程序設(shè)計(jì)中思維品質(zhì)的培養(yǎng)

孫雪蓮

（和田師專計(jì)算機(jī)科學(xué)系 新疆和田 848000）

程序設(shè)計(jì)中思維品質(zhì)的培養(yǎng)

孫雪蓮

（和田師專計(jì)算機(jī)科學(xué)系 新疆和田 848000）

程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心、骨干課程。根據(jù)程序設(shè)計(jì)課程研究方法和特色，采用相應(yīng)的教學(xué)方法，并通過開發(fā)學(xué)生的思維內(nèi)在潛能來培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，使學(xué)生具有良好的開拓專業(yè)理論的素質(zhì)和使用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，是程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的主要任務(wù)之一，本文從八個(gè)方面談如何在程序設(shè)計(jì)課教學(xué)中加強(qiáng)思維品質(zhì)的培養(yǎng)問題。

程序設(shè)計(jì)；思維品質(zhì)；教學(xué)

程序設(shè)計(jì)語言是計(jì)算機(jī)專業(yè)的主要課程，每個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生至少應(yīng)該能夠熟練使用一種編程語言與開發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)不僅是為了掌握某種技能，更重要的是：它能啟發(fā)人們對(duì)先進(jìn)科技的向往，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，推動(dòng)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自學(xué)能力，鍛煉動(dòng)手實(shí)踐的本領(lǐng)。因而它是高等學(xué)校全面進(jìn)行素質(zhì)教育中極為重要的一部分。

每個(gè)軟件專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)一門程序設(shè)計(jì)課程后，至少應(yīng)該掌握兩方面的內(nèi)容：一是要熟悉該種語言的基本語法規(guī)范與格式；一是要掌握程序設(shè)計(jì)理論的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法知識(shí)（比如鏈表、排序和查找等）。但是，在從事程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，許多專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)一門程序設(shè)計(jì)語言后，并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，表現(xiàn)為：一是程序設(shè)計(jì)的基本算法沒有真正掌握（比如知道如何在2個(gè)數(shù)中找最大數(shù)，但遇到在2個(gè)以上的數(shù)中找最大數(shù)就表現(xiàn)得不知所措）；一是對(duì)程序設(shè)計(jì)的基本語法規(guī)范不會(huì)融會(huì)貫通（比如說排序和查找等）。這些都說明學(xué)生的思維品質(zhì)有待提高，針對(duì)這種情況如何培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)以提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生走向社會(huì)后具有更強(qiáng)的競爭力和廣闊的發(fā)展空間己成為急需解決的問題。

程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心、骨干課程。根據(jù)程序設(shè)計(jì)課程研究方法和特色，采用相應(yīng)的教學(xué)方法，并通過開發(fā)學(xué)生的思維內(nèi)在潛能來培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，使學(xué)生具有良好的開拓專業(yè)理論的素質(zhì)和使用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，是程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的主要任務(wù)之一。為此，本文從以下幾個(gè)方面談如何在程序設(shè)計(jì)課教學(xué)中加強(qiáng)思維品質(zhì)的培養(yǎng)的問題。

一、激發(fā)興趣，培養(yǎng)思維的積極性

俗話說：“興趣是最好的老師?！盵1]但是要讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)感興趣，并不是一件容易的事情，這是由程序設(shè)計(jì)本身的特性——抽象所決定的。為此，教師要想方設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的積極性，可以采用以下方法：

1.加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，不斷提升自己。要求教師對(duì)所講內(nèi)容應(yīng)非常熟悉，一個(gè)具有豐富專業(yè)知識(shí)深厚、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師很容易感化學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.教師的語言要形象、生動(dòng)、有幽默感。比如講解全局變量與局部變量的關(guān)系，可比作中央與地方的關(guān)系，而局部變量覆蓋全局變量就好比“將在外，軍令有所不受”?？傊灰軌蛘J(rèn)真?zhèn)湔n，對(duì)一些復(fù)雜的概念，是能夠用一些比較形象的方法進(jìn)行講解的。

3.采用多媒體教學(xué)手段對(duì)一些的復(fù)雜處理過程進(jìn)行模擬。比如對(duì)鏈表操作的過程模擬，可以增強(qiáng)學(xué)生的具象認(rèn)識(shí)。

