教学中程序设计思维训练探究

钱小芳

（江苏省丹阳市第六中学电教处，江苏 丹阳 212300）

一、引言

程序设计是学生进行软件开发必备的专业基础。先前，教学的载体主要依附于章节的内容，重视基本数据结构和算法的讲授、程序设计三种基本结构的训练，学生获取了一个良好地基础后，就能可持续的发展，进行更深入的学习。

随着学校计算机课程的扩展，依附于章节的内容的教学模式，对于四星级高中学生来说，显得非常难学，因而，必须探索出一套既符合教学规律，又能激发学生兴趣，即探索方便好学的现代教学模式，显得十分重要。根据多年的教学经历，文中探索了一种用“思维”贯穿整个教学过程的模式：教师以讲授程序设计思想为主线，对学生进行思维训练为主导、将各章节的内容有机地贯穿起来，方便学生的学习。

二、思维贯穿

1.思维性初探

程序设计是利用已有的软件包，进行应用开发。使用者必须依据具体的应用和依附的具体平台来设计计算方法，这个设计的过程中充满了计算思维，因而程序设计的关键转变为对问题的理解能力、对问题的描述能力、对问题的具体流程控制能力。对问题的理解主要是抽象、分析及等效转换；对问题的描述主要是进一步转换、递推、约减、细化；常用的描述工具有用流程图描述问题、用伪代码描述问题、用程序代码描述，程序的控制主要体现在具体的设计流程中路径的走向。［1］

2.思维贯穿

思维的形式多样化，应该支持发散、反思、推理思维。

第一种，横向思维

主要用于理解算法的描述方式。算法的描述方式很多，比如，从1加到100的和的算法描述可以表示为“1+2+3+……100”数学表达形式，也可以表达成伪代码形式，也可以表达成图的形式，也可以把表达式分解为程序的形式。

为了更好地说明程序设计思想，我们强调的是“思维性”，在程序设计过程中我们要动脑筋，我们把开动脑筋的过程，进行反向分析，针对一题多解问题，探索了几种形式思维：横向思维、转换思维、纵向思维。

三、程序设计

（1）横向思维

对于同一问题，我们可以从语法角度去解题，也可以从语义角度去解题。

语法角度利用do while;while;for求1～100内的元素的和；语义的角度利用数组的首地址、一维指针、二维指针对一个二维数组的所有元素进行遍历。

（2）转换思维

代码内转换能力是一种形式；算法各种形式的转换；将for转换成while循环，if与switch的功能转换，甚至if加goto与循环的等效；在迭代过程中初始值换掉、循环次数边界问题理解；将相同算法思想，表达成图、伪代码、代码，及这三者之间的转换。［2］

（3）纵向思维

基于不同的知识点对同一问题给出解答；基于认知规律的递进性思维，对于问题的原子型解答、改进型解答、完美型解答。这样得到的算法可以比先前的算法更优化、更综合、更有突破性；对于输出40行斐波拉契数列，原子型的解答（f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3），改进型的解答每个八个换行，输出效果好，联系具体输出设备的局限，基于数组的解答，并且将其与小兔子的繁衍联系在一起，以月份的形式输出。［3］最后这种叫完美型或应用型。对于菱形图形的输出，可以用穷举法，显然局限最多，可以用上三角、下三角，空格、星号、回车三句来描述，也可以不分上下三角、基于绝对值来进行统一表达；甚至还可以用二维数组的两次赋值来互补进行菱形图案的输出。从不同的角度，进行问题解答。

四、结论

总之，利用各种方式、开动动脑筋是程序设计的思维训练的法宝。在培养学生基本能力的时候，是够用化地教授学生最基本的知识、技能，还是系统化教授最基本知识、技能，其实都是一个问题的两个方面，够用化强调传授知识的同时，要发展学生的能力，因知而费能，系统化看上去偏向研究能力，很深奥，高中学生可能达不到。

［1］刘晓玫等.关于数学推理问题的几点思考［J］.数学教育学报，2002，11（2）：54-56.

［2］Grant Wiggins&Jay McTighe.Understanding by design［M］.ASCD,1998：5-20.

［3］J Sternberg.The Nature of Mathematical Reasoning［J］.National Council of Teachers of Mathematics,1999(1)：37-44.