注重计算思维的程序设计课程研究性教学探讨

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1、注重计算思维的程序设计课程研究性教学探讨　　摘要：培养计算思维是培养复合型创新人才的重要内容之一。该文结合我校非计算机专业程序设计课程教学的实际，以C语言程序设计课程为例，整合教学内容，对基本语法的问题式教学、基本控制结构的案例教学及模块化设计的任务驱动教学等研究性教学法进行探讨，旨在培养学生的计算思维能力，进一步提高学生的创新能力。　　关键词：计算思维；程序设计；研究性教学　　中图分类号：G424文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）28-0150-03　　1背景　　1.1计算思维　　“计算思维”一词早在2

2、006年美国卡内基梅隆（CMU）的周以真教授就给出了定义，其本质是抽象和自动化。周教授强调计算思维不仅属于计算机科学家，而应是每一个人的基本技能。[1]2010年我国九校联盟会议也发表声明指出，培养复合型创新人才的一个重要内容就是要潜移默化地培养学生养成一种新的思维方式――计算思维。[2]　　1.2研究性教学　　高等教育的任务是培养具有创新精神创新能力的高级专门人才。研究性教学作为一种开放式教学模式，是本科院校培养人才的重要途径。2000年以来，教育部先后出台“9关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见”等文件，都

3、明确提出积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。[3]各高校积极将研究性教学理念融入到教学改革中，积极探讨研究性教学的理论与实践模式。　　由此可见，在当今信息技术时代，培养学生的计算思维能力是培养具有创新能力的人才的必要条件。在积极实践研究性教学改革过程中，不断渗透计算思维的思想，培养学生计算思维能力，是一项非常有意义的重要任务。　　2我校计算机基础教学的现状　　为应对高校计算机基础的教学改革，我校对计算机基础课程的教学做了改动，非计算机专业学生第1学期先行开设大学计算机基础课程，第2学期开设程序设计课程。这样使新生在了解

4、计算思维的概念后，能有意识地使用计算思维去思考问题、去解决一些基本问题，同时对后续开设的程序设计课程有一定的铺垫作用。　　我校在研究性教学初步实践的基础上，现已在18个专业全面开展研究性教学改革，计算机公共课教学也在此列中。将研究性教学改革应用于程序设计课程，正好解决了目前非计算机专业程序设计课程教学过程中尴尬局面，其一是教学过程中偏重语法讲解，内容多、晦涩难懂；其二实验课时少，学生编程能力和调试能力差等。　　程序设计课程正好也是训练学生计算思维能力的一个重要平台。因而，如何在程序设计课程的研究性教学中训练学生的计算思维能力

5、，又如何利用学生的计算思维能力促进程序设计课程的教学改革，则是我们计算机公共课教学工作者要积极思考并付诸实践的重要课题。9　　3注重计算思维的程序设计课程研究性教学探讨　　我们在非计算机专业开展注重计算思维的程序设计课程（以《C语言程序设计》课程为例）研究性教学，是以培养创新人才为目标，激励和引导学生主动发现问题、分析问题和解决问题，在以教师为主导、学生为主体的探究过程中运用计算思维的方法获取知识、训练思维、培养能力。　　根据计算思维和研究性教学的特点，我们从本校实际情况出发，实施C语言程序设计课程研究性教学以课堂研究性教学

6、为主，且又不仅仅局限于课堂中，辅以学生自主探究、合作学习、网络自测、观看视频。对教学内容进行整合，将课程内容分为几个阶梯式的程序设计阶段，依次是语法基础、基本控制结构、模块化程序设计等。教学过程中，根据具体教学内容灵活运用适合于研究性教学的方法和手段，如问题式教学法、案例教学法、任务驱动教学法等，激发学生的学习兴趣，注重解决实际问题的程序设计思想与方法，注重计算思维能力的培养。　　3.1基本语法的问题式教学，培养计算思维能力　　问题式教学通过提出一系列问题来组织教学内容，把问题贯穿于教学过程的始终。古人云“学起于思，思源于疑

7、”，问题、疑问是思维的“启发剂”。我们首先要创设问题情境，激活学生思维；交流讨论，启发学生反向思维；解决疑问，学会计算思维的方法。9　　C语言的基本语法、基本控制结构本身就蕴含着重要的计算思维。[4]我们通过不断设问、反问，来逐步分析、挖掘、探索C语言语法的知识内涵，让学生领悟语法定义的目的、形式和使用方式。这样让学生既学到了C语言基本语法，又有利于在使用过程中少犯错误，即使出现语法错误也能快速找出症结所在。　　示例问题：将华氏温度转换成摄氏温度。转换公式：C=5.0/9*（F-32），其中F为华氏温度。　　讲解示例，首先设

8、问“如何告诉计算机所要完成任务？”，当然用符号表示（即符号化），这是一次抽象的过程。再问“直接输入转换公式，计算机能识别公式中的符号吗？”，演示发现系统会报错，无法识别F和C。接着问“怎样让系统接受未知的数据？”及“在C语言中如何“介绍”新数据？”，此时让学生去自学、讨论数据对象的命名规则