VFP教學(xué)中計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是今后大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的主要目標(biāo)。結(jié)合VFP課程教學(xué)，探討如何實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維、問題分解思維和抽象思維。

關(guān)鍵詞：VFP教學(xué) 計(jì)算思維 培養(yǎng)

一、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的新目標(biāo)

大力推進(jìn)素質(zhì)教育，實(shí)施創(chuàng)新教育是時(shí)代發(fā)展的要求。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)已經(jīng)經(jīng)歷了以流行軟件學(xué)習(xí)與掌握為主的“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”教育階段和以素養(yǎng)與應(yīng)用培養(yǎng)為主的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”教育階段。面對(duì)日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)具有創(chuàng)新探索能力人才的需求，教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)經(jīng)過多年的調(diào)研和多所知名高校聯(lián)合探討，提出了應(yīng)該以“計(jì)算思維”為導(dǎo)向進(jìn)行大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革的共識(shí)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”為主要目標(biāo)，從思維的層次上培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新和探索能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用高效的思維去思考和解決問題，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

二、計(jì)算思維以及在當(dāng)前VFP教學(xué)中的缺失

“計(jì)算思維（Computational Thinking）“是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系周以真教授在2006年提出來的先進(jìn)的教育理念。

“計(jì)算思維“是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為。它包括了一系列廣泛的計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維方法。周以真教授認(rèn)為，計(jì)算思維不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家，它將和閱讀、寫作和算術(shù)一樣，是21 世紀(jì)每個(gè)人必須具備的基本技能。典型的計(jì)算思維包括一系列廣泛的計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維方法：遞歸、抽象和分解、保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)和恢復(fù)，利用啟發(fā)式推理來尋求解答，在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度等。

VFP是一個(gè)小型的可視化面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，由于其操作界面相對(duì)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能強(qiáng)大以及提供良好的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，許多高校都將其作為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的程序設(shè)計(jì)類課程，可以較好地培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的思想和方法，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和創(chuàng)新探索能力。但在實(shí)際教學(xué)中，由于VFP知識(shí)點(diǎn)多，知識(shí)面廣，教材編寫時(shí)每個(gè)章節(jié)都只僅限專注于本章節(jié)知識(shí)的講解和學(xué)習(xí)用例設(shè)計(jì)，各章節(jié)之間案例關(guān)聯(lián)性小，相互孤立。學(xué)生通常只會(huì)在每一章節(jié)按老師要求做一些相關(guān)實(shí)踐操作，所以學(xué)完整個(gè)課程后，掌握的知識(shí)點(diǎn)零零散散，對(duì)整個(gè)課程體系和知識(shí)框架缺乏完整系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也不知道VFP軟件的基本工作思路和學(xué)習(xí)這個(gè)軟件到底有何用途，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和培養(yǎng)計(jì)算思維能力的目標(biāo)。

三、VFP中計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

為了達(dá)到學(xué)生計(jì)算思維能力和探索創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，當(dāng)前VFP教學(xué)有必要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源等方面進(jìn)行相關(guān)改革。本文在多年從事案例教學(xué)的基礎(chǔ)上，從培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的目標(biāo)出發(fā)，探討在VFP教學(xué)中怎么實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)思維、問題分解思維和抽象思維的培養(yǎng)。

1.系統(tǒng)思維培養(yǎng)

系統(tǒng)思維就是把認(rèn)識(shí)對(duì)象作為系統(tǒng)，從系統(tǒng)和各構(gòu)成部分的相互聯(lián)系、相互作用中綜合地考察認(rèn)識(shí)對(duì)象的一種思維方法。系統(tǒng)思維能極大地簡(jiǎn)化人們對(duì)事物的認(rèn)知，給我們帶來整體觀。

為了讓學(xué)生對(duì)VFP軟件有一個(gè)整體的概念和系統(tǒng)完整的認(rèn)識(shí)，在教學(xué)中我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)涵蓋了VFP重要章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的完整項(xiàng)目系統(tǒng)，如學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)。通過學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)這個(gè)具體應(yīng)用的開發(fā)，逐步講解和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)各章節(jié)知識(shí)。在教學(xué)最初，就給學(xué)生演示執(zhí)行整個(gè)學(xué)生管理系統(tǒng)的相關(guān)功能，讓他們初步就能認(rèn)識(shí)到整個(gè)系統(tǒng)將涉及到底層數(shù)據(jù)庫(kù)、表單、菜單、報(bào)表等方面的知識(shí)（如圖1）。

