以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《Java程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革

項(xiàng)中華

摘要：闡述計(jì)算思維的重要性，分析目前高職學(xué)生和教師在Java課程中存在的問(wèn)題，并介紹結(jié)合計(jì)算思維解決上述問(wèn)題擬采取的措施。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;Java程序設(shè)計(jì);教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）29-0180-02

1概述

2006年3月，卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授在《communi-cations of the ACM》上，首次提出了計(jì)算思維的概念。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類(lèi)的行為。它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維是由人和機(jī)器執(zhí)行，受限于計(jì)算過(guò)程中的能力。目前，計(jì)算思維是計(jì)算機(jī)界普遍關(guān)注的重要概念，也是當(dāng)前中小學(xué)及高校計(jì)算機(jī)教育重點(diǎn)研究的課題之一。

2課程特點(diǎn)

Java是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，其教學(xué)內(nèi)容可以分成面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)兩個(gè)部分。

面向過(guò)程的部分類(lèi)似于C語(yǔ)言主要介紹語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，內(nèi)容包括變量的基本類(lèi)型、運(yùn)算符、程序邏輯結(jié)構(gòu)控制等，使學(xué)生在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握有關(guān)編程方法理論。強(qiáng)調(diào)基于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)概念，以解決數(shù)學(xué)問(wèn)題為主，需要掌握和應(yīng)用各種常用算法。

面向?qū)ο蟛糠种饕獌?nèi)容為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，具體包括類(lèi)和繼承，以及接口和多態(tài)等，不僅僅是面向?qū)ο蟪绦蛘Z(yǔ)法，更需要以計(jì)算思維將現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)邏輯抽象表達(dá)，更注重培養(yǎng)抽象思維能力。

可見(jiàn)，Java程序設(shè)計(jì)這門(mén)課不僅僅是簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)與應(yīng)用語(yǔ)法規(guī)則，更是要注重計(jì)算思維的訓(xùn)練，以及基于該思維的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。

3教學(xué)中存在的問(wèn)題

3.1學(xué)生方面

（1）高職學(xué)生高考入學(xué)成績(jī)普遍較低，尤其是數(shù)學(xué)與英語(yǔ)，學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，邏輯思維能力不強(qiáng)，對(duì)英文存在恐懼心理。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，自主能動(dòng)性不強(qiáng)，尤其缺乏自我能力，極易受到外界環(huán)境的影響。

（3）因?yàn)檎n程開(kāi)設(shè)在大一第二學(xué)期，作為大一新生，學(xué)生對(duì)大學(xué)生活還未完全適應(yīng)，直接導(dǎo)致了學(xué)習(xí)效果不佳，部分學(xué)生經(jīng)過(guò)第一學(xué)期的c語(yǔ)言課程，對(duì)程序設(shè)計(jì)產(chǎn)生畏懼甚至厭學(xué)心理。

3.2教師方面

（1）教師基本按照教材章節(jié)安排教學(xué)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的講授和整體性，忽視了對(duì)學(xué)生思維方式培養(yǎng)，無(wú)法將重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容教學(xué)展示給學(xué)生。

（2）過(guò)于強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法和編程規(guī)則，在講課過(guò)程中往往沒(méi)有留給學(xué)生足夠時(shí)間去思考和消化，忽略算法的設(shè)計(jì)過(guò)程，只是照搬經(jīng)典算法，過(guò)于注重語(yǔ)法知識(shí)，勢(shì)必會(huì)阻礙學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，造成學(xué)生知識(shí)片面化，無(wú)法完整的理解知識(shí)結(jié)構(gòu)，無(wú)法將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。

（3）教學(xué)方式基本采用單一的灌輸式教學(xué)，任課老師側(cè)重教，而學(xué)生只管學(xué)，缺乏對(duì)學(xué)生思維的引導(dǎo)，沒(méi)有將計(jì)算思維與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，學(xué)生也很難由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（4）教學(xué)組織沒(méi)有兼顧學(xué)生個(gè)體差異，缺乏層次遞增的教學(xué)設(shè)計(jì)，往往導(dǎo)致基礎(chǔ)好的學(xué)生沒(méi)吃飽，基礎(chǔ)差的學(xué)生沒(méi)吃到。

4擬采取的措施

（1）調(diào)整課程內(nèi)容，以基本語(yǔ)法和面向?qū)ο缶幊虨橹鳎釛壘W(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)知識(shí)，著重對(duì)學(xué)生計(jì)算思維方面的培養(yǎng)。

（2）以算法設(shè)計(jì)為教學(xué)重點(diǎn)，擯棄以前以語(yǔ)法為教學(xué)重點(diǎn)的教學(xué)方法。從自然語(yǔ)言描述問(wèn)題開(kāi)始，引導(dǎo)學(xué)生從多方面積極思考，形成求解思路，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，最后編寫(xiě)符合語(yǔ)法規(guī)則的程序代碼。

（3）改變學(xué)生的思維習(xí)慣，以計(jì)算機(jī)為主體去思考問(wèn)題。學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，往往沒(méi)有考慮計(jì)算機(jī)的約束與局限，而是慣性思維，導(dǎo)致算法錯(cuò)誤。應(yīng)使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行順序，學(xué)會(huì)監(jiān)控和調(diào)試程序，培養(yǎng)他們利用計(jì)算思維解決問(wèn)題的能力。

（4）積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)典算法解決問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)經(jīng)典算法的應(yīng)用能力，從模仿開(kāi)始，在程序設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)分析解決問(wèn)題的方法和步驟，逐步培養(yǎng)學(xué)生自己解決抽象問(wèn)題的能力，主動(dòng)用計(jì)算思維去解決問(wèn)題，舉一反三，融會(huì)貫通。

（5）設(shè)計(jì)由淺入深，層層遞進(jìn)的教學(xué)案例。從簡(jiǎn)單的問(wèn)題人手，打消學(xué)生的畏難情緒，然后由淺人深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步地優(yōu)化算法，使學(xué)生易于接受。

（6）設(shè)計(jì)趣味性、綜合性的教學(xué)案例。采用分而治之的計(jì)算思維，逐步細(xì)化分解到各個(gè)單元，將計(jì)算思維的訓(xùn)練貫穿其中，在學(xué)生自主實(shí)踐中，認(rèn)識(shí)和掌握解決問(wèn)題的思維方式，教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)和思考。

5結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算思維在Java程序設(shè)計(jì)中起著很重要的作用。在教學(xué)中不能僅滿(mǎn)足于學(xué)生學(xué)會(huì)編程技巧，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力以及自學(xué)能力，還要教給學(xué)生歸納總結(jié)、舉一反三的學(xué)習(xí)方法，要采用慢慢引入、循序漸進(jìn)的方式把這種思維滲透到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生在編程中使用計(jì)算思維，是教師的責(zé)任，當(dāng)然，它是一個(gè)需要在教學(xué)中長(zhǎng)期探索，不斷實(shí)踐。

有意識(shí)地將計(jì)算思維培養(yǎng)融入課程中，不僅有利于學(xué)生提高程序設(shè)計(jì)能力，更有利于學(xué)生用計(jì)算機(jī)學(xué)科的思維方式來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，讓每個(gè)學(xué)生將計(jì)算思維滲透到生活之中，利用計(jì)算思維去解決問(wèn)題，更好地適應(yīng)未來(lái)的生活。激發(fā)他們對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的興趣，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改善學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。