计算思维引入程序设计课程教学的探索

摘 要：在计算机课程中，程序设计课程实践性比较强，教师在程序设计的课程教学中，将计算思维引入其中，既能够培养学生解决和分析问题的能力，又能够将学生的信息素养得以有效地提升，教学的效果也会得到很大地提高。

关键词：计算思维；程序设计；课程教学；探索

最近几年，计算机已经在各个领域被广泛地应用和普及，特别在各大高等院校，有效应用计算机，对于学生的学习及发展都有至关重要的作用，同时，还能够将学生信息素质得以有效地提升[ 1 ]。

一、提升上机实验教学的地位

在计算机课程中，程序设计课程实践性比较强。从当前来看，很多高等院校对于实验教学没有重视起来，重视的只是理论教学，将实验教学看成是程序设计课程中一个辅助环节。传统的教学策略提倡，先对程序进行讲解，然后，再上机进行实验操作。这并不能将学生计算的思维能力进行提升，只能将学生对程序感性的认识得以增加[ 2 ]。学生在机算机上，循规蹈矩地对已经设计好的程序进行验证，没有真正起到实验教学的作用。上機实验教学的宗旨，对于程序设计课程的教学而言，是一个主题，是學生在计算思维中实践的关键，能够对学生进行有效地培养。

教师在程序设计的教学过程中，应该将实验的课时增加，适当地将理论的课时减少，从而将上机实验教学的地位得以提升。同时，也是培养学生计算思维能力的过程。教师在程序设计的课程教学中，将计算思维进行引入，不但能够培养学生解决和分析问题的能力，还能够将学生的信息素养得以有效地提升，从而提升程序设计课程教学的效果。

二、培养学生程序设计的能力

编程能力在程序设计的课程中，是计算技能与思维的综合体现。上机进行实践，在程序设计中让学生动脑和动手的过程，所以，对于学生必须要进行理性思维与实践相结合，对于实践的环节必须要强化[ 3 ]。对于题目中的问题，教师应该让学生通过上机编写程序的方式，将问题进行解决。这样才能够使学生灵活性和综合性地对知识的运用，得以有效地体现。教师应该将学生学习的兴趣激发起来，才能够将学生的程序设计能力得以有效地提升。提升学生的实际操作能力，才是训练学生的最终目的。

三、培养学生分治策略的能力

在编程问题上，学生感到比较复杂，也感到困难比较大。教师应该引导和帮助学生，正确运用分治的策略，来将复杂问题简单化。在我们的工作及日常生活中，分治策略都是解决问题的一个有效的方法。分治策略对于计算思维而言，具有普遍使用的思维方法，学生在编程问题上，如果遇到既复杂规模又大的问题，应该利用分治策略，运用掌握的规模小、简单的求解方法对问题进行解决。例如，函数的章节，利用实验教学，将一个比较复杂而抽象的问题提出来，然后，引导和帮助学生分成几个有联系的小问题，利用递归的方式，将这些问题进行求解，再将原问题的解，利用合并子问题的方法得到。

四、打破思维定局，启发学生的思考

时代在飞速地发展，只靠知识已经跟不上时代了，我们不但要拥有知识，还要会运用，对于问题，既要发现，又要解决[ 4 ]。在进行实验的教学中，教师应该重视培养学生的思维能力，让学生在实验的教学中，不但会发现问题，还能够自己解决问题；教师还应该在教学中，启发学自己提出问题，解决问题。例如，S=1+2+3…+n，学生掌握以后，在这个基础上，教师应该引导学生将等比数列和等差数列及类似的数列问题，通过适当变化进行解决。

五、提倡题解多样化，培养创新思维

在程序设计的课程中，解决问题的思路和算法思想的掌握，是更为重点的。关键就是学生能够利用计算机进行编程，将计算的思维得以有效地形成。计算思维是有限的既定步骤组成的，是解决问题过程的思维，并可以将特定的问题进行解决。确定和发现问题以及求解问题，都在计算思维的范围之内。在传统的实验教学中，都是比较重视结果，而轻视了形成结果的过程，对于解决问题的过程没有重视，对于训练及培养学生的思维方式忽略了。

教师在实验教学中，应该培养学生计算思维和探索精神，以及解决问题和创新能力。对于同一种问题，鼓励学生开通思维，寻找多种解决问题的方法。对于程序，让学生互相交换阅读，交换改写，将学生多样化的计算思维方式进行培养。组织学生对创新型的方法及思想进行研究和讨论。教师在对实际的问题进行情境的创设时，也要尽可能采用一题多解。例如，对于switch及if 语句，在进行实验的教学时，可以将托送的行李，根据重量，按里程进行计费，将这样一个问题情境创设出来，每一个学生学习的方法不同，思维的方式也不一样，这样，每一个学生所编出的程序结构也是不一样的。对于每一个学生所编的各种结构的程序，让学生们进行研究和讨论，教师对于学生研究和讨论的结果进行总结，给每个学生以不同的评价。

六、总结

综上所述，在程序设计的课程中，将实验教学的课时进行增加，理论课时适当地减少，能够将实验教学的地位得以有效地提升，教师在程序设计的课程教学中，将计算思维引入其中，既能够培养学生解决和分析问题的能力，又能够将学生的信息素养得以有效地提升，教学的效果也会得到很大地提高。

参考文献：

[1] 许丽娟，黄冬梅，王爱继.以计算思维为导向的非计算机专业程序设计课程创新教学[J].计算机教育，2015，（12）：31-34.

[2] 吴蕾，钦明皖，杨勇.基于计算思维能力培养的程序设计基础课程教学新模式[J].计算机教育，2015，（07）：1-3.

[3] 姚天昉.在程序设计课程中引入“计算思维”的实践[J].中国大学教学，2012，（02）：61-62+76.

[4] 刘光蓉.以计算思维能力培养为导向的C程序设计实验教学[J].实验技术与管理，2013，（01）：154-156+191.

[5] 彭慧玲.在计算思维模式下《算法与程序设计》教学实践[D].四川师范大学，2013.

作者简介：

刘雯（1979-），女，汉族，辽宁铁岭人，本科，讲师，计算机科学与技术专业。