論程序設(shè)計課培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力

夏華芹

（江蘇省丹陽市實驗學(xué)校 丹陽市 212300）

一、對高階思維的認(rèn)識

美國教育家布盧姆將思維過程化為六個教學(xué)目標(biāo)，記憶、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價和創(chuàng)造，其中記憶、理解、應(yīng)用是低階思維，主要用于學(xué)習(xí)事實性知識或完成簡單任務(wù)的能力；分析、綜合、評價和創(chuàng)造為高階思維，是較高認(rèn)知水平層次上的心智活動或認(rèn)知能力。高階思維是高階能力的核心，主要指創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力。

二、如何在程序設(shè)計課堂搭建平臺，發(fā)展學(xué)生高階思維

程序設(shè)計語言不同于學(xué)生以往所接觸的人類自然語言和數(shù)學(xué)公式等，它有很強的抽象和邏輯性，是理論與實際緊密結(jié)合的課程。所以程序設(shè)計語言課對培養(yǎng)學(xué)生思維有一定的作用。教學(xué)中有意識地啟發(fā)、鼓勵學(xué)生自主地探索和實踐，將極大地發(fā)揮學(xué)生潛能。

程序設(shè)計課堂教學(xué)由“難題和疑問”或“一些困惑、混淆或懷疑”引發(fā)的學(xué)生的思維火花，也引發(fā)了高階思維。高階思維的發(fā)生就是反思——問題生成——探究、批判——解決問題的過程，可見問題是開啟高階思維的最大動力。所以堅持把問題作為思維主線。每堂課以問題開始，按問題展開，以問題終結(jié)，把問題作為思維主線，用問題來激發(fā)高階思維。教學(xué)問題主要有兩類，一類是課上生成的問題（往往具有不確定性），另一類是教師課前預(yù)設(shè)的問題，具有可掌控性。那么教師預(yù)設(shè)出什么樣的問題才能夠牽引學(xué)生的高階思維呢，這類問題往往具有以下三個特點：第一，問題要具有“挑戰(zhàn)性”，也就是說“要能抓人”，對于直白或索然無味的問題，即學(xué)生可以用“是”或“不是”就可以回答的問題，學(xué)生會不屑一顧；難度過大的問題會使學(xué)生無處下手，從而放棄嘗試思考。第二，問題要有“開放性”。沒有現(xiàn)成答案的問題對學(xué)生更具有吸引性，更具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生的思維不易受到限制，其思考的過程才更能鍛煉學(xué)生的高階思維。第三，問題要有“層次性”，要為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)呐_階。“高立意，小步問”，這樣有利于學(xué)生找到思考問題的切入點和思維的連續(xù)性，這樣的問題對學(xué)生吸引性極強。層層遞進，步步深入，使學(xué)生在分析問題、解決問題的過程中訓(xùn)練了自已的高階思維。

程序設(shè)計課堂中教師也要有意識地引導(dǎo)學(xué)生從多視角進行編程思考，會使高階思維能力得到跳躍式發(fā)展。程序設(shè)計課語言內(nèi)容多、語法規(guī)則繁雜、使用靈活。程序設(shè)計傳統(tǒng)的教學(xué)模式是：以語言的語句體系、語法規(guī)范為脈絡(luò)展開教學(xué)，只注重表層知識的灌輸，而忽視學(xué)生知識的內(nèi)化過程。學(xué)生常會感到枯燥乏味，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)完之后編程能力和分析、解決實際問題的能力仍然較差。解決這一問題，只有轉(zhuǎn)變教學(xué)內(nèi)容，以講授解決問題的方法和思路為主，使學(xué)生一開始就產(chǎn)生學(xué)習(xí)的好奇心，認(rèn)識到編寫程序是一項極具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性的勞動?？梢詫⒊橄蟮母拍钚蜗蠡?，并引入若干簡單有趣、學(xué)生又較熟悉的問題作為例子。通過實例使學(xué)生了解高級語言編程能解決什么樣的問題，然后再深入淺出地介紹一些重要的抽象概念。另外在教學(xué)中可以補充講解“程序設(shè)計的思想”、“如何提高編程能力”等方面的內(nèi)容，解決學(xué)生在程序設(shè)計過程中所遇到的方法、思路上的障礙。例如，在學(xué)生開始編寫第一個程序之前，首先可以向?qū)W生介紹什么是良好的編碼習(xí)慣，編寫代碼在形式上應(yīng)該注意什么哪些問題，確保程序的可讀性；在學(xué)習(xí)了函數(shù)之后，可以介紹一些程序設(shè)計中“模塊化”思想的應(yīng)用。這些知識將有助于學(xué)生編寫高質(zhì)量的程序。

注重算法設(shè)計的指導(dǎo)，能更加激活學(xué)生的高階思維。計算機程序在結(jié)構(gòu)上有一定的穩(wěn)定性和不變性，但程序的特征更明顯地表現(xiàn)為程序算法上的靈活性。有效的利用思維特征，使學(xué)生對程序設(shè)計語言有全面、深入的了解，可從以下兩方面進行嘗試：（1）利用思維定勢的積極作用，使學(xué)生掌握程序的基本流程和結(jié)構(gòu)。思維定勢的積極作用是指人們一旦形成某種思維定勢后，在條件不變時，就能迅速地感知對象，產(chǎn)生聯(lián)想。在遇到同類問題時，人們會用某種固定的思維模式去分析和解決問題。遇到新問題時，人們就會想起已經(jīng)學(xué)過的知識，利用已有的方法、經(jīng)驗來解決新問題。可通過實例讓學(xué)生明白：程序一般都分若干模塊，模塊通過函數(shù)實現(xiàn)；一個程序可分為多個文件，文件之間可以相互訪問的。學(xué)生在編寫程序解決問題時，就容易設(shè)計出程序的框架結(jié)構(gòu)。（2）打破思維定勢的局限，激發(fā)學(xué)生從多角度考慮問題。引導(dǎo)學(xué)生理解程序設(shè)計語言的特征，讓學(xué)生明白自然語言和計算機語言的差異。算法在程序設(shè)計中占了核心的位置，在講解程序?qū)嵗龝r應(yīng)把重點放在對算法的分析和設(shè)計上，讓學(xué)生體驗使用簡潔的數(shù)學(xué)模型和算法實現(xiàn)所帶來的好處，并積極鼓勵他們大膽地對傳統(tǒng)算法進行改造。這對學(xué)生的開拓精神和發(fā)散思維能力的培養(yǎng)是十分有效的。讓學(xué)生理解程序設(shè)計語言作為一種工具，必須不斷追求更好的使用效果，而不能僅以解決當(dāng)前問題為目標(biāo)。

［1］文笪.王帥.國外高階思維及其教學(xué)方式.上海教育科研，2011.09.

［2］沈之菲.提升學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的高階思維教學(xué).上海教育科研，2011.09.