計算思維導(dǎo)向下計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革策略研討

劉　洋，鄒汪平

（池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽　池州　247100）

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計算思維導(dǎo)向下計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革策略研討

劉洋，鄒汪平

（池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽池州247100）

摘要：計算機程序設(shè)計課程是大學(xué)計算機的重要組成部分，良好的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。文章從計算機程序設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀開始入手，分析了計算思維導(dǎo)向下的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革策略。

關(guān)鍵詞：計算思維；教學(xué)改革；計算機程序設(shè)計課程

計算思維是人類三大科學(xué)思維之一，是國內(nèi)外計算機教育的重要課題，它是指通過應(yīng)用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念來進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及理解人類行為等的一系列思維活動，是人類改造世界的最基本的思維模式［1］。計算機程序設(shè)計課程是大學(xué)教學(xué)中涉及到的第一門計算機基礎(chǔ)課程，可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的計算機程序設(shè)計素養(yǎng)以及學(xué)習(xí)計算機的興趣，同時可以提高學(xué)生的分析問題以及解決問題的能力。將計算思維引入計算機程序設(shè)計對于培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)思維能力來說是一個一個巨大的提升，所以做好計算思維導(dǎo)向下的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)課程改革是十分必要的，也是極其重要的。

1　計算機程序設(shè)計課程現(xiàn)狀

1.1計算機程序設(shè)計課程教學(xué)存在的不足

現(xiàn)今的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)存在著許多不足之處，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）教師的教學(xué)方法傳統(tǒng)守舊，將計算機課程設(shè)計課程教學(xué)進行的機械又固化，學(xué)生在課堂中一直處于一個被動的位置，接受教師的滿堂灌輸。（2）教師教學(xué)內(nèi)容只局限于計算機程序設(shè)計課程課本，在教學(xué)過程中一味的照本宣科，將教學(xué)內(nèi)容集中于某種流行的計算機語言，不能在教學(xué)過程中將各種計算機語言程序設(shè)計的共性體現(xiàn)或者呈現(xiàn)，使得學(xué)生不能做到舉一反三，不能在對一種計算機語言進行學(xué)習(xí)的過程中了解到其他語言的狀況。（3）教師在講授計算機程序設(shè)計課程教學(xué)時過于重視程序語法細(xì)節(jié)，而過于忽視需求分析、功能劃分、編程思路以及算法設(shè)計等，這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中常處于不清不楚、不明不白的狀態(tài)，具體體現(xiàn)在學(xué)生在編程的過程中存在缺乏編程思路、編程條理不清、代碼使用不規(guī)范等問題。

1.2在講授教學(xué)內(nèi)容時重語法細(xì)節(jié)輕算法思想

在進行計算機程序設(shè)計課程教學(xué)時，大多教師在課堂教學(xué)中只重視對于程序語句、程序的語法規(guī)則以及程序語法細(xì)節(jié)的講授，對于算法思想、問題的編程方法以及編程問題的解決能力等的培養(yǎng)則過分的忽視。在課堂中一味進行枯燥、繁冗的語法講授，會使得學(xué)生對于計算機程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)主動性慢慢的降低，長久以往會使得學(xué)生喪失對于計算機程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)積極性，使得課堂教學(xué)效率低下。另外，在課堂中不重視對學(xué)生的算法思路、問題的編程方法以及編程問題的解決能力等的培養(yǎng)，不利于學(xué)生形成邏輯思維能力、抽象歸納能力以及問題分析求解能力等，使得學(xué)生的全面、良好發(fā)展受到了限制。由于受限于教學(xué)計劃學(xué)時，應(yīng)將程序設(shè)計課程的教學(xué)重點放在了培養(yǎng)學(xué)生對問題的全面思考與分析的思維模式上，以此來提高學(xué)生的實際動手操作能力以及實際解決問題的思維能力，而不再是直接培養(yǎng)學(xué)生的實際解決問題的能力，這樣的教學(xué)方式可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及探究能力，并且有助于學(xué)生的綜合素質(zhì)以及創(chuàng)新能力的提高［2］。而現(xiàn)今的計算機程序設(shè)計教學(xué)中并沒有將這一點體現(xiàn)出來，依然是通過繁冗的語法堆積使學(xué)生死記硬背的來消化課堂教學(xué)內(nèi)容。

