慧雅教育理念下的信息技術教學*
——以編程思維提升學生傳統思維

☆ 顧峰

（蘇州工業園區星洲學校，江蘇蘇州 215000）

慧雅教育理念下的信息技術教學*
——以編程思維提升學生傳統思維

☆ 顧峰

（蘇州工業園區星洲學校，江蘇蘇州 215000）

計算機的程序編寫中有很多獨特的方式方法，可以稱之為編程思路或編程思維。利用編程思維為傳統教學注入新鮮的思維理念，以編程思維來提升學生傳統思維能力，讓學生將其思維方式遷移至其他學科，將編程思維滲透于數學、語文、美術等學科的學習中，提高思考能力，發揮學生學習的主觀能動性。

慧雅星洲；編程；思維

“慧雅”一詞，其解釋為聰明、雅致。筆者所在的蘇州工業園區星洲學校以“塑儒雅教師，育優雅學生，建慧雅校園”為目標，慧雅成為我校的校風。在筆者任教的信息技術學科的日常教學中，時時結合并發掘這一理念的內涵，以慧雅星洲的主旨圍繞著學校整體教學部署，開展教育教學工作。

“治大國若烹小鮮”是《道德經》中的名句，其實我們編寫一個計算機程序、上好一堂課、煮好一道菜，甚至是治理一個國家，本質上都具有某些相同或者相似的邏輯。因此，在信息技術學科的教學中，特別是編程學習過程中，所涉及到的思維方法雖林林總總，但這些方法與中小學各學科領域所使用到的思維方法有不少重疊的地方。如何利用編程思維改變傳統教學思維，并為其注入新的動力呢？比如：作為一名計算機系畢業的信息技術教師，很多情況下會比其他專業的教師考慮問題更全面一些，處理問題時會試圖想到所有可能解決方案。這個例子可以從一個側面反映出信息技術教師在其行事風格上，就不自覺地用到了編程的思維方法——“窮舉法”。雖然計算機體系中的窮舉法屬于蠻力科學產物，但其實質與數學學科有較強關聯。數學的教學體系中，伯格夫斯基定律指的就是將一個有限答案命題的所有可能性全部實驗一遍，那么，一定能找到答案。所以，窮舉法直到現在仍然非常重要。

進一步而言，一定的思維方法或者模式是信息技術學科，特別是在編程教學中所必需的，但這些應用于信息技術教學中的編程思維方法不僅在編程中有其用武之地，更可以發散地應用到其他各個學科的教學中，甚至于對一個學生思維能力的養成有著至關重要的作用。因此，如何利用編程思維來改變和提升傳統思維方式是值得探討的話題。

一、編程框架思維的利用

當我們去編寫一段程序時，必須要搭架構、形成一個大體框架，如同建一棟樓，需要首先搭腳手架。因此，框架思維不是編程思維獨有的，在頭腦中形成編程框架，更有利于進行整體化思考。因此，教師要引導學生建立并清晰化自己的思維框架，避免在學習中面臨無措和混亂，要形成思維的自由而不是自由的思維。每個學生所產生的思想不同，正是框架思維不同，通過信息技術課的編程框架思維訓練，對于學生學習數學領域知識也可以起到較好的作用，例如：類似的概念就是0。由0如何衍生出萬物，還有負1和正1，負無窮和正無窮、空間坐標等都需要利用框架思維形成一個整體去進行實踐和理解。

二、編程設計中最短路徑思維的利用

編程方式中的迪杰斯特拉算法是典型的編程思想最短路徑算法,其作用是計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。面對所要學習的知識，如何讓學生進行思考，使其能準確迅速地表達知識的內涵本質尤為重要。一般情況下，學生在學習新知的時候，如果僅從模仿、形象思維進行，常常會由于表面現象造成用于模仿和形象表達的內容也變得表面化和微妙化，甚至發生越描述越深不可測的情況，進而造成表述的錯誤。結合最短路徑的思維方式進行思考和表達時，事物將變得簡單，思考路徑直接到達知識的唯一本質，究其實質，世界萬物也僅僅是物理和化學變化的過程。例如：列出不大于80的合數這一問題，如果學生利用傳統思維進行解題，基本上會對所有小于等于80的數進行判斷，如果學生利用數字特征來分析時，可能會發現把2排除后的所有偶數其實都是合數。這樣不僅最大程度地減少了解題時間，同時他們或許也能得到下面的結論，剩余的其他大于7的奇數中，假如該數可被7、5、3中的任意一個整除，那么，該數同樣屬于合數。所以，筆者在課堂上時常利用不同的方式進行辨析，讓學生在有限的課堂教學時間里透過事物的輪廓看到問題的本質，并找出解決問題的思路。再如：美術教學中的思維方式主要是模仿和形象，正如一千人眼中有一千個哈姆雷特，無法突破對事物的表面解釋。因此，結合編程思維的最短路徑法讓學生從不同角度進行觀察和描摹才可以快速發現所繪作品的本質。