除此外教學(xué)中設(shè)置疑問，也是培養(yǎng)積極思維的重要手段。

促成學(xué)生思維發(fā)展的動(dòng)力包括：動(dòng)機(jī)、欲望、興趣、愛好，其中興趣是激發(fā)學(xué)生思維的最活躍因素，而提問則是激發(fā)興趣的內(nèi)在“激素”和“催化劑”，其作用的途徑表現(xiàn)為：提問→興趣→動(dòng)機(jī)→知識(shí)→思維。精煉的提問就是為學(xué)生設(shè)置一個(gè)磁力場，以教材作誘發(fā)物，以老師作導(dǎo)體，激起他們的興趣、好奇心和求知欲，使他們涌起學(xué)習(xí)的沖動(dòng)，從而啟動(dòng)和活躍思維。例如，在講解“兩值互換”之前，先給學(xué)生解決兩杯水互換的問題，問題提出后必然激起學(xué)生思考的興趣，開動(dòng)腦筋積極思索，很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

二、縱深探索，培養(yǎng)思維的廣闊性

思維的廣闊性可以使學(xué)生的思維觸角向更寬、更廣的未知領(lǐng)域縱橫求索，從而提出新見解。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，按學(xué)生的實(shí)際情況充分拓展學(xué)生視野，引導(dǎo)他們對(duì)己有知識(shí)進(jìn)行橫向聯(lián)系、縱向比較，向知識(shí)的縱深探索。

首先精心設(shè)計(jì)科學(xué)、合適的啟發(fā)性提問。針對(duì)新授內(nèi)容中學(xué)生難以理解處精編“開放性”問題，既可以拓寬學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)間的縱橫理解，又有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性、深刻性與廣闊性。前蘇聯(lián)教育家贊可夫說過：“凡是沒有發(fā)自內(nèi)心求知欲與興趣的東西，是很容易從記憶中揮發(fā)的?！彼謴?qiáng)調(diào)知識(shí)的理解性。如程序設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)類型，是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，我們不能把語法規(guī)范生吞活剝地灌給學(xué)生，而要讓學(xué)生知其所以然，達(dá)到讓學(xué)生“理解”的目的。例如，在兩杯水互換的問題上，一位教師讓學(xué)生先列出已知條件和要求解的問題，然后引導(dǎo)學(xué)生思考“杯子”在程序中代表什么？“水”在程序中有代表了什么？課上，學(xué)生一邊自學(xué)變量和常量，一邊解決了“杯子”和“水”的含義，進(jìn)而也就解決了兩杯水互換的問題：需要借用第三個(gè)杯子，才可以達(dá)到兩杯水互換。當(dāng)然教到這兒，并沒有完結(jié)，這位教師而是提出這樣一個(gè)問題：如果要將一個(gè)杯子和一個(gè)木桶的水互換，結(jié)果又將如何？問題一提出，就激起“千層浪”。有的學(xué)生說無法互換，有的學(xué)生說，木桶的水少的話可以互換，有的學(xué)生說只要將杯子換成木桶就可以互換。這些回答都正確，原因是是什么？在這位教師的引導(dǎo)下學(xué)生理解了變量數(shù)據(jù)類型。由于這位老師精心設(shè)計(jì)了一個(gè)“開放性”提問，對(duì)學(xué)生明確提出了操作要求，促使學(xué)生從各個(gè)角度思考，克服了思維的單一性，培養(yǎng)了思維的廣闊性。同時(shí)，滿足了學(xué)生的求知欲望，使理論的學(xué)習(xí)成為積極的智力活動(dòng)方式，讓學(xué)生在“玩”中學(xué)到了新知，并真正理解了這部分基礎(chǔ)知識(shí)?！伴_放性”問題的思考與解答，有助于深入理解與牢固掌握雙基，對(duì)發(fā)展思維能力的深廣度，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，都有一定的效果。

其次實(shí)施“變式”教學(xué)，不拘泥于某一固定模式也是突破思維局限性的有效措施。適當(dāng)舉辦專題講座對(duì)培養(yǎng)思維的廣闊性也是有益的，另外舉例、習(xí)題也要多角度、多方位。例如，學(xué)完Visual Basic程序設(shè)計(jì)中Timer控件之后，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)紅綠燈，它在0點(diǎn)到7點(diǎn)間每隔15秒切換紅綠燈，其他時(shí)間每個(gè)25秒切換。這樣的問題將學(xué)生所學(xué)其他知識(shí)（如，圖像框的使用）融合在一起，把學(xué)生的思維從課內(nèi)擴(kuò)展到課外，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

