計算思維引入程序設計課程教學的探索

摘 要：在計算機課程中，程序設計課程實踐性比較強，教師在程序設計的課程教學中，將計算思維引入其中，既能夠培養學生解決和分析問題的能力，又能夠將學生的信息素養得以有效地提升，教學的效果也會得到很大地提高。

關鍵詞：計算思維；程序設計；課程教學；探索

最近幾年，計算機已經在各個領域被廣泛地應用和普及，特別在各大高等院校，有效應用計算機，對于學生的學習及發展都有至關重要的作用，同時，還能夠將學生信息素質得以有效地提升[ 1 ]。

一、提升上機實驗教學的地位

在計算機課程中，程序設計課程實踐性比較強。從當前來看，很多高等院校對于實驗教學沒有重視起來，重視的只是理論教學，將實驗教學看成是程序設計課程中一個輔助環節。傳統的教學策略提倡，先對程序進行講解，然后，再上機進行實驗操作。這并不能將學生計算的思維能力進行提升，只能將學生對程序感性的認識得以增加[ 2 ]。學生在機算機上，循規蹈矩地對已經設計好的程序進行驗證，沒有真正起到實驗教學的作用。上機實驗教學的宗旨，對于程序設計課程的教學而言，是一個主題，是學生在計算思維中實踐的關鍵，能夠對學生進行有效地培養。

教師在程序設計的教學過程中，應該將實驗的課時增加，適當地將理論的課時減少，從而將上機實驗教學的地位得以提升。同時，也是培養學生計算思維能力的過程。教師在程序設計的課程教學中，將計算思維進行引入，不但能夠培養學生解決和分析問題的能力，還能夠將學生的信息素養得以有效地提升，從而提升程序設計課程教學的效果。

二、培養學生程序設計的能力

編程能力在程序設計的課程中，是計算技能與思維的綜合體現。上機進行實踐，在程序設計中讓學生動腦和動手的過程，所以，對于學生必須要進行理性思維與實踐相結合，對于實踐的環節必須要強化[ 3 ]。對于題目中的問題，教師應該讓學生通過上機編寫程序的方式，將問題進行解決。這樣才能夠使學生靈活性和綜合性地對知識的運用，得以有效地體現。教師應該將學生學習的興趣激發起來，才能夠將學生的程序設計能力得以有效地提升。提升學生的實際操作能力，才是訓練學生的最終目的。

三、培養學生分治策略的能力

在編程問題上，學生感到比較復雜，也感到困難比較大。教師應該引導和幫助學生，正確運用分治的策略，來將復雜問題簡單化。在我們的工作及日常生活中，分治策略都是解決問題的一個有效的方法。分治策略對于計算思維而言，具有普遍使用的思維方法，學生在編程問題上，如果遇到既復雜規模又大的問題，應該利用分治策略，運用掌握的規模小、簡單的求解方法對問題進行解決。例如，函數的章節，利用實驗教學，將一個比較復雜而抽象的問題提出來，然后，引導和幫助學生分成幾個有聯系的小問題，利用遞歸的方式，將這些問題進行求解，再將原問題的解，利用合并子問題的方法得到。

四、打破思維定局，啟發學生的思考

時代在飛速地發展，只靠知識已經跟不上時代了，我們不但要擁有知識，還要會運用，對于問題，既要發現，又要解決[ 4 ]。在進行實驗的教學中，教師應該重視培養學生的思維能力，讓學生在實驗的教學中，不但會發現問題，還能夠自己解決問題；教師還應該在教學中，啟發學自己提出問題，解決問題。例如，S=1+2+3…+n，學生掌握以后，在這個基礎上，教師應該引導學生將等比數列和等差數列及類似的數列問題，通過適當變化進行解決。

五、提倡題解多樣化，培養創新思維

在程序設計的課程中，解決問題的思路和算法思想的掌握，是更為重點的。關鍵就是學生能夠利用計算機進行編程，將計算的思維得以有效地形成。計算思維是有限的既定步驟組成的，是解決問題過程的思維，并可以將特定的問題進行解決。確定和發現問題以及求解問題，都在計算思維的范圍之內。在傳統的實驗教學中，都是比較重視結果，而輕視了形成結果的過程，對于解決問題的過程沒有重視，對于訓練及培養學生的思維方式忽略了。

教師在實驗教學中，應該培養學生計算思維和探索精神，以及解決問題和創新能力。對于同一種問題，鼓勵學生開通思維，尋找多種解決問題的方法。對于程序，讓學生互相交換閱讀，交換改寫，將學生多樣化的計算思維方式進行培養。組織學生對創新型的方法及思想進行研究和討論。教師在對實際的問題進行情境的創設時，也要盡可能采用一題多解。例如，對于switch及if 語句，在進行實驗的教學時，可以將托送的行李，根據重量，按里程進行計費，將這樣一個問題情境創設出來，每一個學生學習的方法不同，思維的方式也不一樣，這樣，每一個學生所編出的程序結構也是不一樣的。對于每一個學生所編的各種結構的程序，讓學生們進行研究和討論，教師對于學生研究和討論的結果進行總結，給每個學生以不同的評價。

六、總結

綜上所述，在程序設計的課程中，將實驗教學的課時進行增加，理論課時適當地減少，能夠將實驗教學的地位得以有效地提升，教師在程序設計的課程教學中，將計算思維引入其中，既能夠培養學生解決和分析問題的能力，又能夠將學生的信息素養得以有效地提升，教學的效果也會得到很大地提高。

參考文獻：

[1] 許麗娟，黃冬梅，王愛繼.以計算思維為導向的非計算機專業程序設計課程創新教學[J].計算機教育，2015，（12）：31-34.

[2] 吳蕾，欽明皖，楊勇.基于計算思維能力培養的程序設計基礎課程教學新模式[J].計算機教育，2015，（07）：1-3.

[3] 姚天昉.在程序設計課程中引入“計算思維”的實踐[J].中國大學教學，2012，（02）：61-62+76.

[4] 劉光蓉.以計算思維能力培養為導向的C程序設計實驗教學[J].實驗技術與管理，2013，（01）：154-156+191.

[5] 彭慧玲.在計算思維模式下《算法與程序設計》教學實踐[D].四川師范大學，2013.

作者簡介：

劉雯（1979-），女，漢族，遼寧鐵嶺人，本科，講師，計算機科學與技術專業。