基于計算思維的C語言實踐教學(xué)研究

周本海

摘 要： C語言是我國高等學(xué)校中重要的一門計算機(jī)基礎(chǔ)課程，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力。對學(xué)生進(jìn)行計算機(jī)思維的能力培養(yǎng)，是計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。本文針對高校C語言課程中引入計算思維作為研究對象，介紹計算機(jī)思維的基本概念，給出以計算機(jī)思維能力培養(yǎng)為核心的C語言實踐教學(xué)的目標(biāo)、實驗教學(xué)內(nèi)容及方法，取得高效的課堂效果及極大提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： C語言 實踐教學(xué) 計算思維1.引言

C程序設(shè)計是計算機(jī)學(xué)科中一門非常重要的課程，它在教學(xué)中需要運用程序設(shè)計基本知識，同時運用大量計算思維的概念、方針、模式，在計算機(jī)學(xué)科中對于問題的解決有舉足輕重的作用。以培養(yǎng)計算思維能力為中心的教學(xué)方向在C程序設(shè)計教授中深化途徑，在實踐中引導(dǎo)學(xué)生對計算機(jī)學(xué)科進(jìn)行了解并產(chǎn)生濃厚的興趣，在學(xué)習(xí)中讓學(xué)生在編程及應(yīng)用中夯實基礎(chǔ)，在思想上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.計算思維

計算思維是一種利用計算機(jī)的方法對實際應(yīng)用及科學(xué)問題機(jī)型求解、系統(tǒng)設(shè)計及人類行為的求解過程，同時計算思維也是解決問題的一系列思維活動。計算思維融合了解決問題使用的一系列數(shù)學(xué)的思維方法，對現(xiàn)實世界的復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計及評價的工程管理的思維方法，對問題復(fù)雜性、心里活動、行為活動理解的科學(xué)思維方法。計算思維的優(yōu)勢在于，計算思維超越計算過程能力及計算上的限制，并且由計算機(jī)執(zhí)行。計算機(jī)思維下的計算方法及計算模型，使人們處理無法由個人解決的復(fù)雜問題及系統(tǒng)設(shè)計。計算思維的又一特征是抽象，計算機(jī)思維的抽象結(jié)果超越時間及空間的限制，并且以符號記錄的方式，數(shù)字抽象化只是計算機(jī)思維的一個實例。

與數(shù)學(xué)和物理的論證思維相比，計算機(jī)思維的抽象層次更豐富，也較復(fù)雜。計算思維的抽象活動是不考慮失事物的物理、化學(xué)等其他特性，不僅保留量的關(guān)系及時空形式，而且考慮讀、寫及運算的能力。

3.計算思維在C語言教學(xué)中的應(yīng)用

（1）計算機(jī)應(yīng)用實驗流程需規(guī)范。

在每次實驗時，對于內(nèi)容方面，首先要求課前預(yù)習(xí)，其次進(jìn)行程序調(diào)試，然后進(jìn)行歸納總結(jié)。通過上述流程進(jìn)行實驗，讓學(xué)生對知識點進(jìn)行思索，對學(xué)生在問題的分析與理解方面得到深層次的提高。

（2）加強(qiáng)引導(dǎo)是計算機(jī)應(yīng)用實驗指導(dǎo)的重點。

在計算機(jī)實驗課程教學(xué)中，對于學(xué)生的疑問，可以通過教師提問的方式進(jìn)行引導(dǎo)，使其自主思索。在程序調(diào)試中如發(fā)現(xiàn)問題，督促學(xué)生獨立處理，掌握邏輯思考能力，對于編譯過程中的錯誤信息，請學(xué)生記錄錯誤信息的類別、分析編譯錯誤的原因，避免以后程序調(diào)試中類似的失誤，從而培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及分析判斷的能力，讓學(xué)生通過總結(jié)實驗中的問題深化對基礎(chǔ)知識的掌握。

（3）方法多樣性在程序設(shè)計中的應(yīng)用。

在C程序設(shè)計教學(xué)中，可以根據(jù)人對事物的認(rèn)知所具有多樣式，以引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)編譯算法的多樣性。這樣可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中不拘一格，充分發(fā)展其創(chuàng)新能力、探索能力、自主研究能力。教師可以在實驗內(nèi)容上側(cè)重多算法類問題，鼓勵學(xué)生通過多種算法實現(xiàn)同一編譯結(jié)果，同時通過分配小組討論對彼此間的算法進(jìn)行探討，通過這種方式讓學(xué)生彼此研討各種算法的利弊，從而對最優(yōu)算法進(jìn)行探索，以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)研究的能力。

（4）對實驗過程溫故知新，開拓計算性思維方式。

在應(yīng)用實驗結(jié)束，請學(xué)生對實驗的內(nèi)容找出不足之處，進(jìn)行總結(jié)、歸納再思索，通過這種途徑實現(xiàn)學(xué)生擴(kuò)展性計算思維方式的養(yǎng)成及優(yōu)化，對知識的再認(rèn)識、再鞏固、再創(chuàng)新。在內(nèi)容上：一是對實驗結(jié)果的再思索，二是對思路、算法、編譯過程的再思索，三是對算法的再優(yōu)化、對知識基礎(chǔ)點的再探究，達(dá)到溫故知新的效果。這種方式依然可以采用小組模式進(jìn)行討論，分析各自利弊，對合適的算法進(jìn)行再優(yōu)化，從而更廣泛地發(fā)展學(xué)生的思維能力。

4.結(jié)語

C語言作為我國高等學(xué)校中重要的一門計算機(jī)基礎(chǔ)課程，對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力有巨大的推動作用。另外，對學(xué)生進(jìn)行計算機(jī)思維的能力培養(yǎng)，是計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。本文首先介紹了C語言課程的重要性，以及引入計算思維的重要意義，并對計算思維的含義進(jìn)行了深入的分析，最后從規(guī)范實驗教學(xué)的上機(jī)流程、加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)習(xí)、提供多樣化的算法案例及通過實驗過程進(jìn)行計算機(jī)思維的培養(yǎng)四個方面對引入計算思維的C語言實踐教學(xué)進(jìn)行深入的分析與探討，最終取得高效的課堂效果及極大提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

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