以計算思維為導向的《Java程序設(shè)計》課程教學改革

項中華

摘要：闡述計算思維的重要性，分析目前高職學生和教師在Java課程中存在的問題，并介紹結(jié)合計算思維解決上述問題擬采取的措施。

關(guān)鍵詞：計算思維;Java程序設(shè)計;教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）29-0180-02

1概述

2006年3月，卡內(nèi)基·梅隆大學的周以真教授在《communi-cations of the ACM》上，首次提出了計算思維的概念。計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維是由人和機器執(zhí)行，受限于計算過程中的能力。目前，計算思維是計算機界普遍關(guān)注的重要概念，也是當前中小學及高校計算機教育重點研究的課題之一。

2課程特點

Java是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，其教學內(nèi)容可以分成面向過程的程序設(shè)計和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計兩個部分。

面向過程的部分類似于C語言主要介紹語言的語法規(guī)則，內(nèi)容包括變量的基本類型、運算符、程序邏輯結(jié)構(gòu)控制等，使學生在C語言基礎(chǔ)上，進一步掌握有關(guān)編程方法理論。強調(diào)基于計算機的基礎(chǔ)概念，以解決數(shù)學問題為主，需要掌握和應用各種常用算法。

面向?qū)ο蟛糠种饕獌?nèi)容為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，具體包括類和繼承，以及接口和多態(tài)等，不僅僅是面向?qū)ο蟪绦蛘Z法，更需要以計算思維將現(xiàn)實業(yè)務邏輯抽象表達，更注重培養(yǎng)抽象思維能力。

可見，Java程序設(shè)計這門課不僅僅是簡單的學習與應用語法規(guī)則，更是要注重計算思維的訓練，以及基于該思維的分析問題、解決問題能力。

3教學中存在的問題

3.1學生方面

（1）高職學生高考入學成績普遍較低，尤其是數(shù)學與英語，學生基礎(chǔ)知識薄弱，邏輯思維能力不強，對英文存在恐懼心理。

（2）學生學習目的不明確，自主能動性不強，尤其缺乏自我能力，極易受到外界環(huán)境的影響。

（3）因為課程開設(shè)在大一第二學期，作為大一新生，學生對大學生活還未完全適應，直接導致了學習效果不佳，部分學生經(jīng)過第一學期的c語言課程，對程序設(shè)計產(chǎn)生畏懼甚至厭學心理。

3.2教師方面

（1）教師基本按照教材章節(jié)安排教學，過于強調(diào)知識的講授和整體性，忽視了對學生思維方式培養(yǎng)，無法將重點知識內(nèi)容教學展示給學生。

（2）過于強調(diào)語法和編程規(guī)則，在講課過程中往往沒有留給學生足夠時間去思考和消化，忽略算法的設(shè)計過程，只是照搬經(jīng)典算法，過于注重語法知識，勢必會阻礙學生計算思維的培養(yǎng)，造成學生知識片面化，無法完整的理解知識結(jié)構(gòu)，無法將知識應用于實際。

（3）教學方式基本采用單一的灌輸式教學，任課老師側(cè)重教，而學生只管學，缺乏對學生思維的引導，沒有將計算思維與課堂教學環(huán)節(jié)相結(jié)合，學生也很難由被動學習轉(zhuǎn)換為主動學習。

（4）教學組織沒有兼顧學生個體差異，缺乏層次遞增的教學設(shè)計，往往導致基礎(chǔ)好的學生沒吃飽，基礎(chǔ)差的學生沒吃到。

4擬采取的措施

（1）調(diào)整課程內(nèi)容，以基本語法和面向?qū)ο缶幊虨橹鳎釛壘W(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)知識，著重對學生計算思維方面的培養(yǎng)。

（2）以算法設(shè)計為教學重點，擯棄以前以語法為教學重點的教學方法。從自然語言描述問題開始，引導學生從多方面積極思考，形成求解思路，激活學生的創(chuàng)新思維，最后編寫符合語法規(guī)則的程序代碼。

（3）改變學生的思維習慣，以計算機為主體去思考問題。學生遇到問題時，往往沒有考慮計算機的約束與局限，而是慣性思維，導致算法錯誤。應使學生了解計算機程序的執(zhí)行順序，學會監(jiān)控和調(diào)試程序，培養(yǎng)他們利用計算思維解決問題的能力。

（4）積極引導學生學習經(jīng)典算法解決問題。培養(yǎng)學生對經(jīng)典算法的應用能力，從模仿開始，在程序設(shè)計中，學習分析解決問題的方法和步驟，逐步培養(yǎng)學生自己解決抽象問題的能力，主動用計算思維去解決問題，舉一反三，融會貫通。

（5）設(shè)計由淺入深，層層遞進的教學案例。從簡單的問題人手，打消學生的畏難情緒，然后由淺人深，由簡單到復雜，逐步地優(yōu)化算法，使學生易于接受。

（6）設(shè)計趣味性、綜合性的教學案例。采用分而治之的計算思維，逐步細化分解到各個單元，將計算思維的訓練貫穿其中，在學生自主實踐中，認識和掌握解決問題的思維方式，教會學生如何學習和思考。

5結(jié)束語

計算思維在Java程序設(shè)計中起著很重要的作用。在教學中不能僅滿足于學生學會編程技巧，更要注重培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力以及自學能力，還要教給學生歸納總結(jié)、舉一反三的學習方法，要采用慢慢引入、循序漸進的方式把這種思維滲透到各個知識點。培養(yǎng)學生在編程中使用計算思維，是教師的責任，當然，它是一個需要在教學中長期探索，不斷實踐。

有意識地將計算思維培養(yǎng)融入課程中，不僅有利于學生提高程序設(shè)計能力，更有利于學生用計算機學科的思維方式來解決現(xiàn)實問題，培養(yǎng)學生的計算思維能力和解決實際問題的能力，讓每個學生將計算思維滲透到生活之中，利用計算思維去解決問題，更好地適應未來的生活。激發(fā)他們對計算機學科的興趣，有利于提高學生學習的積極性，改善學生的自主學習能力和學習效果。