1.3計算機程序設(shè)計課程的考試內(nèi)容重視語言本身而忽視計算思維

在計算機程序設(shè)計課程的考試試題內(nèi)容中的考查中點依然是以理論知識為主要內(nèi)容，具體來說考試內(nèi)容側(cè)重于對程序設(shè)計的基本概念、程序的語法細(xì)節(jié)以及語法規(guī)則等。而且考試的形式依然保留傳統(tǒng)的閉卷考試，沒有進行靈活的考試方式。在高等院校常常會有這樣的情況，學(xué)生在進行課堂教學(xué)活動時一個個的都不認(rèn)真聽講，參與課堂互動的人就更是少之又少，因此到了考試的前一周或者前幾天，學(xué)生們開始大批的上自習(xí)，來臨陣磨槍，所以現(xiàn)在采用的考試形式，是沒有辦法考核出學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況的。對于這個現(xiàn)狀，學(xué)校應(yīng)該認(rèn)識到它存在的影響意義，要針對這個問題做出改變，應(yīng)將計算機程序設(shè)計課程的考試重點設(shè)置在對學(xué)生應(yīng)用計算機求解問題的程序設(shè)計的思維模式以及基本方法上，對于程序語言本身的考核應(yīng)該盡量的減少占有試題內(nèi)容的比例。同時，學(xué)校應(yīng)該注重計算機程序設(shè)計課程的考試形式的靈活性，將閉卷的理論知識考試轉(zhuǎn)變?yōu)殚_卷的重視實踐能力的考試，讓學(xué)生現(xiàn)場進行編程，來解決所設(shè)置的問題，或者回答教師所提出的問題，這樣多元化的考試可以促使學(xué)生主動參與到平時課堂教學(xué)活動中去，積極的學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容，進而可以提高學(xué)生的計算機程序設(shè)計素養(yǎng)以及計算思維能力。

2　計算思維導(dǎo)向下的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革策略

計算機程序設(shè)計課程在計算機思維導(dǎo)向下的教學(xué)改革目標(biāo)主要有：（1）將現(xiàn)實生活與程序設(shè)計相聯(lián)系，增加教學(xué)的趣味性，讓學(xué)生可以了解到編程在現(xiàn)實生活中的重要性，降低程序設(shè)計的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。（2）培養(yǎng)學(xué)生利用計算機進行編程的能力，可以有效的提升學(xué)生的計算思維［3］。針對這2個教學(xué)改革目標(biāo)，提出以下的教學(xué)改革思路與策略。

2.1計算思維導(dǎo)向下計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革思路

教學(xué)改革的思路主要可以從3個方面進行：（1）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。教師根據(jù)學(xué)生的喜好，將有關(guān)典型的生活案例作為新課的引入契機。但是在進行講解案例時要注意把握課堂教學(xué)內(nèi)容的重點，不應(yīng)該一味講解繁冗的語法規(guī)則，多側(cè)重對于算法思想、問題的編程方法以及編程問題的解決能力等的培養(yǎng)，并在這個過程中將語法規(guī)則細(xì)節(jié)滲透在其中。（2）改變傳統(tǒng)教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法，使得學(xué)生總處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，而教師只是一味的灌輸知識，但是程序設(shè)計課程所包含的語法規(guī)則以及語句結(jié)構(gòu)多種多樣，光靠教師一味的講解是行不通的，因為這必然會使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低下，并且會大大的挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。（3）采用微課堂教學(xué)模式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式會受限于課堂教學(xué)模式，這就會出現(xiàn)2個情況：一是當(dāng)所學(xué)知識點太難時，學(xué)生在短時間內(nèi)沒有辦法做到完全掌握；二是當(dāng)學(xué)生在短時間內(nèi)掌握了所學(xué)知識點，也會因為學(xué)過的時間過長而遺忘。而微課堂是一種可以在零散的時間里遞進式的重復(fù)所學(xué)知識，可以有效的解決傳統(tǒng)教學(xué)課堂的不足之處。