三、面向對象思維方式的利用

面向對象原本是編程的開發方法，但面向對象編程理念的應用早已跨越了程序編寫和軟件開發界線。面向對象的設計思維其實是利用了“自底向上的歸納和自頂向下的分解”兩個維度，這種方式極其適合課堂中的發散思維和收斂思維。創造性理念的核心就是發散性思維。當我們根據現有資源和信息，就可以角度不同、方向不同的方法來尋求答案。所以，不管是信息學科的編程教學還是其他學科都應轉變教學觀念，注重學生順向思維和逆向思維的培養。比如：在講授語言程序設計，不僅需要引導學生進行分析，還應讓他們盡可能找出多種方法。在編寫排序程序時，當選擇“冒泡法”進行排序，教師對學生的想法給予分析肯定后，就可以讓其先通過發散思維思考問題，進而培養他們良好的傳統思維習慣。反之，收集多種資源信息，并盡可能利用自己現有經驗和現有知識進行思維的方式便是收斂思維，在比較眾多方法后，從中得出最優化方案。例如：在進行編程教學中，要實現對輸入的兩個整數比較其中的大小，并輸出這兩個整數時，其實就是要思考可以用幾種方法來實現。我們可以利用函數的功能實現，也可以在算術中直接實現，更可以利用指針來實現。這樣，就可以充分發揮學生的收斂思維進行歸納比較，讓學生充分運用已有的知識進行分解，抓住時機，再讓學生充分嘗試程序的編寫。采用這樣的教學方法，學生可以通過自身的經驗來掌握新知，并內化為自己更深層的認識能力。通過思維模式的訓練才能把知識更好地應用到新知學習的過程中。因此，在計算機編程的教學中，利用面向對象的教學環境對于學生的發散思維和收斂思維的提升都是有很大幫助的。

四、培養面向過程的思維

作為程序開發方法之一的“面向過程”開發方法原來也是編程思維所獨有的。對于“面向對象”的思維，其針對的是對象這一概念，面向過程更適用于一件事“該怎么做“。因此，對于一樁事“我們該讓誰來做”應用的就是面向對象的思維方式，這樁事背后的“誰”其實就是我們所稱的對象了，至于這個“誰”如何去完成事則是他自己的事。我們關心的其實僅僅是最終的“對象”團隊如何能把事做好即可。而面向過程則可認為是一種解決實際問題的思維方式，可以說面向過程其實是一種根本的方法，它關注的是實現問題的解決過程本身。一般的面向過程均為步步求精，自上而下。所以，面向過程最重要的是模塊化的思想方法，這個思維可以讓我們做事和學習條理清楚。如：在廣播體操教學中，在先學廣播操的整體動作后，再逐步細化動作要領。

利用遷移的方法，將信息技術學科的編程思維應用于其他學科，可以讓學生的思維品質得以提升，讓學生的思維水平得以提高，增強其思考能力，發揮學生的主觀能動性，獲取知識，分析和解決問題，并讓編程思維更好地內化成其自身的思維方式。因此，在信息技術課堂中，程序設計的教學不僅僅要讓學生學會程序設計，培養其編程思維，更要利用編程思維的方式讓學生學會獨立思考，利用慧雅理念下的信息技術課堂教給學生怎樣去思考和解決問題。

[1]劉利.實例演示思維導圖可視化編程思維的教學[J].計算機教育,2014,(08)：83-86.

[2]吳海燕,吳海山.計算機程序設計教學中思維能力的培養與訓練[J].信息通信,2013,(05)：107.

[3]劉衛國,施榮華.計算機程序設計教學中的抽象思維能力培養[J].計算機教育,2012,(03)：27-29.

*本文為江蘇省教育科學“十二五”規劃2015年度立項課題階段性研究成果，課題名稱：慧雅教育理念與實踐的校本建構研究,課題編號：D/2015/02/194,課題研究單位：蘇州工業園區星洲學校。

[編輯：閆長松]

G434

A

1671-7503（2017）21-0064-03