非计算机专业程序设计类课程之计算思维培养

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1、非计算机专业程序设计类课程之计算思维培养　摘要：本文分析了非计算机专业计算思维的培养需求及目前大学所设的非计算机专业程序设计类课程中存在的问题，并提出应注重学情，因材施教，从课程引入、案例教学和实验三个阶段强化计算思维训练，进而提升学生的信息素养的改革思路。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息，若要分享，请保留本段说明。　关键词：计算思维；程序设计课程；非计算机专业　　中图分类号：G434文献标识码

2、：A论文编号：1674-2117（2017）08-0089-04　　21世纪是信息和知识经济的时代，它的特征是数据资源的开发、计算机和网络的广泛普及，这个时代所需要的思维方式是计算思维方式。[1]因而，计算思维成为21世纪大学生必须具备的基本技能。目前，程序设计课程是大学通识教育的重要组成部分，它不仅向学生传授计算机的相关知识和技能，更重要的是能够培养大学生的思维方式。因此，如何对程序设计课程进行教学改革，将计算思维能力培养融入教学过程，提高学生运用计算思维分析问题和解决问题的能力是一个富有挑战性的研究课题。　　非计算机

3、专业的计算思维培养需求　　计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、人类行为理解等一系列的思维活动和过程，是一种以抽象、自动化为特征的解决问题的思维方式。[2，3]培养计算思维的目的是希望所有人都能像计算机科学家一样思考和分析，把计算机技术与各种学科理论技术进行融合和创新。研究指出，理论思维、实验思维、计算思维共同组成人类认识世界和改造世界的三种思维方式。[4，5]理论思维是用“假设―推理―证明”等理论手段来研究社会自然规律的逻辑思维，实验思维是用“实验―观察―归纳”等实验手段来研究的实证思维，计算思维是以“抽象―

4、设计/构造―编程实现”等计算手段来研究的构造思维。随着对自然社会现象和规律研究的深入，理论思维和实验手段受到很大的限制，不同学科研究对计算机科学的需求日益增强，特别是在高端交叉学科，如“计算数学”“计算物理”“计算化学”“计算生物”等，这些学科都需要利用计算手段来实现理论和实验的协同创新。　　对非计算机专业人才的计算思维培养的重任首先落在大学计算机基础课程的教学上。因为计算机基础课程在小学、中学阶段都有不同程度的开设，因此在大学阶段，很多高校就不再开设，而主要开设程序设计类课程。高校非计算机专业开设的程序设计类课程主要有

5、“C语言程序设计”“VisualC++程序设计”“VisualBasic程序设计”“Java程序设计”等课程（以下简称“程序设计类课程”）。程序设计类课程能够培养学生计算思维、逻辑思维能力，其开设对改善大学生的知识结构，培养他们的计算思维、创新能力及提高综合素质都起着十分重要的作用。　　非计算机专业程序设计类课程教学现状及方法改革　　1.教学现状及存在的问题　　程序设计类课程的授课对象为非计算机专业大学一年级的学生，他们当中有些是文科生，数学基础差，对概念不容易理解，且自学能力差，实际应用则更困难。同时，学生的学习功利性

6、很强，对上机实?H操作比学习理论知识更有兴趣，虽然简单的类似课堂内容的实验项目能完成，但解决实际应用问题的能力却较差。另外，由于课时有限，程序训练较少，他们很难认真独立地完成作业。　　2.注重学情，因材施教，使用案例教学模式　　（1）注重学情，因材施教　　在深入研究非计算机专业大一年级学生的认知规律、思维模式和专业背景后，笔者按照课程知识的内在体系结构梳理了教学内容，并深入浅出、由易到难、循序渐进地进行了教学设计。实践结果表明，教学的理论深度要适当，难点要分散，先修知识要交代清楚，避免学生因听不懂而产生厌学情绪。同时，在

7、教学过程中，要大量使用多媒体教学和实际编程环境演示，增加学生的感性认识；针对较复杂的问题要采用讲练结合的形式来巩固知识，加深其理解；还要淡化繁琐的语法规则，突出重点，增加学科前沿知识。　　（2）使用案例教学模式　　在程序设计类课程的教学中使用案例教学模式，设计丰富生动的教学实例，如讲最大公约数算法时引入欧几里得的故事，讲Fibonacci数列的数组应用时引入兔子繁殖问题，讲双重循环时使用多种金字塔图形。在课堂教学中，教师可采用讲故事的案例教学法引出与案例相关的一系列概念与算法，调动学生的学习积极性，启发思维，便于学生理解

8、。除此之外，还可以采用课程小组、团队学习等形式促进学生共同学习、共同探索，提高学习效率。　　非计算机专业程序设计类课程计算思维的培养实践　　计算思维可以贯穿程序设计类课程的整个教学过程，下面笔者分别从课程引入、课堂案例教学和实验设计三个阶段探讨如何将程序设计类课程与计算思维有机地结合起来。　　1.突出计算思维的课程引