C++社团活动中培养学生计算思维能力的实践探究

【摘" 要】 计算思维是一种利用计算机科学的基础概念来进行问题求解、系统设计以及理解人类行为的思维活动，它着重培养逻辑思维、抽象思维和算法思维等能力，对提升学生的综合素质和创新能力具有重大意义。文章通过C++社团活动的实践，深入探讨了如何在社团活动中有效地培养学生的计算思维能力。通过设计一系列以计算思维为核心的教学活动，并结合C++编程语言的特点，展示了如何在实践中增强学生的逻辑思维、抽象思维以及问题解决能力。研究结果表明，参与C++社团活动的学生不仅能够掌握C++编程技能，而且能在实践中加深对计算思维的理解和应用。

【关键词】 C++社团活动；计算思维；逻辑思维；抽象思维

在信息技术高速发展的今天，计算思维已经成为现代社会中必不可少的基本素质之一。计算思维作为计算机科学中的核心思想，强调以抽象、自动化、分解和递归的方式求解。学习C++这门功能强大的编程语言既是语言技能的提升也是计算思维能力的训练。C++社团活动是课堂教学的拓展，能给学生带来更多的实践机会，是培养学生计算思维的重要手段。

一、C++社团活动对学生计算思维能力培养的实践价值

（一）丰富与扩展教育资源

在信息时代快速发展的背景下，计算思维能力已成为衡量学生综合素质的重要指标之一。C++社团活动作为校园内培养学生计算思维能力的重要途径，其实践价值尤为显著，主要体现在对教育资源的丰富与扩展上。

首先，C++社团活动为学生提供了多样化的学习资源与平台。传统课堂教学受限于时间、空间及教学内容，难以满足学生个性化、多样化的学习需求。而C++社团活动则突破了这些限制，通过举办专题讲座、编程竞赛、项目实践等多种形式，为学生提供了丰富的学习资源和展示自我的平台。这些活动不仅涵盖了C++语言的基础知识、进阶技巧，还涉及算法设计、数据结构、软件开发等多个领域，使学生在实践中不断学习成长。

其次，C++社团活动促进了教育资源的共享与交流。社团成员来自不同年级、专业及背景，他们的交流与互动为教育资源的共享提供了可能。通过团队合作、经验分享、互助学习等方式，学生可以相互借鉴、取长补短、共同进步。同时，社团还积极邀请校内外专家学者及业界精英来校进行演讲和研讨会，为学生提供与行业接轨及了解行业发展的宝贵机会。这种资源的分享与交流不仅丰富了学生的知识面、开阔了眼界，还激发了学生的学习积极性和探索精神。

最后，C++社团活动推动了教育资源的革新与开发。在社团活动中，学生不再是被动的接受者，而是积极的参与者与创造者，他们可以根据自己的兴趣和想法设计并发展各种项目、应用或工具。这些创新成果不仅展示了学生的天赋和创造力，还为校园内其他同学提供了更多的学习资源与启发。同时，社团还鼓励学生将所学知识运用到解决现实问题中去，并在实践中不断探索与创新，从而推动教育资源的更新与提升。

（二）增强社团活动的开放性，促进计算思维能力发展

C++社团活动以其独特的开放性，在培养学生计算思维能力方面发挥着不可或缺的作用。这种开放性不仅体现在活动内容的广泛与灵活上，还贯穿于活动形式、参与对象及合作方式的多样与包容之中。通过进一步强化这一特性，C++社团活动能够为学生创造一个更为自由、开放和宽容的学习环境，从而助力他们更好地发展计算思维能力。

首先，C++社团活动的开放性体现在内容的广泛与灵活上。社团并不拘泥于固定的教学内容和教材体系，而是从学生兴趣和需求出发，灵活确定活动主题与内容。从基础的C++语法学习到复杂的项目开发、竞赛训练，每一个环节都蕴含着丰富多样的学习形式。这种灵活性和广泛性使得学生能够根据自身兴趣和能力选择适合的学习内容与路径，进而充分发掘潜能和创造力。

其次，C++社团活动的开放性还表现在活动形式的多样与创新上。社团在传承传统课堂讲授与实验练习的同时，积极引入项目式学习、翻转课堂、线上学习等新颖的教学模式和教学手段。这些新方法的运用不仅提高了教学效果和学习效率，还极大地激发了学生的学习兴趣和探索精神。此外，社团还鼓励学生自主组织策划并开展多种形式的活动，如编程竞赛、技术交流会、作品展示会等，为学生提供更多展示自我、锻炼能力的机会。