2.2計算思維導(dǎo)向下的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革的具體實施

根據(jù)教學(xué)改革思路，計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革的具體實施可以從3個方面進行：（1）將計算機程序設(shè)計課程中的難點通過典型案例的應(yīng)用來簡化。計算機程序設(shè)計課程中所包含的知識點有很多，這就使得學(xué)生在進行學(xué)習(xí)時可能會出現(xiàn)兩種情況，即重復(fù)學(xué)習(xí)簡單的知識點和該掌握的重點知識沒有掌握。比如在C語言程序設(shè)計課堂教學(xué)中，教師只按照課本目錄進行講授教學(xué)內(nèi)容就會使得數(shù)組、指針、以及函數(shù)等重點與難點知識只在所學(xué)章節(jié)中涉及到，學(xué)生在學(xué)的時候沒有做到完全掌握，在學(xué)習(xí)過后就會更加的容易忘記。這種教學(xué)方式使得教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量都很差，而解決這個問題的辦法就是活用案例。具體來說：第一，采用簡單的案例，使學(xué)生理解每個章節(jié)的知識點概念；第二，設(shè)計一個綜合性質(zhì)的有趣味的案例來將知識點巧妙的包含進去，隨著知識點的增加，案例呈現(xiàn)出遞進式的內(nèi)容，通過這種案例的設(shè)計與應(yīng)用，可以將所學(xué)知識點前后串連，案例設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)達到將知識難度分解的目的［4］。靈活應(yīng)用案例不僅可以提高課堂的教學(xué)效率以及教學(xué)效果，而且可以提高學(xué)生的分析問題能力以及解決問題能力，可以有效達到培養(yǎng)學(xué)生計算思維的目的。（2）利用微課堂教學(xué)模式來進一步提高計算機程序設(shè)計課程教學(xué)效果。微課堂是學(xué)生利用課堂之外的時間來自主學(xué)習(xí)的有效手段，它可以讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握某個在課堂中沒有理解的知識點，可以讓學(xué)生得到針對性的教學(xué)，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在采用微課堂教學(xué)模式來進行學(xué)習(xí)，在時間上是不具有連續(xù)性的，并且在微課堂中所包含的內(nèi)容又足夠的短小，才能保證學(xué)習(xí)可以隨時進行。在微課堂的設(shè)計中，一定要以知識點為基礎(chǔ)，這些知識點在微課堂中應(yīng)用既具有獨立性又具有相互聯(lián)系，在學(xué)生進行學(xué)習(xí)的過程中，教師要注重讓學(xué)生學(xué)會將分散的知識點直接的聯(lián)系點找出來，重新建構(gòu)屬于學(xué)生自己的完整的知識體系。在對計算機程序設(shè)計課程內(nèi)容進行劃分知識點時要注意不可以根據(jù)教材的目錄以及教材內(nèi)容來劃分知識點，應(yīng)該是將整個教學(xué)內(nèi)容進行分析提煉后，在進行知識點的劃分。（3）教師改變教學(xué)方法。在教學(xué)過程中教師應(yīng)該加強對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)程序設(shè)計只是提高計算思維的一種方式。教師要針對學(xué)生的個體差異性，給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間，充分的激發(fā)學(xué)生的教學(xué)主體作用，讓每一個學(xué)生都可以參加到課堂互動中來。再有就是因為課堂教學(xué)時間的有限性，教師要合理的安排教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動，教學(xué)重點是講解算法思想以及算法思路等，不過分的強調(diào)語法細(xì)節(jié)，可以留出時間來讓學(xué)生形成編程思路，不斷的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力以及思維能力［5］。另外，教師要積極進行計算機程序設(shè)計課程考核的辦法研究，將其考核制度以及考核辦法不斷的完善與豐富，可以對于學(xué)生的學(xué)習(xí)情況有一個科學(xué)、合理、全面的考查。

3　結(jié)語

計算思維關(guān)系到我們生活的方方面面，所以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，不僅是為了學(xué)生更好的學(xué)習(xí)科學(xué)知識，而且是為了學(xué)生以后的良性發(fā)展做好鋪墊。而在計算機程序課程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，既是必要的，也是具有可行性的，在計算機程序設(shè)計課程教學(xué)中精心滲透計算思維，能夠讓學(xué)生樹立起計算機求解問題的意識，最終讓學(xué)生學(xué)會自覺運用計算思維來對待問題以及解決問題，同時也要認(rèn)識到計算思維的培養(yǎng)不是一蹴而就能培養(yǎng)出來的，需要不斷地研究、實踐，以及創(chuàng)新培養(yǎng)計算思維的方法與途徑。

［參考文獻］

［1］杜晶，孔波，劉瑜.計算思維導(dǎo)向的計算機程序設(shè)計課程教學(xué)改革研究［J］.現(xiàn)代計算機：專業(yè)版，2014（28）：44-46.

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［4］黃靜，高延英，楊宇姝.基于計算思維的程序設(shè)計課程教學(xué)模式研究［J］.計算機教育，2013（5）：51-54.

［5］張莉，金瑩.大學(xué)程序設(shè)計課程中的計算思維培養(yǎng)［J］.中國電力教育，2013（16）：94-95，109.

Strategies for Teaching Reform of Computer Program Design Curriculum under the Guidance of Computational Thinking

Liu Yang, Zou Wangping
(Chizhou Vocational & Technical College, Chizhou247100, China)

Abstract：Computer program design course is an important part of the university computer, good computer program design course teaching can effectively cultivate students' computational thinking. Starting from the present situation of computer programming course teaching, this paper analyzes the teaching reform strategy of computer programming course under the guidance of computational thinking.

Key words：computational thinking; teaching reform; computer programming course

基金項目：安徽省2016年高校優(yōu)秀青年人才支持計劃重點項目；項目名稱：基于嵌套細(xì)菌覓食優(yōu)化算法的分簇路由協(xié)議研究；項目編號：gxyqZD2016531。安徽省2015年度省級質(zhì)量工程項目；項目名稱：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精品資源共享課程；項目編號：2015gxk113。安徽省2014年度省級質(zhì)量工程項目；項目名稱：基于能力導(dǎo)向的高職程序設(shè)計類課程教學(xué)體系構(gòu)建與研究；項目編號：2014jyxm524。安徽省2013年度省級質(zhì)量工程項目；項目名稱：計算機應(yīng)用專業(yè)教學(xué)團隊；項目編號：2013jxtd065。

作者簡介：劉洋（1982-），男，安徽安慶，本科，助教；研究方向：計算機程序設(shè)計。