基于計算思維的C語言課程教學改革研究

鄭向陽

摘 要 基于計算思維的C語言課程教學改革，利用計算思維的教學方法，對C語言課程教學進行改革，采用文獻研究法、教育觀察法、交流討論法、試點推廣法，監測教學效果，評估教學方法，及時修訂教學內容，完善教學環節，并廣泛收集國內外近年來的最新相關資料及案例，借鑒已有研究成果，為教學改革的深入研究提供理倫依據與技術支持。

關鍵詞 計算思維 教學改革 C語言

中圖分類號：G511 文獻標識碼：A

1選題意義及研究價值

提高高等教育質量，首先是提高人才培養質量。對高水平大學來說，尤其體現在創新人才培養上。一個時期以來，社會上比較關注“為什么我們的教育總是培養不出杰出人才”這個問題，這句話充分說明教育改革勢在必行。為實現培養和訓練大學生計算思維、計算機基礎教育的現實要求，《C語言程序設計》作為大學計算機基礎課程的重要組成部分，是培養學生計算思維的理想課程。因此，如何深化《C語言程序設計》課程的改革，組建貫穿計算思維培養的知識體系，探索適宜計算思維能力培養的教學方法都是需要我們認真思考的問題。通過積極探索和嘗試，培養計算思維能力，既有助于計算機基礎教育學科的健康、持續發展，又有助于國家對戰略型人才的培養。

2國內外研究現狀

計算思維（Computational Thinking）是2006年3月，美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權威期刊《Communications of the ACM》雜志上提出并定義的。周教授認為：運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

在國外，計算思維不僅得到美英等國教育界的廣泛支持，而且還直接促成美國國家科學基金會（NSF）重大基金資助計劃CDI的產生，旨在使用計算思維促進美國自然科學和工程技術領域產生革命性的成果。英國計算機學會也組織了歐洲的專家學者對計算思維進行研討，提出了歐洲的行動綱領。

在國內，中科院自動化所王飛躍教授率先將國際同行倡導的“計算思維”引入國內，中科院李國杰、陳國良、孫家廣等院士以及桂林電子科技大學董榮勝教授、國防科技大學的朱亞宗教授等多位專家學者也就此開展研究。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會對計算思維的培育非常重視，多次召開會議進行研討。

3研究目標、內容和擬創新點

3.1研究目標

一是豐富和完善C語言的教學資源庫建設，分別在專科、本科教育層次上建成一套質量較高的教學課件、實驗輔導教材、課后輔導和習題資料；二是推動計算機語言類課程教學內容和方法的改革創新；三是推進學生計算思維能力的培養和思維方式的轉變。計算思維不僅要培養學生對計算環境的認識，更重要的應該培養學生掌握在計算環境下的問題求解方法。

3.2研究內容

根據美國卡內基？梅隆大學周以真教授的闡述：計算思維是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，把一個困難的問題闡釋為如何求解它的思維方法。計算機語言類教學和程序設計是學習計算機分析和解決問題的基本過程和思路，是理解計算機和計算思維能力培養的最好途徑。由于長期以來受“狹義工具論”思想的影響，計算機語言類課程教學過程中，很容易陷入語言表達形式的誤區，把重點放在語言語法知識點的學習上，忽視程序設計能力及更為重要的計算思維的培養。本項目主要通過選擇C程序設計語言的教學和應用，培養學生對計算環境的認識和面向典型計算環境的問題求解方法和能力，著力提高學生的計算思維能力，推動以計算思維為核心的計算機語言類課程的教學改革。主要研究內容包括：C語言的教學資源庫的建設；整合課程內容，把原側重“語言”使用的內容轉變為注重與專業結合的解決實際問題的程序設計思想與方法，注重于思維能力培養；構建三個層次的教學模式：課堂教學與實驗教學相結合、課程作業與項目訓練相結合、常規教學與網絡教學相結合；設計教學方法，采用任務驅動法、案例分析法等手段，以提高學生邏輯能力和創新能力的培養；以計算思維能力培養為核心構建教學體系，并推進基于計算思維培養的教學方法改革，從而建設可持續的計算機學習形式。

3.3擬創新點

首先，課程講授內容精選學生終身學習必備的基礎知識和技能，加強課程內容與學生生活以及現代社會、科技發展的聯系，關注學生的學習興趣和經驗，滿足學生多樣化發展的需要；其次，進行教師教學方式和學生學習方式變革的嘗試，探索雙主教學模式，要求教師精講，改變課程過于注重知識傳授的傾向，對學生倡導自主、探究與合作的學習方式，逐步改變以教師為中心、課堂為中心和書本為中心的局面，強調形成積極主動的學習態度，使獲得知識與技能的過程成為學會學習和形成正確價值觀和計算思維的過程，促進學生創新意識與和計算思維能力的提高；第三，在教學網站的建設上，用以資源為中心的信息技術與課程進行全方位整合，并借助優秀媒體的輔助作用，為學生主動學習和積極探索提供內容豐富、多種層次的教學和學習環境。

4結束語

通過對C語言課程教學改革的研究，豐富和完善C語言課程教學內容及教學資源庫的建設，提高教學質量，為學生主動學習和積極探索提供內容豐富的、多種層次的教學和學習環境，從而推動計算機語言類課程教學內容和方法的改革創新。