最后，C++社团活动的开放性还体现在参与方的多样性与包容性上。社团热忱欢迎来自不同年级、专业和背景的同学加入，无论他们是否具备编程基础及相关经历。这种多样性和包容性使得社团成为一个充满活力、创造力的群体，为学生提供了更多的交流与合作机会。在社团里，学生能够结识志趣相投的朋友，学习他人的长处与优势，共同迎接挑战、解决问题，这种协作与互助精神有助于培养他们的团队协作能力和社交能力。

二、C++社团活动中培养学生计算思维能力的实践方法

（一）基础编程训练：构筑计算思维的基石

在C++社团活动中，学生计算思维能力的发展始于基础编程训练。这一环节旨在通过系统学习与练习，使学生初步掌握C++语言中的基本语法、控制结构以及数据类型等核心知识，为后续的深入学习奠定坚实基础。

在具体实践中，基础编程训练可采取多种途径。首先，社团可以定期举办C++语言基础课程，通过课堂讲授、实例演示和实验练习，帮助学生循序渐进地掌握C++语言的核心概念。例如，在解释循环结构时，可以设计如1～100求和等简单计算问题，让学生通过编写程序来练习并理解循环结构的使用方法。这类例题不仅有助于学生掌握循环结构的基本语法，还能锻炼他们的逻辑思维能力和问题解决能力。

其次，基础编程训练还可以与在线学习资源相结合。社团可以推荐一些高质量的C++学习网站、教程和视频资源，供学生独立学习。在线学习资源丰富且灵活，能够满足学生根据学习进度和兴趣进行有针对性的学习的需求。同时，社团还可以开设在线答疑、讨论区等活动，为学生提供及时的技术支持和交流平台。例如，在自主学习的过程中，如果学生遇到难以理解的概念或问题，他们可以在讨论区提出，与其他成员或指导老师进行交流和讨论，从而加深对知识点的理解和掌握。

除了以上途径，社团还可以定期举办基础编程测试或比赛，以检验并巩固学生的学习成果。这些考试或比赛不仅有助于学生查漏补缺、巩固所学内容，还能激发他们的学习积极性，增强竞争意识。例如，社团可以组织一场名为“C++基本编程挑战赛”的活动，要求学生在规定时间内解决一系列基础编程问题。这种竞赛方式能够使学生更主动地参与到学习中去，并让他们在学习成果中获得成就感和满足感。

（二）算法和数据结构训练：深化计算思维的核心

在C++社团活动中，加强学生对算法和数据结构的培养是深化其计算思维能力的关键环节。算法作为求解问题的程序与手段，与数据结构这一数据组织与管理的途径相辅相成。掌握这两者，不仅能帮助学生高效地处理复杂问题，还能促进其抽象思维、逻辑推理以及创新能力的全面发展。

为了实现这一目标，社团可以组织专门的算法和数据结构课程，全面系统地介绍各种常见的算法和数据结构类型。这些课程应涵盖排序算法、查找算法、链表、树状结构和图形等核心内容，并通过具体实例和代码演示相结合的方式，帮助学生深入理解算法及数据结构的原理和应用。例如，在讲解快速排序算法时，可以通过分析算法的时间复杂度和空间复杂度，以及对比不同排序算法的性能特点，引导学生深入思考算法的实质和优化方法。

此外，社团还应鼓励学生积极参加算法竞赛、编程挑战等活动。这些活动不仅是检验学生对算法及数据结构掌握情况的有效途径，还能使学生接触到更多的算法和数据结构类型，锻炼其编程和解题能力。社团可以定期举行内部算法竞赛，或者组织学生参与校内外组织的算法竞赛，为学生提供一个展示自我、锻炼能力的舞台。例如，社团可以组织“算法马拉松”，让学生在规定时间内完成一系列算法题目，以竞赛方式激发学生的学习兴趣和竞争意识。

除了竞赛活动，社团还应鼓励学生参与到实际项目开发中去。项目开发是算法与数据结构运用的重要场景，通过参与项目开发，学生可以将学到的算法与数据结构知识应用到实际问题的解决中，从而锻炼自身的实践能力和创新能力。社团可以联合企业或其他组织共同承担项目开发中的部分实际工作，让学生有机会参与到项目中并承担部分职责。例如，社团可以与商家合作开发校园导航系统，让学生利用学过的图论算法和数据结构知识对路径规划、地图渲染进行优化。

