论程序设计课培养学生高阶思维能力

夏华芹

（江苏省丹阳市实验学校 丹阳市 212300）

一、对高阶思维的认识

美国教育家布卢姆将思维过程化为六个教学目标，记忆、理解、应用、分析、综合、评价和创造，其中记忆、理解、应用是低阶思维，主要用于学习事实性知识或完成简单任务的能力；分析、综合、评价和创造为高阶思维，是较高认知水平层次上的心智活动或认知能力。高阶思维是高阶能力的核心，主要指创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力。

二、如何在程序设计课堂搭建平台，发展学生高阶思维

程序设计语言不同于学生以往所接触的人类自然语言和数学公式等，它有很强的抽象和逻辑性，是理论与实际紧密结合的课程。所以程序设计语言课对培养学生思维有一定的作用。教学中有意识地启发、鼓励学生自主地探索和实践，将极大地发挥学生潜能。

程序设计课堂教学由“难题和疑问”或“一些困惑、混淆或怀疑”引发的学生的思维火花，也引发了高阶思维。高阶思维的发生就是反思——问题生成——探究、批判——解决问题的过程，可见问题是开启高阶思维的最大动力。所以坚持把问题作为思维主线。每堂课以问题开始，按问题展开，以问题终结，把问题作为思维主线，用问题来激发高阶思维。教学问题主要有两类，一类是课上生成的问题（往往具有不确定性），另一类是教师课前预设的问题，具有可掌控性。那么教师预设出什么样的问题才能够牵引学生的高阶思维呢，这类问题往往具有以下三个特点：第一，问题要具有“挑战性”，也就是说“要能抓人”，对于直白或索然无味的问题，即学生可以用“是”或“不是”就可以回答的问题，学生会不屑一顾；难度过大的问题会使学生无处下手，从而放弃尝试思考。第二，问题要有“开放性”。没有现成答案的问题对学生更具有吸引性，更具有挑战性，学生的思维不易受到限制，其思考的过程才更能锻炼学生的高阶思维。第三，问题要有“层次性”，要为学生提供适当的台阶。“高立意，小步问”，这样有利于学生找到思考问题的切入点和思维的连续性，这样的问题对学生吸引性极强。层层递进，步步深入，使学生在分析问题、解决问题的过程中训练了自已的高阶思维。

程序设计课堂中教师也要有意识地引导学生从多视角进行编程思考，会使高阶思维能力得到跳跃式发展。程序设计课语言内容多、语法规则繁杂、使用灵活。程序设计传统的教学模式是：以语言的语句体系、语法规范为脉络展开教学，只注重表层知识的灌输，而忽视学生知识的内化过程。学生常会感到枯燥乏味，学习积极性不高，学完之后编程能力和分析、解决实际问题的能力仍然较差。解决这一问题，只有转变教学内容，以讲授解决问题的方法和思路为主，使学生一开始就产生学习的好奇心，认识到编写程序是一项极具挑战性和创造性的劳动。可以将抽象的概念形象化，并引入若干简单有趣、学生又较熟悉的问题作为例子。通过实例使学生了解高级语言编程能解决什么样的问题，然后再深入浅出地介绍一些重要的抽象概念。另外在教学中可以补充讲解“程序设计的思想”、“如何提高编程能力”等方面的内容，解决学生在程序设计过程中所遇到的方法、思路上的障碍。例如，在学生开始编写第一个程序之前，首先可以向学生介绍什么是良好的编码习惯，编写代码在形式上应该注意什么哪些问题，确保程序的可读性；在学习了函数之后，可以介绍一些程序设计中“模块化”思想的应用。这些知识将有助于学生编写高质量的程序。

注重算法设计的指导，能更加激活学生的高阶思维。计算机程序在结构上有一定的稳定性和不变性，但程序的特征更明显地表现为程序算法上的灵活性。有效的利用思维特征，使学生对程序设计语言有全面、深入的了解，可从以下两方面进行尝试：（1）利用思维定势的积极作用，使学生掌握程序的基本流程和结构。思维定势的积极作用是指人们一旦形成某种思维定势后，在条件不变时，就能迅速地感知对象，产生联想。在遇到同类问题时，人们会用某种固定的思维模式去分析和解决问题。遇到新问题时，人们就会想起已经学过的知识，利用已有的方法、经验来解决新问题。可通过实例让学生明白：程序一般都分若干模块，模块通过函数实现；一个程序可分为多个文件，文件之间可以相互访问的。学生在编写程序解决问题时，就容易设计出程序的框架结构。（2）打破思维定势的局限，激发学生从多角度考虑问题。引导学生理解程序设计语言的特征，让学生明白自然语言和计算机语言的差异。算法在程序设计中占了核心的位置，在讲解程序实例时应把重点放在对算法的分析和设计上，让学生体验使用简洁的数学模型和算法实现所带来的好处，并积极鼓励他们大胆地对传统算法进行改造。这对学生的开拓精神和发散思维能力的培养是十分有效的。让学生理解程序设计语言作为一种工具，必须不断追求更好的使用效果，而不能仅以解决当前问题为目标。

［1］文笪.王帅.国外高阶思维及其教学方式.上海教育科研，2011.09.

［2］沈之菲.提升学生创新素养的高阶思维教学.上海教育科研，2011.09.