再通過后續(xù)的各部分實(shí)現(xiàn)過程中知識(shí)點(diǎn)的講解和運(yùn)用，就能讓學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的體系框架有一個(gè)完整認(rèn)識(shí)，也能認(rèn)識(shí)到各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)系。這對(duì)于學(xué)生學(xué)好學(xué)透這門課程大有作用，同時(shí)也能很好地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。

2.問題分解思維能力的培養(yǎng)

問題分解思維是一種獨(dú)特的創(chuàng)新思維方法，其原理就是化大為小、化整為零，把大問題分解成許多小問題，通過解決各個(gè)小問題最終達(dá)到求解大問題的目標(biāo)。VFP程序設(shè)計(jì)中“自頂向下，逐步求精”的解題思路就是這一思維的體現(xiàn)。

在學(xué)生對(duì)學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)后，可以將整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分解成多個(gè)小部分，然后在各個(gè)章節(jié)的知識(shí)講解中進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)。這樣，可將整個(gè)項(xiàng)目分解成多個(gè)教學(xué)案例。這樣做的好處是既降低了整體開發(fā)難度，又可讓學(xué)生在各章節(jié)學(xué)習(xí)中從一個(gè)具體的案例實(shí)現(xiàn)教學(xué)入手，易于理解與掌握相關(guān)知識(shí)。

（1）底層數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)

學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)最終要實(shí)現(xiàn)學(xué)生基本信息、課程信息以及課程成績(jī)信息的管理，所以必須設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，將這些數(shù)據(jù)合理有組織地存放在一起（如圖2）。

圍繞這個(gè)具體數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，講授VFP中的數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式、函數(shù)等基本概念，同時(shí)教授數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作和他們?cè)赩FP中的作用。這樣，實(shí)現(xiàn)案例的同時(shí)也學(xué)會(huì)和理解了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

（2）表單實(shí)現(xiàn)

學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)的操作界面都是圖形化的，這就需要通過表單程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。表單程序設(shè)計(jì)是整個(gè)學(xué)習(xí)章節(jié)中最難的。除了要掌握常用表單控件的屬性設(shè)置外，還涉及到一些常用事件的程序功能代碼編寫。所以在學(xué)習(xí)表單設(shè)計(jì)前，SQL語句、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)有必要通過一些小實(shí)例來進(jìn)行講授。在此基礎(chǔ)上，表單程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)難度將會(huì)大大降低。例如，個(gè)人成績(jī)查詢表單實(shí)現(xiàn)（如圖3）。 此外，菜單和報(bào)表實(shí)現(xiàn)部分相對(duì)容易，只要按照成績(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)操作要求去做即可。各部分都實(shí)現(xiàn)后，最后用項(xiàng)目管理器將所有文件連編生成可執(zhí)行程序。

（3）抽象思維培養(yǎng)

抽象思維是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)活動(dòng)中運(yùn)用概念、判斷、推理等思維形式，對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)進(jìn)行概括的過程，從眾多的事物中抽取出共同的、本質(zhì)性的特征。在VFP中，數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生的抽象思維能力培養(yǎng)大有裨益。例如，系統(tǒng)中涉及到的信息量龐大且繁雜，如何合理規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)中的各張表，是要進(jìn)行一定的抽象概括的。數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)包含學(xué)生個(gè)人信息、課程信息、選課成績(jī)信息，針對(duì)每一個(gè)實(shí)體，分析這個(gè)實(shí)體所應(yīng)具有的共同屬性，如學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生日期、籍貫、院系、政治面貌），然后按照屬性設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表格框架，最終將每個(gè)學(xué)生的具體個(gè)人數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。

四、結(jié)束語

在VFP教學(xué)中，如果對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)資源進(jìn)行合理調(diào)整和改進(jìn)，就可實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王挺.對(duì)編譯原理課程教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的探討.計(jì)算機(jī)教育.

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項(xiàng)目支持：湖南師范大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)二》。