發學生找出數組和數列的相同之處、不同之處。從而引申出數組的一些知識點，使學生盡快掌握數組的概念，并利用數組求解其他數學問題。
　�、菓�用實例3：綜合啟發
　　求水仙花數是FORTRAN語言的一個經典實例題目，題目的原意是：“一個三位數，如果它的各位數字立方和等于它本身，則它是水仙花數，如153是水仙花數，因153=13+53+33。求所有的水仙花數的和。”
　　在講解這個題目時，首先要學生分析等式“153=13+53+33”，學生受到啟發，知道要判斷一個三位數是水仙花數，要先將這個三位數的每個數位的數字拆分出來，讓學生自己利用前面所學的知識，寫出任意三位數的數字拆分算法；當學生掌握了這個算法后，接著啟發學生，寫出四位數、五位數的數字拆分算法。
　　解決了三位數的數字拆分后，就“所有的水仙花數”這句話，啟發學生要把所有的三位數拆分，對每一種可能都進行判斷，就要用到窮舉算法，可以用循環語句和選擇語句來實現。
　　下面是這個題目的一種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
　　當學生掌握以上代碼后，接下來，運用擴散啟發、類比啟發、轉換啟發、聯合啟發等，培養學生獨立的編程能力。比如：啟發學生如何求所有的水仙花數的個數，啟發學生如何不用數字的拆分算法解題，啟發學生如何用多重循環實現窮舉算法等等。這樣，綜合運用各種啟發方式，加強課堂上老師和學生的互動教學，調動學生的學習積極性。
　　下面是啟發學生后，學生給出這個題目的另一種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啟發式教學的注意事項
　　實行啟發式教學，除了要遵循一般的教學原則外，還必須遵循啟發式教學自身固所有的一些原則。但是，相當多的教師對啟發式教學的研究不夠深入，導致啟發式教學的教學效果不佳。在FORTRAN語言教學中應用啟發式教學還應注意以下事項：
　�、賳�發式教學應遵循主導性原則、主體性原則、獨立思考原則、舉一反三原則、情感性原則，他們相互補充，不能分開。同時，由于部分教師沒有把握這些原則，使得在啟發式教學中存在啟而不發和啟發不到位的現象。比如，在講解FORTRAN語言的函數時，要先讓學生獨立思考FORTRAN語言的函數與數學中的函數的異同，還要讓學生獨立思考FORTRAN語言的函數與子程序的異同，啟發學生舉一反三，掌握將FORTRAN語言的函數與子程序應用到土木工程的工程計算中。
　�、诮處熢趩�發學生思考過程中，要有耐心，給學生以思考時間，要有重點，有明確目的，問題不能多，不能蜻蜓點水，啟而不發，要深入下去，提出補充問題，引導學生去獲取新知識，不僅要啟發學生理解知識，而且要啟發學生理解學習的過程，掌握獲取知識的方法。這就要求教師做到：擴散啟發，進行素質教育；類比啟發，學會融會貫通；聯合啟發，拓寬知識。比如：為學生講解了求一系列數中的最大數的FORTRAN語言解法后，要啟發學生求最小數、第N最大數、第N最小數，培養學生的擴展思維。再比如：為學生講解求一系列數的排列時，要啟發學生用幾種解題方法，培養學生的創新意識。
　　③啟發式教學不是將各種概念和規則直接灌輸給學生，而是要根據課堂教學內容的安排，先提出問題，教師采用一些方法啟發學生，讓學生分析問題，找出解決問題的方法。比如，在講解“數據的交換”算法時，先提出變量A和變量B的數據如何交換，讓學生自己先思考，教師可以啟發學生，如何將杯子A中的水和杯子B中的油互換，學生知道要用杯子C作中間體；這樣，學生馬上就聯想到只要加一個中間變量C，就可以實現“數據的交換”算法；進一步提問學生，“C=A;A=B;B=C”與“C=B;B=A;A=C”有什么不同；通過啟發學生思考問題，加深了學生對知識的理解和對知識的運用。
　　因此，教師要對對啟發式教學進行深入研究，掌握啟發式教學的含義、啟發式教學的策略、啟發式教學的要求、啟發式教學的手段，使啟發式教學落到實處。
　　5結束語
　　在FORTRAN語言教學中很好地使用啟發式教學法，能充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性，引導學生獨立思考，培養學生分析問題和解決問題的能力，使學生在學習FORTRAN語言的過程中能夠舉一反三，橫向聯合，融會貫通地掌握FORTRAN語言知識，真正具有獨立編程的能力，能夠將所學的計算機程序設計能力應用到土木工程建設的工程計算中，做到學以致用。
　　
　　
　　參考文獻：
　　［1］劉衛國蔡旭暉.FORTRAN90程序設計教程[M].北京:北京郵電大學出版社,2007.4第2版
　�。�2］劉衛國蔡旭暉.FORTRAN90程序設計上機指導與習題選解[M].北京:北京郵電大學出版社,2007.4第2版
　　［3］白云.FORTRAN90程序設計[M].上海:華東理工大學出版社,2003-8-1