程序设计中学生思维能力的培养

关丽丽

【摘 要】程序设计是职业中专学校计算机专业的一门核心课程，它对于培养学生良好的逻辑思维和严谨的程序设计能力有着重要的意义。

【关键词】程序设计 思维 培养

计算机教学的程序设计不仅生动、有趣、操作性强，关键的是在设计中能培养学生的思维品质，训练学生，使其思维的广度和深度逐渐加强。计算机的许多概念、知识都很抽象，对这些知识和概念的理解、思考和内化，就是对抽象事物的“反刍”过程，对学生的思维方式、思维的过程、思维的张力将产生潜移默化的影响。

一、程序设计有利于学生抽象思维的发展

在现实中，人们总是从认识个别事物开始，到事物的一般性质。在这个过程中，归纳推理的思维方式起着非常积极的作用。要解决程序设计问题，首先要考虑适当的算法，算法需借助符号和概念进行推导和论证，要靠编程来实现。

在編程过程中，通过对问题的分析、推理、归纳出一般性的规律，然后再用计算机语言描述出来，这是一个高度抽象复杂的过程。在程序设计中，学生头脑的大量假设、猜测、推理、归纳等思维方法综合采用。比如：在循环结构的程序设计中，我们往往从问题的最简单的情况人手，直至归纳出解题的途径，选出最佳的方法，总结出抽象的规律，最后编程解决问题。

一般来说，这是一个反复的过程，经过不断的训练，学生的抽象思维能力得到了很大的锻炼。实践证明，通过程序设计教学，学生的抽象能力、分析、解决问题的能力有了很大的提高。

二、程序设计有利于学生创造性思维的培养

人们在创造活动中或在需要创造性解决问题的情境中表现出来的有创见性的思维，称作创造性思维。它能够提供新颖独创而又有价值的思维成果。

在程序设计中，大量摒弃了以往数学教学中的思维定式，比如：A=A+1，这一算式在数学教学中是无法成立的，但在大量的累加程序和赋值语句中得以采用。经常使用穷举策略、分层分治策略及优化组合策略，都打破了以往的教学常规，以一种崭新的思维方式和极富创造性的手段，大大激发了学生的创造欲和成就感。

创造性思维的具体过程，一般包括准备、酝酿、顿悟和验证四个阶段。程序设计教学正是这四个阶段的最有力的展现。要设计成一个正确的程序，一般要经过以下几个过程：设想——框图——程序——调试——修改——成功。程序写下来，要经过上机调试，发现运行错误或运行结果不够满意，再修改，再调试，如此反复，直至达到预期效果。这是一个艰难的思维过程。有时一个程序看似简单，但调试起来往往要费不少功夫，解题中那种茅塞顿开的感悟，常会使学生鼓掌、欢腾、跳跃，一种成就感油然而生，大大激发了学生的求知欲望。学生的创造性会得到淋漓尽致的发挥，他们的思维能力往往会得到跳跃式的拓展和提高。

三、程序设计有利于学生思维品质的优化

计算机是一门操作性很强的学科，学生上机通过手、眼、心、脑并用而形成的强烈专注，会使大脑皮层产生高度的兴奋，将所学知识高效内化。学生通过上机体会各种指令的功夫、分析程序运行过程及验证运行的功能，都能使学生产生一种成就感，在激昂的情绪氛围中，容易塑造敢于进取的心理素质，增强独立探索的自学能力，激发好学精神。

程序设计所采用的模块化的思维方式，善于把一个复杂的问题分解成若干个简单的问题来逐个解决，然后对各部分进行编程，得出几个相对独立的程序段，再由这些程序段组成一个完整的程序。

通过训练，学生不仅形成了良好的结构思维品质，增强了学生处理实际问题的能力。而且，由于计算机运行高度自动化和程序化，因此，在编程操作中，学生一丝不苟、思维高度集中，稍有差错，程序运行就会出错或停止，这个反复调试的过程，实际上就是锻炼思维、锻炼意志、技能的形成过程。因此，程序教学能培养意识、开发心智、深化思维、增强毅力、增进技能，对促进学生思维的优化起到积极的促进作用。

四、程序设计有利于学生思维空间的拓展

编程是无止境的。无论那种计算语言，都以其丰富的内涵给学生提供了广博的思维空间。学生都能够各现其能，在程序设计教学中，我们注重学以致用，培养学生分析和解决实际问题的能力。而由此产生迁移的衍生作用，对辅助其他学科的学习能起到良好的推动作用。如让学生用FOXBASE、QBASIC等统计考试成绩，排名次，编程解决一些有趣的数学、推理和图形问题，并积极引导学生的发散思维：我们的程序是不是最优、是不是简洁、是不是规范、算法是不是得当？由此训练他们精益求精、严谨治学的态度。

五、程序设计应关注问题解决的过程及方法

在教学中，教师应把握好每一次引导学生读程序或程序设计练习的机会，引导学生始终围绕计算机处理信息的基本过程“输入信息——处理信息——输出信息”，其中关键是“处理信息”，“处理信息”往往涉及把实际问题转换成如何用数学式子或模型解决的问题。

读程序时要从中区分哪些是“输入信息”部分，哪些是“处理信息”部分，哪些是“输出信息”部分，分析程序的运行结果关键是分析程序的“处理信息”部分。经过多次这样的提示训练学生读程序就有了方向，并知道应精读哪些部分，同时程序读多了，编程能力也相应提高。

例如：程序设计练习题为：“输入100个同学的身高，输出最高的学生的身高和最矮的学生的身高”，可这样引导学生分析问题：100个同学的身高若是随机录入的，输入到100个后应不再输入；题目转化的数学问题应是比较数的大小。“输入信息”部分应是随机录入100个同学的身高，“处理信息”部分应是重复比较两个数的大小，始终记录好最大、最小的两个数，可用循环结构；“输出信息”部分是输出最大值与最小值。这样，经常进行这样的引导分析，学生应用程序解决问题的能力自然就会得到提高。

当然，在程序设计教学中要培养学生的计算思维能力，关键在课堂教师有意识的引导。

【参考文献】

[1]李陶深.计算机程序设计类课程整合研究[J].广西大学学报；2008，（02）.

[2]黄煜.程序设计语言课程教学方法探讨[J].山西农业大学学报；2006，（01）.