教學中程序設計思維訓練探究

錢小芳

（江蘇省丹陽市第六中學電教處，江蘇 丹陽 212300）

一、引言

程序設計是學生進行軟件開發必備的專業基礎。先前，教學的載體主要依附于章節的內容，重視基本數據結構和算法的講授、程序設計三種基本結構的訓練，學生獲取了一個良好地基礎后，就能可持續的發展，進行更深入的學習。

隨著學校計算機課程的擴展，依附于章節的內容的教學模式，對于四星級高中學生來說，顯得非常難學，因而，必須探索出一套既符合教學規律，又能激發學生興趣，即探索方便好學的現代教學模式，顯得十分重要。根據多年的教學經歷，文中探索了一種用“思維”貫穿整個教學過程的模式：教師以講授程序設計思想為主線，對學生進行思維訓練為主導、將各章節的內容有機地貫穿起來，方便學生的學習。

二、思維貫穿

1.思維性初探

程序設計是利用已有的軟件包，進行應用開發。使用者必須依據具體的應用和依附的具體平臺來設計計算方法，這個設計的過程中充滿了計算思維，因而程序設計的關鍵轉變為對問題的理解能力、對問題的描述能力、對問題的具體流程控制能力。對問題的理解主要是抽象、分析及等效轉換；對問題的描述主要是進一步轉換、遞推、約減、細化；常用的描述工具有用流程圖描述問題、用偽代碼描述問題、用程序代碼描述，程序的控制主要體現在具體的設計流程中路徑的走向。［1］

2.思維貫穿

思維的形式多樣化，應該支持發散、反思、推理思維。

第一種，橫向思維

主要用于理解算法的描述方式。算法的描述方式很多，比如，從1加到100的和的算法描述可以表示為“1+2+3+……100”數學表達形式，也可以表達成偽代碼形式，也可以表達成圖的形式，也可以把表達式分解為程序的形式。

為了更好地說明程序設計思想，我們強調的是“思維性”，在程序設計過程中我們要動腦筋，我們把開動腦筋的過程，進行反向分析，針對一題多解問題，探索了幾種形式思維：橫向思維、轉換思維、縱向思維。

三、程序設計

（1）橫向思維

對于同一問題，我們可以從語法角度去解題，也可以從語義角度去解題。

語法角度利用do while;while;for求1～100內的元素的和；語義的角度利用數組的首地址、一維指針、二維指針對一個二維數組的所有元素進行遍歷。

（2）轉換思維

代碼內轉換能力是一種形式；算法各種形式的轉換；將for轉換成while循環，if與switch的功能轉換，甚至if加goto與循環的等效；在迭代過程中初始值換掉、循環次數邊界問題理解；將相同算法思想，表達成圖、偽代碼、代碼，及這三者之間的轉換。［2］

（3）縱向思維

基于不同的知識點對同一問題給出解答；基于認知規律的遞進性思維，對于問題的原子型解答、改進型解答、完美型解答。這樣得到的算法可以比先前的算法更優化、更綜合、更有突破性；對于輸出40行斐波拉契數列，原子型的解答（f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3），改進型的解答每個八個換行，輸出效果好，聯系具體輸出設備的局限，基于數組的解答，并且將其與小兔子的繁衍聯系在一起，以月份的形式輸出。［3］最后這種叫完美型或應用型。對于菱形圖形的輸出，可以用窮舉法，顯然局限最多，可以用上三角、下三角，空格、星號、回車三句來描述，也可以不分上下三角、基于絕對值來進行統一表達；甚至還可以用二維數組的兩次賦值來互補進行菱形圖案的輸出。從不同的角度，進行問題解答。

四、結論

總之，利用各種方式、開動動腦筋是程序設計的思維訓練的法寶。在培養學生基本能力的時候，是夠用化地教授學生最基本的知識、技能，還是系統化教授最基本知識、技能，其實都是一個問題的兩個方面，夠用化強調傳授知識的同時，要發展學生的能力，因知而費能，系統化看上去偏向研究能力，很深奧，高中學生可能達不到。

［1］劉曉玫等.關于數學推理問題的幾點思考［J］.數學教育學報，2002，11（2）：54-56.

［2］Grant Wiggins&Jay McTighe.Understanding by design［M］.ASCD,1998：5-20.

［3］J Sternberg.The Nature of Mathematical Reasoning［J］.National Council of Teachers of Mathematics,1999(1)：37-44.