（三）组织项目实践：将计算思维融入实际运用

组织C++社团活动进行项目实践，是将学生已掌握的计算思维知识与技能应用于实际情境中的关键途径。通过参与项目实践，学生不仅能够将理论知识与实际问题紧密结合，还能在解决问题的过程中锻炼团队协作能力、创新能力以及问题解决能力。

在具体实施上，社团应围绕学生的兴趣和专业背景，精心设计一系列项目实践任务。这些项目应涵盖软件开发、算法优化和数据分析等多个领域，旨在使学生在实践中运用所学的C++编程技能、算法和数据结构知识，以及相关的计算思维方法。例如，社团可以组织一个名为“智能垃圾分类系统”的项目实践，让学生利用C++语言及相关算法实现垃圾的分类识别与自动处理功能。在项目实践中，学生需要分析垃圾分类的需求及存在的问题，设计系统的整体架构及模块划分，并撰写程序代码进行测试与调试。为了确保项目实践的顺利进行，社团可以采取以下措施：首先，提供必要的资源与支持，包括开发工具、数据库、服务器等硬件资源，以及相关的技术文档与参考资料。这些资源与支持有助于学生更深入地理解项目需求，降低项目开发过程中的难度与风险。其次，邀请校内外的专家或企业导师对学生进行辅导与帮助。这些专家或导师拥有丰富的实践经验与专业知识，能够为学生提供有价值的建议与指导，帮助他们解决项目开发中遇到的难题。最后，举办项目评审、展示等活动，并邀请校内外教师、学生、企业代表等参与评审与观摩。

在项目实践过程中，学生需要充分发挥计算思维能力，运用逻辑思维、抽象思维来分析问题，设计解决方案，并利用算法与数据结构知识优化程序性能，提高处理效率。同时，学生还需要结合创新能力与问题解决能力，以应对复杂多样的项目需求与挑战。通过不断的锻炼与积累，学生的计算思维能力将得到进一步提升与深化。

简而言之，组织项目实践是将学生已学过的计算思维知识与技能整合到实际应用中的一种重要方式。通过精心设计项目实践任务，提供必要的资源与支持，邀请专家导师指导，以及组织项目评审与展示活动，社团能够有效地帮助学生将理论知识与实际问题相结合，锻炼团队协作、创新、解决问题等能力，为学生的未来学习与职业发展奠定坚实基础。

（四）组织比赛与促进交流：深化对计算思维的理解

在C++社团活动中，组织比赛和促进交流是训练学生计算思维能力的关键环节。社团应经常性地组织编程竞赛，这些竞赛课题经过精心设计，既具有挑战性又兼具实用性，旨在引领同学们在解决问题的过程中锻炼逻辑思维、算法设计及代码实现等多方面能力。

编程竞赛不仅是对学生技术实力的一次全面检验，而且能有效激发学生的求胜心和创造力。在竞赛的实践中，学生被鼓励不断探索并优化解决方法，从而在实践中深化对计算思维的理解和应用。与此同时，还可定期举办学术交流会，邀请业内专家和优秀前辈与学生分享经验心得。这些交流会为学生提供一个拓宽视野、深化思考的宝贵平台，使他们在与专家和前辈的交流中汲取灵感，进一步提升计算思维能力。

在竞赛和交流的双重推动下，学生的计算思维能力得到了显著提高。这种提升有助于他们在当前的学习中取得优异成绩，也为他们未来的职业生涯打下了坚实的基础。

三、结语

C++社团活动给学生搭建了有价值的计算思维能力发展平台。通过以计算思维为核心的系列教学活动与实践项目设计，学生编程能力与综合素质均得到成功提高。在今后的教学中，学校和社团组织还需要不断努力，探索出更加行之有效的教学方法与手段，以促进计算思维教育向纵深方向发展。

参考文献：

［1］ 王健. 基于核心素养的算法思维入门与提升应用［J］. 中国教育技术装备，2022（01）：101-102+107.

［2］ 谢梦航. 面向小学编程社团的支架式教学模式构建与实践研究［D］. 重庆：西南大学：2023.

［3］ 刘沛. 面向小学机器人课程的双师教学策略研究［D］. 重庆：西南大学：2022.