芻議“計(jì)算思維”與程序設(shè)計(jì)的關(guān)系

劉妍

摘要：高中信息技術(shù)新課標(biāo)指出，信息技術(shù)核心素養(yǎng)為：信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。其中計(jì)算思維指的是是指個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維反映了計(jì)算機(jī)學(xué)科最本質(zhì)的特征和方法。推動(dòng)了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究發(fā)展，計(jì)算機(jī)學(xué)科研究必須建立在計(jì)算思維的基礎(chǔ)上。進(jìn)入新世紀(jì)以來，以計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展異常迅猛，有目共睹，在計(jì)算機(jī)時(shí)代，計(jì)算思維的意義和作用提到了前所未有的高度，成為現(xiàn)代人類必須具備的一種基本素質(zhì)。計(jì)算思維代表著一種普適的態(tài)度和一種普適的技能，在各種領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用，尤其是據(jù)算計(jì)領(lǐng)域的研究。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì);計(jì)算思維;高中

程序設(shè)計(jì)是給出解決特定問題程序的過程。包含分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序、運(yùn)行程序，分析結(jié)果、編寫程序文檔這些過程。

一、計(jì)算思維與程序設(shè)計(jì)

計(jì)算思維不僅僅源于和服務(wù)于計(jì)算機(jī)科學(xué)。實(shí)際上，狹義地講，計(jì)算機(jī)思維源于并服務(wù)子計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息技術(shù)和信息系統(tǒng)。廣義地講，計(jì)算思維源于并服務(wù)于由理論、技術(shù)、工程、工具、服務(wù)和應(yīng)用構(gòu)成的計(jì)算健（或計(jì)算網(wǎng)絡(luò)），這一計(jì)算鏈以理論為始點(diǎn)，以應(yīng)用為終點(diǎn)。這一計(jì)算鏈上的每一結(jié)點(diǎn)都將產(chǎn)生計(jì)算思維，而計(jì)算思維從這一計(jì)算徒的始點(diǎn)到終點(diǎn)的轉(zhuǎn)化構(gòu)成了計(jì)算思維的工程化。

教育部專家在“積極研究和推進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”一文中指出，計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)教育應(yīng)該在計(jì)算思維能力培養(yǎng)中做出表率。事實(shí)上，計(jì)算思維已經(jīng)在某種程度上滲透到培養(yǎng)方案和課程大綱中但計(jì)算思維能力培養(yǎng)的水平還不夠高，學(xué)生對于計(jì)算思維要掌握的程度也不夠深。對此，需要更主動(dòng)地采取有效措施，從思想觀念、師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面人手，進(jìn)一步強(qiáng)化對學(xué)生開展計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

計(jì)算思維是利用啟發(fā)式推理來尋求解答，是在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。計(jì)算思維是利用海量的數(shù)據(jù)雜快速計(jì)算，它是在時(shí)間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間的權(quán)衡”。

計(jì)算思維所關(guān)注的核心問題是人的思維方式及問題求解能力的培養(yǎng)。把轉(zhuǎn)變思維方式融入到“程序設(shè)計(jì)”類課程的教學(xué)中，以系統(tǒng)化、邏輯化的計(jì)算思維方式去思考問題和解決問題，著重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，最大限度地利用有限的時(shí)間強(qiáng)化學(xué)生如何進(jìn)行工程化、系統(tǒng)化程序設(shè)計(jì)的觀念和能力，而不是過于局限于機(jī)械的語言本身，讓學(xué)生成為被動(dòng)的語法背誦者。事實(shí)上，語言特性及語法規(guī)則可以很快從相關(guān)資料中獲取，而面對實(shí)際問題能快速地找出解決的方法才是一個(gè)開發(fā)人員能力的體現(xiàn)。

二、做為高中教師怎樣在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。我有幾點(diǎn)建議

（一）計(jì)算機(jī)上機(jī)程序設(shè)計(jì)應(yīng)該保證實(shí)驗(yàn)流程完善化。應(yīng)該要求每一個(gè)學(xué)生對于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，嚴(yán)格的要按照“課前全面的預(yù)習(xí)一實(shí)驗(yàn)時(shí)問題的分析一程序算法的設(shè)計(jì)一程序的相關(guān)編寫一最終的課程調(diào)試”的順序進(jìn)行，切實(shí)的讓學(xué)生們養(yǎng)成一個(gè)良好的學(xué)習(xí)以及思維的習(xí)慣，逐步的進(jìn)行訓(xùn)練、慢慢的提高學(xué)生分析問題以及解決相關(guān)問題的能力。

（二）教師在進(jìn)行相關(guān)的答疑以及指導(dǎo)應(yīng)該采用以引導(dǎo)為主。在教學(xué)以及上機(jī)實(shí)踐的過程當(dāng)中如果學(xué)生有一些疑問時(shí)，教師不應(yīng)該直接的指出學(xué)生存在的一些問題，而是應(yīng)該用一些技巧性提問的方式逐步的引導(dǎo)學(xué)生找到自己的問題所在。

（三）教師應(yīng)該使學(xué)生要學(xué)的相關(guān)問題有趣化。學(xué)生學(xué)習(xí)一些常規(guī)的以及一些一成不變的問題時(shí)往往很難激起學(xué)生對于問題的學(xué)習(xí)興趣，如果教師能將所教授的問題趣味性提高這就在很大的程度上能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（四）教師在教學(xué)的過程中應(yīng)注重相關(guān)的程序算法的簡化以及優(yōu)化。我們在教學(xué)的過程當(dāng)中不能只提倡程序算法的多樣化，還要逐步的對學(xué)生進(jìn)行算法簡化以及優(yōu)化的研究，最終是學(xué)生逐步的掌握程序的簡化和優(yōu)化的能力。

（五）教師在教學(xué)的過程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)奶岢绦蛩惴ǖ亩鄻踊Ｎ覀冮_計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程主要目的就是實(shí)現(xiàn)對于學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，如果學(xué)生全部的依照老師的相關(guān)的邏輯習(xí)慣進(jìn)行程序的問題分析，那么這就是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的失敗。所以，我們應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)習(xí)我們教師分析問題以及解決問題的同時(shí)，適當(dāng)?shù)奶岢嚓P(guān)算法的多樣性，逐步的培養(yǎng)和激勵(lì)學(xué)生潛在的創(chuàng)新意識和培養(yǎng)學(xué)生的問題求解的能力。

教師如何將計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中的將語言內(nèi)部的分散語法結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，充分的利用好的相關(guān)的案例，逐漸的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維能力，仍是值得我們大家摸索的問題。