拓展編程提升學生邏輯思維

孫奕

摘要：拓展對編程的學習，不僅可以讓學生們掌握編程知識，為信息化的學習打下良好基礎;更是培養了學生的邏輯思維能力。初中階段是學生思維能力發展的重要階段，學生通過對編程的學習，可以鍛煉抽象邏輯思維和批判性思維。

關鍵詞：編程;思維能力;邏輯思維

中圖分類號：A ?文獻標識碼：A ?文章編號：（2021）-11-295

1 初中生的思維能力

1.1 ?初中生的思維特點

從思維形式上看，從小學時期的“具體形象思維”占主導地位，發展到“抽象邏輯思維”占主導地位。初中生已能理解一般的抽象概念，并進行運用假設的邏輯推導，能對許多現象進行概括和抽象。但是初中生的邏輯思維在很大程度上還屬于經驗型，又常常帶有主觀片面和膚淺的特點。因此我們需要在編程的教學上遵循思維發展的規律，利用編程來鍛煉學生的抽象邏輯思維和批判性思維，提高學生思維的敏捷性、靈活性、深刻性。

1.2 ?初中生的思維現狀

個體差距大，思維能力發展水平不平均。一個班級中存在思維能力發展水平較高、推理、想象與解決問題的能力較強的優等生，同時存在思維能力處于中下發展水平的學生，雖然從年齡和生理上看，他們處于統一發展時期，但是他們的思維能力確實有很大差距的。因此，我們在教學編程的時候，不能忽視大部分同學的學習能力。因此不能直接講授編程代碼，而要先去培養學生的編程思維。通過編程思維的訓練來促進學生對編程的興趣，從而達到教學的目的。

2 學習編程

2.1 ?編程的概念

計算機編程的過程就是將人的想法、思維過程轉換成計算機要執行的動作。而要實現這一過程，我們就需要編程語言的幫助。編程語言能在程序員和計算機之間架起溝通的橋梁，將我們易于理解的話語翻譯成計算機可以讀懂的數字語言二進制。編碼就是把獲得的信息轉換成其他形式的過程。而解碼正好相反，解碼是收集代碼信息，將其轉換成簡明易懂的語言文字。

2.2 ?編程思維的概念

“編程思維”并不是編寫程序的技巧，而是一種高效解決問題的思維方式。“編程思維”就是“理解問題——找出路徑”的思維過程，它由分解—識別模式—抽象—算法四個步驟組成：

編程思維的四個步驟：

1）分解：把一個復雜的大問題，拆解成更可執行、更好理解的小步驟。

2）模式識別：找出相似模式，高效解決細分問題。

3）抽象：聚焦最重要的信息，忽視無用細節。

4）算法：設計一步一步的解決路徑，解決整個問題。

3 教學設計

3.1 創設趣味游戲，實現編程熱身

初中生開始時可能沒有接觸過編程，對于編程是好奇的，但是如果一開始就教授理論的概念和復雜的代碼，那么學生對編程就沒有學習的欲望了。學習編程思維，并不意味著你必須具備多種特殊的技能，而擁有解決問題的欲望。

需要讓學生明白他們其實一直在解決問題，只是自己沒有意識到而已。在完成腦筋急轉彎、字謎以及其他任何激發人思考的游戲的時候就是在解決問題。我們可以用幾個游戲來進行編程思維學習的熱身。

例如：老師可以讓學生們解邏輯謎題“三兄弟”——“假設你認識長相一模一樣的三胞胎，約翰、詹姆斯和威廉。約翰和詹姆斯總是說謊，威廉總說真話。不久前，你借給約翰一大筆錢，他至今沒有還給你。有一天，你正在街上走著，碰到了三兄弟中的一人。假若此人是約翰，你自然迫切希望能當面跟他談談還錢的事兒。但問題在于你無法辨認此人是約翰、詹姆斯還是威廉。如果只讓你問他一個問題來確認此人是不是約翰，你會問什么問題呢？”

這是一種同時調動左、右腦的邏輯謎題。他可以讓學生們在解題的過程中發掘編程過程中的樂趣和思路解答邏輯。這為學生后續學習編程奠定良好的基礎。

3.2 巧用流程圖，呈現編程過程

編程最重要的并不是進行代碼的編寫階段，而是學習編程思維來完成程序的流程設計。編程思維就要求學生離開電腦屏幕，運用其他工具來呈現程序的流程，并與他人進行分享。

老師可以舉一個“命令機器人清理房間”的例子。我們首先給整潔的房間下個定義，然后才能確定清理房間的步驟。做到以下三件事就算是清潔成功：

1.整理好床鋪。

2.把臟衣服放進洗衣籃里。

3.把所有東西都收起來，放進櫥柜里。

假設我們自己不清理房間，而是讓機器人來做。我們需要給機器人輸入指令，讓機器人理解我們的命令，這個過程是編程的過程，但最終要的是我們下達的指令具體是什么。我們現在可以借助流程圖來實現我們的編程設計。

如圖所示，用程序流程圖可以讓機器人清楚明白我們下達的指令，如果單單是利用語言，那會非常麻煩。我們需要讓同學們在編程之前，養成一種編程思維，即用程序流程圖清楚表達解決問題的思路。

這一套明確的整理床鋪的指令就叫算法。算法其實就是為了完成某項特定的任務而要按照既定順序執行的一系列明確的指令。

在編程程序前，完成程序流程圖設計，可以使我們的編程思路更加清楚。

結語

初中階段對學生進行編程思維能力的培養，不僅為之后進行編程學習打下良好的基礎，而且可以使學生的邏輯思維得到發展，以至于在其他的科目中也能得到顯著的進步。為了順利地將思維能力培養貫穿于初中教學中，教師可以結合編程教材和教學目標，通過創設教學游戲情境，程序流程圖教學和代碼編寫，培養和提升學生的抽象思維、發散思維和分析思維等綜合思維能力，確保初中生的編程學習效果不斷提升。

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