三、探究本質(zhì)，培養(yǎng)思維的深刻性

思維的深刻性指學(xué)生要善于思考各種問題抓住各種事物的規(guī)律和本質(zhì)，知其然且究其所以然。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)組有關(guān)概念時(shí)，看似學(xué)懂了書上的基本知識(shí)，但實(shí)際操作中不會(huì)應(yīng)用，關(guān)鍵問題還是不理解什么是數(shù)組，教師在教學(xué)過程中，通過對(duì)程序設(shè)計(jì)內(nèi)容的全面分析，在明確各章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及特色的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步研究各章節(jié)之間的聯(lián)系，列出具有共同性和相勻_滲透性的內(nèi)容，在授課時(shí)前后呼應(yīng)，力求使學(xué)生形成一種離而不散的知識(shí)結(jié)構(gòu)。也就是在教授數(shù)組基本概念之前要幫助學(xué)生探究什么是數(shù)組、它的意義和目的是什么、數(shù)組與前面學(xué)過的變量又有什么不同，學(xué)生理解好這些問題后，就不會(huì)在“10個(gè)數(shù)求和”的問題上簡單的使用 10個(gè)變量相加，而是選擇數(shù)組來存放10個(gè)數(shù)。

四、現(xiàn)場模擬，積極討論，培養(yǎng)思維的批判性

思維的批判性是指在思維時(shí)善于嚴(yán)格地估計(jì)思維材料和精細(xì)檢查思維過程。其突出特點(diǎn)是去粗取精，去偽存真。表現(xiàn)為反復(fù)檢查己擬定的假設(shè)、計(jì)劃和方案，善于考慮正反兩方面的論據(jù)，不盲目隨和。教學(xué)中要積極鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑究難，對(duì)同學(xué)、教師甚至?xí)旧系挠^點(diǎn)大膽質(zhì)疑，哪怕是微不足道或幼稚可笑。例如，在學(xué)生上機(jī)練習(xí)字符串比較大小時(shí)，有些同學(xué)對(duì)“空字符串”和“空格字符串”的大小提出了質(zhì)疑，在老師的引導(dǎo)下學(xué)生間進(jìn)行了激烈的討論，最后，學(xué)生們才注意到“空字符串”和“空格字符串”的本質(zhì)區(qū)別，再例如，通過現(xiàn)場模擬“小球落地停止”問題，使學(xué)生更清楚命題的概念，提高判斷的準(zhǔn)確性。

五、歸納演繹，將思維的抽象性轉(zhuǎn)化為形象性

邏輯思維能力又稱抽象思維，是數(shù)學(xué)能力的核心，是人們進(jìn)行思維活動(dòng)的基礎(chǔ)，是一個(gè)人基礎(chǔ)素質(zhì)的主要標(biāo)志，是數(shù)學(xué)思維能力的主要構(gòu)成因素。程序設(shè)計(jì)中的“算法邏輯”就是培養(yǎng)形成邏輯思維的好教材。教學(xué)中的操作過程是以抽象思維為基礎(chǔ)的要把抽象的東西轉(zhuǎn)變成形象的東西。必須通過對(duì)問題的歸納分析從而研究出一般性的規(guī)律。比如：在進(jìn)行“鏈表”的教學(xué)時(shí)，學(xué)生對(duì)鏈表的認(rèn)識(shí)，是一個(gè)非常抽象的過程。教師采取舉生活中的例子：火車車廂需要移動(dòng)一下位置，應(yīng)該怎樣換?學(xué)生通過分析思考，就會(huì)理解鏈表，再通過學(xué)習(xí)，就能順利理解它。經(jīng)過這樣的訓(xùn)練學(xué)生的抽象思維水平必然會(huì)上一個(gè)新的臺(tái)階。

六、加強(qiáng)訓(xùn)練，培養(yǎng)思維的敏捷性

培養(yǎng)思維的敏捷性，首先要培養(yǎng)思維的緊張性以提高效率。為此應(yīng)適當(dāng)增加教學(xué)密度，使學(xué)生習(xí)慣以較快的速度開展思維活動(dòng)。本人在從事教學(xué)的7年中發(fā)現(xiàn)有很大一部分學(xué)生學(xué)習(xí)沒有緊張感，思維形成了惰性具體表現(xiàn)：老師上課講的內(nèi)容太多、太快；在測(cè)試時(shí)覺得時(shí)間不夠用。對(duì)于這種現(xiàn)象應(yīng)適當(dāng)增加教學(xué)密度，使學(xué)生習(xí)慣以較快的速度開展思維活動(dòng)。對(duì)學(xué)生練習(xí)應(yīng)嚴(yán)格速度要求。如新課前進(jìn)行以選擇題、填空題為主的幾分鐘小練習(xí)，定時(shí)定量地進(jìn)行百題選擇、百題判斷或搶答競賽等都是訓(xùn)練思維敏捷性的有效方法。然后還要加強(qiáng)解題能力的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生不斷總結(jié)解題技巧和探索問題的最佳解決途徑和方法，增強(qiáng)思維的敏捷性。

