基于计算思维的程序设计类课程教学实践

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1、第15期计算机教育计算机教育2012年8月10日ComputerEducationComputerEducation65文章编号：1672-5913(2012)15-0065-04中图分类号：中图分类号：G642G642基于计算思维的程序设计类课程教学实践1121丁金凤，李英梅，徐建山，盛琳阳（1.哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150025；2.哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150028）摘要：介绍计算思维的概念和特征，提出在程序设计类课程中强化计算思维的两种方法，即上机操作和算法多样化。以哈尔滨师范大学计算机科学与信息

2、工程学院C语言程序设计课程为例，介绍强化计算思维训练的教学实践手段。关键词：上机实验；算法多样化；教学实践计算思维不同于传统的数学思维，它不关注用程序语言控制机器解决实际问题。计算思维的逻辑关系、推理演算的严谨程度，而是强调问题本质是抽象和自动化，计算思维的抽象是使用符解决的操作过程和应用实践。《中国高等院校计号代替实际问题中的各种变量，每个程序包括各算机基础教育课程体系2008》提出了计算教学培种标识符、常量、变量、数组、函数和结构体等养应用能力的三大要求：操作演示能力、应用开符号语言，这些组合在一起就构成了程序设计语发能力和创新实践能力。程序设计课程作为计

3、算言。计算思维的自动化则体现在程序的机械式执机应用技术的基础课程，掌握问题求解的算法和行，这也是冯•诺伊曼计算机体系的本质特征。实现算法的具体过程是重要的培养目标，这些都要实现自动化，就必须要设计精确的算法和严格需要强化计算思维训练实现。基于计算思维的程的程序语言体系。计算思维的主要特征如下。序设计课程就是要在教会学生计算机编程的同时1）计算思维是严谨规整的。完备的算法是计培养他们的计算思维能力。算机程序解决问题的基本要求，它的实现必然要使用严格的数学符号描述。数学符号本身就是一1计算思维种有限确定性的描述问题手段，所以算法必须要保证每一步的操作都是确定无二义

4、的，所以计算计算思维最早是由美国的周以真思维体现的正是严谨而又规整的逻辑思维。(JeannetteM.Wing)教授在美国权威计算机杂志不同于人们用自然语言描述现实生活的各种《CommunicationsoftheACM》上定义的，她指出，现象，计算思维使用形式化语言科学地描述问题计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题以及求解过程，这样可以避免由于文化习惯的差求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机异造成的二义性现象。比如自然语言“丁老师在[1]科学之广度的一系列思维活动。计算机的计算上课”可以理解为“丁老师在教课，她在教别人”，思维建立在计算过程的具体

5、实现和约束之上，利但也可以理解为“丁老师在听课，别人在教”。计基金项目：2010年黑龙江省高等教育教学改革工程项目（2010-45）；黑龙江省教育学会“十二五”科研规划课题（XHY125-016）；哈尔滨师范大学科技发展省预研项目（10XKYY12，10XYS-03）。作者简介：丁金凤，女，讲师，研究方向为数据库与知识库、网络应用；李英梅，女，副教授，研究方向为数据库、软件工程；徐建山，男，讲师，研究方向为网络计算与网络应用。计算机教育66ComputerEducation2012算思维要求用确定、形式化并且无二义性的语言弃传统的理论灌输和课后练习的教学模式，

6、采用描述问题，这就要求在程序设计课程教学过程中以上机实践为重点的计算思维教学模式，让学生强化计算思维训练。比如学生在编写程序时使用在亲手操作中学习知识、消化知识，以战代练，了错误的符号或者语法，都会在编译或者运行时强化计算思维。具体的策略包括如下几个方面。提示错误，我们需要引导学生纠正自己的错误，1）提高上机实验的地位。程序设计类课程本培养他们严谨的科学实证精神和编程的良好习惯，身就是一门实践型学科，在进行教学活动之前，[2]这些都属于强化计算思维严谨性的范畴。需要跟学生沟通，让他们明白上机实验的重要性，2）计算思维是目标明确的。计算思维是用同时认识到上机不是

7、仅仅为了强化实践能力，而来解答问题的，它将实际生活中的问题以抽象化主要是为了培养他们积极思维，自己发现问题、和程序化的形式表示出来。通常解答问题的过程解决问题的计算思维能力。授课教师也应该认识如下：发现问题、分析问题、思考问题、解决问到上机实验应是程序设计课程教学的核心。题和反思。在程序设计课程的教学过程中，要注2）保证实验内容，体现计算思维。要强化意培养学生依据已有的知识体系，提出问题、解计算思维，首先要在实验内容上下功夫。教师要决问题的能力，着重强化利用计算思维的方式描不断学习和创作适合学生知识和心理特点的实验述问题和使用机器语言解决问题的训练。例如，内容

8、。实验内容不应是课堂内容的简单复习，要