计算思维指导下的高中算法设计教学与实践

俞灵杰

摘要：随着素质教育的不断发展进步，在高中教育阶段不仅仅注重学生自身基础知识的掌握和夯实，更应是应当从学生未来发展的角度出发，促进学生综合素养的不断提升。本文从计算机思维对于学生的帮助的角度出发，结合笔者的教学实践，对于计算机思维指导下的高中算法设计教学做出了一些探索实践。

关键词：计算机思维;算法与程序设计;教学实践

著名前微软董事长兼CEO比尔盖茨曾经说过：“编程可以帮助拓展你的思维，养成良好的思维方式，并且帮助你思考。这种思维方式是适用于所有领域的思维方式。”比尔盖茨所说的思维方式就是计算机思维，计算机思维不仅仅可以锻炼学生的逻辑思维、批判思维能力，更是可以让学生在日常解决问题的过程中养成严谨的思维方式，并且将这种思维方式融入到其他学科的学习过程中，帮助学生提升学习效率和学习质量。

1 计算机思维对于学生的教育意义

1.1 促进创新，拓展思维方式

计算机思维顾名思义就是通过学生熟练运用计算机这一工具机型解决问题的思维方式，在高中阶段利用计算机解决问题不仅仅是通过简单的网络搜索进行资料查询，更是需要通过编程、程序设计等方式进行，程序设计不仅仅要求学生具备较强的计算机素养，还需要学生能够将抽象的问题具象化，进而写入到程序中，帮助学生进行问题的解决。编程实质上就是将思维可视化的过程，教师通过计算机思维的培养能够让学生在编程过程中逐渐的找出自身的思维漏洞，并且不断的补足和完善。其次，计算机思维更是一种创新思维，计算机思维不局限于传统的思维模式，而是需要学生字啊解决问题的过程中进行创造性的问题解决，这不仅拓展了学生解决问题的角度，更是可以驱动学生主动的进行问题的探究解决。

1.2 工程思维，驱动综合提升

程序的设计编程可以说是一个系统的工程，不论是大项目还是学生设计的小游戏，都需要程序各个部门之间严谨的配合和运行才能够保证整个程序的有效运行。因此，计算机思维可以看成是一种工程思维，工程思维的典型特征就是严谨性和逻辑性，这就需要学生在程序设计的过程中能够对于自身作品的逻辑性有充分保证的同时也能够减少整个程序BUG的出现，保证程序的严谨性。另一方面，计算机思维更是一种综合性应用的思维，计算机思维不仅仅锻炼了学生的计算机素养，更是在编程过程中涉及了数学、英语等多学科的知识，这些知识的运用十分有助于学生综合运用知识能力的提升。

2 计算机思维指导下的高中算法设计教学策略

2.1 情景创设，启发计算机思维

高中算法与程序设计课程的案例内容是和学生自身的实际生活息息相关的，因此笔者就会借助学生生活中的实际情景来进行课堂的导入，这样不仅有利于降低学生的知识陌生感，更是可以让学生在熟悉的情境中进行学习，驱动学生的主动性。例如，笔者在“顺序结构”这一知识点教学过程中，就会通过情境来引导学生理解顺序结构：“现在有两个桶，一个桶能够装7升水，另一个桶则能装5升水，怎么利用这两个桶两处6升水？”然后让学生进行程序设计，学生在这一个熟悉的数学问题的情境中进行分析探究，不仅仅能够深刻地理解算法對于程序设计的重要性，更是明白了操作步骤顺序的重要性。

2.2 问题分析，巩固计算机思维

问题分析能力是计算机思维的临沂大重要的内容，教师在进行教学的过程中教师应当积极的引导学生进行问题分析，这样才能够逐步的明确学生解决问题的思路，让学生遵循着分析问题的思路进行问题的解决。例如，笔者在进行“循环结构”这一知识点教学的过程中，笔者就会举出经典的“水仙花数”来让学生进行问题的分析，想要寻找出水仙花数，就必须要将一个整体的进行拆分然后进行重新计算，因此笔者就会让学生自主的进行问题的分析，学生分析之后发现了两个分析方法：“方法一：用循环穷举所有的三位数并且逐步的拆解，然后用水仙花的定义进行判断。方法二，用循环嵌套的思想穷举组成三位数上的每个个位数上的素质，然后根据基本数字生成三位数，最后通过水仙花数的定义进行判断。”这样学生进行问题分析后总结出的方法能够极大的巩固学生计算机思维的养成。

2.3 合作交流，发展计算机思维

合作学习能力是高中阶段学生必不可少的能力之一，教师在进行教学的过程中应当积极的引导学生进行合作交流，这样不仅可以激起学生思维的活跃性，更是可以促进学生差缺补漏，不断完善自身的思维能力。例如，笔者在进行“算法的初步认识”这一知识点的教学过程中，笔者就会通过课堂活动设计来让学生进行讨论：“有四瓶药，每瓶药有一百片，每片药重1g，其中一瓶药受潮导致每片药的重量增加了0.1g，现在如何利用电子层来找出受潮的药。”在设计清净之后笔者会让学生进行讨论交流，先从多次称重的方法来进行引导，最终引导学生通过一次称重就可以找出受潮药片。

3 结语

计算机思维就是学生未来发展的重要思维能力之一，计算机思维的本质就是能够帮助学生逐步的解决问题的本质，在高中算法与设计教学过程中能够明确的将解决问题的思维逻辑通过编程向学生进行展示，因此教师可以在进行教学的过程中逐步渗透计算机思维，促进学生的综合素质的全面提升。

参考文献：

[1] 张春然.基于计算思维的高中算法与程序设计教学初探[J].创新应用实践，2019（04）.

（作者单位：浙江省诸暨市湄池中学）