七、理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性

創(chuàng)造性思維是指人們運(yùn)用己有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、增長開拓新領(lǐng)域的思維能力，亦即在人們的思維領(lǐng)域中追求最佳、最新知識(shí)獨(dú)創(chuàng)的思維。鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生大膽、靈話運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的有效方法。在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，只有培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，才能使他們擁有一套運(yùn)用知識(shí)的“參照架構(gòu)”，有效駕馭并靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。在解決實(shí)際問題過程中，教師可組織學(xué)生開展競賽，進(jìn)行自由辯論，互相交流方法，互相啟發(fā)思路，以實(shí)現(xiàn)解決實(shí)際問題與培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有機(jī)統(tǒng)一。其主要途徑有三：一是解決日常生活中的實(shí)際問題。如指導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”，用窗口控件制作書簽、卡片，用計(jì)算機(jī)建立學(xué)生的學(xué)習(xí)檔案等。二是通過輔助教學(xué)，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，淡化學(xué)科木位意識(shí)。根據(jù)現(xiàn)有條件盡可能地開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，向?qū)W生提供形象直觀的感性知識(shí)和大量材料，這不但能幫助學(xué)生理解和鞏固教學(xué)內(nèi)容，還可以培養(yǎng)學(xué)生的想象力和自覺力。三是圍繞教材充分展開討論，專題討論課要對(duì)準(zhǔn)學(xué)生的思維脈搏，對(duì)學(xué)生的不經(jīng)意的創(chuàng)意要有意識(shí)的強(qiáng)化，對(duì)學(xué)生不合常規(guī)的嘗試要給予必要的支持，課后要求學(xué)生寫出小論文或?qū)W習(xí)心得，并按一定的比例記入期末成績。

八、開拓思維，培養(yǎng)思維的發(fā)散性

發(fā)散思維是指根抓已有信息，從不同角度、不同方向思考問題，從多方而尋求多樣性答案的一種思維形式，發(fā)散思維具有變通、獨(dú)特的特征，要求善于變異，能夠從多種渠道求得問題的解答。在教學(xué)中要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識(shí)探求解題的途徑，一題多解是訓(xùn)練發(fā)散思維能力的最重要的形式。具體來講，就是要通過挖掘教材中能一題多解、一法多用、一題多變的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生的思考信息朝多種方向擴(kuò)散，提出各種設(shè)想、多種解答。如在講授windows的目錄操作和文件目錄屬性的設(shè)置后，可故意將學(xué)生以往建立的文件拷貝到一個(gè)隱含的目錄中。學(xué)生上機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的文件“不見了”，便紛紛提問。此時(shí)，再適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，他們便可能找出“被刪除、被更名、被設(shè)置為隱含屬性、被復(fù)制到其它目錄中后再刪除源文件”等多種答案。教師再對(duì)他們的想法給以綜合分析，肯定其正確的方法，這樣就可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。要較好的培養(yǎng)發(fā)散思維的能力，教師應(yīng)當(dāng)善于發(fā)揚(yáng)學(xué)生心理特征中利于開拓的優(yōu)勢(shì)，精心設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)較好的發(fā)散思維情境，創(chuàng)造一個(gè)個(gè)利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生打破思維定勢(shì)的框框，勇于探索開拓，不斷拓展發(fā)散思維的空間，深化發(fā)散思維的層次。

編程思想是一門操作性很強(qiáng)的學(xué)科，其學(xué)習(xí)過程是一個(gè)培養(yǎng)鋼鐵意志、深刻思維、堅(jiān)強(qiáng)毅力的自我修養(yǎng)的過程。[2]學(xué)生要通過手眼、心、腦并用而使大腦形成強(qiáng)烈的專注使大腦皮層產(chǎn)生高度的興奮點(diǎn)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過體會(huì)各種功能分析操作方法，都會(huì)使自己產(chǎn)生一種成就感更大地激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)出勇于進(jìn)取、善于獨(dú)立探索的能力。當(dāng)然思維品質(zhì)的培養(yǎng)還有其它一些方面，限于篇幅不再贅述。需要指出，學(xué)生良好的思維品質(zhì)不是一朝一夕就形成的，必須經(jīng)過長期艱苦努力。我們要從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)教學(xué)的特點(diǎn)，有目的地組織教材、研究教法，通過各種教學(xué)乎段，有意識(shí)進(jìn)行培養(yǎng)訓(xùn)練，堅(jiān)持不懈，持之以恒，必有實(shí)效。

[1]解志君.程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（2）.

[2]張惠萍.對(duì)“算法與程序設(shè)計(jì)”教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].論壇，2008（2）.

孫雪蓮（1978-），女，和田師專計(jì)算機(jī)科學(xué)教育系助教，從事計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究。

2010-03-18