程序設計中學生思維能力的培養

關麗麗

【摘 要】程序設計是職業中專學校計算機專業的一門核心課程，它對于培養學生良好的邏輯思維和嚴謹的程序設計能力有著重要的意義。

【關鍵詞】程序設計 思維 培養

計算機教學的程序設計不僅生動、有趣、操作性強，關鍵的是在設計中能培養學生的思維品質，訓練學生，使其思維的廣度和深度逐漸加強。計算機的許多概念、知識都很抽象，對這些知識和概念的理解、思考和內化，就是對抽象事物的“反芻”過程，對學生的思維方式、思維的過程、思維的張力將產生潛移默化的影響。

一、程序設計有利于學生抽象思維的發展

在現實中，人們總是從認識個別事物開始，到事物的一般性質。在這個過程中，歸納推理的思維方式起著非常積極的作用。要解決程序設計問題，首先要考慮適當的算法，算法需借助符號和概念進行推導和論證，要靠編程來實現。

在編程過程中，通過對問題的分析、推理、歸納出一般性的規律，然后再用計算機語言描述出來，這是一個高度抽象復雜的過程。在程序設計中，學生頭腦的大量假設、猜測、推理、歸納等思維方法綜合采用。比如：在循環結構的程序設計中，我們往往從問題的最簡單的情況人手，直至歸納出解題的途徑，選出最佳的方法，總結出抽象的規律，最后編程解決問題。

一般來說，這是一個反復的過程，經過不斷的訓練，學生的抽象思維能力得到了很大的鍛煉。實踐證明，通過程序設計教學，學生的抽象能力、分析、解決問題的能力有了很大的提高。

二、程序設計有利于學生創造性思維的培養

人們在創造活動中或在需要創造性解決問題的情境中表現出來的有創見性的思維，稱作創造性思維。它能夠提供新穎獨創而又有價值的思維成果。

在程序設計中，大量摒棄了以往數學教學中的思維定式，比如：A=A+1，這一算式在數學教學中是無法成立的，但在大量的累加程序和賦值語句中得以采用。經常使用窮舉策略、分層分治策略及優化組合策略，都打破了以往的教學常規，以一種嶄新的思維方式和極富創造性的手段，大大激發了學生的創造欲和成就感。

創造性思維的具體過程，一般包括準備、醞釀、頓悟和驗證四個階段。程序設計教學正是這四個階段的最有力的展現。要設計成一個正確的程序，一般要經過以下幾個過程：設想——框圖——程序——調試——修改——成功。程序寫下來，要經過上機調試，發現運行錯誤或運行結果不夠滿意，再修改，再調試，如此反復，直至達到預期效果。這是一個艱難的思維過程。有時一個程序看似簡單，但調試起來往往要費不少功夫，解題中那種茅塞頓開的感悟，常會使學生鼓掌、歡騰、跳躍，一種成就感油然而生，大大激發了學生的求知欲望。學生的創造性會得到淋漓盡致的發揮，他們的思維能力往往會得到跳躍式的拓展和提高。

三、程序設計有利于學生思維品質的優化

計算機是一門操作性很強的學科，學生上機通過手、眼、心、腦并用而形成的強烈專注，會使大腦皮層產生高度的興奮，將所學知識高效內化。學生通過上機體會各種指令的功夫、分析程序運行過程及驗證運行的功能，都能使學生產生一種成就感，在激昂的情緒氛圍中，容易塑造敢于進取的心理素質，增強獨立探索的自學能力，激發好學精神。

程序設計所采用的模塊化的思維方式，善于把一個復雜的問題分解成若干個簡單的問題來逐個解決，然后對各部分進行編程，得出幾個相對獨立的程序段，再由這些程序段組成一個完整的程序。

通過訓練，學生不僅形成了良好的結構思維品質，增強了學生處理實際問題的能力。而且，由于計算機運行高度自動化和程序化，因此，在編程操作中，學生一絲不茍、思維高度集中，稍有差錯，程序運行就會出錯或停止，這個反復調試的過程，實際上就是鍛煉思維、鍛煉意志、技能的形成過程。因此，程序教學能培養意識、開發心智、深化思維、增強毅力、增進技能，對促進學生思維的優化起到積極的促進作用。

四、程序設計有利于學生思維空間的拓展

編程是無止境的。無論那種計算語言，都以其豐富的內涵給學生提供了廣博的思維空間。學生都能夠各現其能，在程序設計教學中，我們注重學以致用，培養學生分析和解決實際問題的能力。而由此產生遷移的衍生作用，對輔助其他學科的學習能起到良好的推動作用。如讓學生用FOXBASE、QBASIC等統計考試成績，排名次，編程解決一些有趣的數學、推理和圖形問題，并積極引導學生的發散思維：我們的程序是不是最優、是不是簡潔、是不是規范、算法是不是得當？由此訓練他們精益求精、嚴謹治學的態度。

五、程序設計應關注問題解決的過程及方法

在教學中，教師應把握好每一次引導學生讀程序或程序設計練習的機會，引導學生始終圍繞計算機處理信息的基本過程“輸入信息——處理信息——輸出信息”，其中關鍵是“處理信息”，“處理信息”往往涉及把實際問題轉換成如何用數學式子或模型解決的問題。

讀程序時要從中區分哪些是“輸入信息”部分，哪些是“處理信息”部分，哪些是“輸出信息”部分，分析程序的運行結果關鍵是分析程序的“處理信息”部分。經過多次這樣的提示訓練學生讀程序就有了方向，并知道應精讀哪些部分，同時程序讀多了，編程能力也相應提高。

例如：程序設計練習題為：“輸入100個同學的身高，輸出最高的學生的身高和最矮的學生的身高”，可這樣引導學生分析問題：100個同學的身高若是隨機錄入的，輸入到100個后應不再輸入；題目轉化的數學問題應是比較數的大小。“輸入信息”部分應是隨機錄入100個同學的身高，“處理信息”部分應是重復比較兩個數的大小，始終記錄好最大、最小的兩個數，可用循環結構；“輸出信息”部分是輸出最大值與最小值。這樣，經常進行這樣的引導分析，學生應用程序解決問題的能力自然就會得到提高。

當然，在程序設計教學中要培養學生的計算思維能力，關鍵在課堂教師有意識的引導。

【參考文獻】

[1]李陶深.計算機程序設計類課程整合研究[J].廣西大學學報；2008，（02）.

[2]黃煜.程序設計語言課程教學方法探討[J].山西農業大學學報；2006，（01）.