計算思維與應用能力在程序設計中的滲透探析

單懷軍

摘 要：程序設計是計算機應用型人才培養的重要課程，在平衡理論教學、實踐教學工作中，要從程序設計的任務、題目、課程指導和項目評價等方面進行優化。

關鍵詞：計算思維；程序設計；教學實踐

計算思維已經成為計算機教育實踐中的核心任務，也是幫助學生真正理解程序設計理念，提升學生信息應用能力的重要內容。程序設計教學是計算機類專業基礎課，以C語言為例，其簡潔性、高效性特點，成為培養計算思維能力的典型課程，也是應用型院校提升程序設計應用能力的基礎課程。

一、計算思維與應用能力在程序設計中的應用

思維力與行動力是人類的基本能力，從社會學來看，思維力的存在為行動力提供指導，也只有正確的思維才能提升行動價值。通過對思維科學和現代創新精神的分析，思維力有助于全面分析和解決問題，并成為綜合應用能力的基礎能力。計算機教育應該著力培養學生的計算思維，尤其是應用型院校，更應該從課程體系上融入計算思維，增強和提升學生的思維能力。程序設計是計算機教育的基礎課程，也是培養學生計算思維的重要載體。以C語言為例，其結構化程序設計模式，便于學生從知識的學習中，拓寬邏輯思維能力、增強抽象數學模型思維，以及在編程和調試過程中，對算法、實際程序的分析與總結能力。C語言程序設計作為高校計算機教育中的重要內容，要從課程規劃上，在滿足專業教育的同時，著力從“理論教學”轉向“實踐教學”，調整課程教學計劃，尤其是理論與實踐課時分配，讓學生從實踐學習中逐步培養計算思維，為提升信息應用技術創造條件。

二、程序設計課程中計算思維的滲透

（一）理論課程中的滲透

程序設計理論課程教學，主要從程序設計基本原理、語法規則、以及程序設計各類函數、指針的應用方法上，引導學生了解和掌握其用法。如C語言中的for、while、do與while的用法對比，可以通過Watch窗口來進行調試觀察，對不同循環執行體中循環變量、中間變量的變化進行分析，讓學生從中感受語法應用規律，掌握程序調試中對各執行過程、軟件功能的理解。同時，對于計算思維的滲透，還應該從理論講解中滲透實例，特別是針對程序設計中具體問題的解析，可以從求解問題的已知入手，引導學生獲得中間結果，再由此得到最終結果。在這個過程中，已知信息、中間結果、最終結果是如何轉化的，特別是對于程序設計中數學模型的抽象化描述，需要從具體解題步驟中選擇適當的算法，再由算法轉化為程序設計語言、代碼及流程圖，最后通過機器調試和執行，來獲得計算思維的激發和培養。

（二）實踐課程中的滲透

實踐教學有助于鞏固理論知識，增強學生的動手操作能力，同樣也是激發學生計算思維，增強學生應用能力的有效手段。在程序設計實踐性教學中，要遵循“由淺入深、循序漸進”的過程，通過驗證型實踐、探索型實踐、綜合型實踐的協同優化，最終提升學生的實踐水平。主要從三個方面來進行優化：一是做好上機操作規范化管理，對于實驗課，要圍繞“課前分析、問題思考、擬定算法、編寫程序、上機調試”的過程，合理有序的布置學習任務，尤其是在實驗前的理論課程結束時，要對上機實驗課內容進行呈現，對于實驗中的可能問題進行提醒，并鼓勵學生從課下來進行嘗試解決，擬定算法流程圖，編寫基本程序代碼，為上機調試做好準備。另外，對于上機調試過程進行規范化，如建立程序編碼規范化，對各程序段的編寫進行詳細備注，養成良好的程序編寫習慣。二是對上機答疑進行積極引導。實驗課的主要任務是程序調試，對于常見的語法錯誤、邏輯錯誤等問題要進行驗證。鼓勵學生自己來檢查語法或邏輯錯誤，并從實際操作中來規避問題；針對上機測試中程序代碼鏈接錯誤，可以對錯誤信息進行記錄，分析原因，積極改正錯誤；對于算法在驗證中遇到的疑問，鼓勵學生獨立思考，從調試中來改正，增強學生對錯誤的體驗，避免犯同樣的錯誤。三是實驗后反思，對每次實驗課在結束后，要讓學生養成反思的習慣，特別是對于程序調試中的編寫錯誤、算法錯誤等問題，要結合理論學習和教師答疑，來拓寬學生的計算思維力。

（三）在教學設計中滲透

課程教學設計是一項系統化工程，尤其是在程序設計課程教學中，對于具體的軟件實際問題，都需要從軟件工程思想滲透中來增強應用型。通常需要把握四點。一是課前任務的預先布置，對于下一節課教學任務要提前布置，特別是涉及程序設計具體能力的任務，如數組、鏈表、指針、結構體等內容，要讓學生在課前進行預習，提前明確教學任務，有目的的滲透內容，縮短課堂教學時間。二是做好課程選題設計，在程序設計教學主題設計上，結合學生對程序設計的理解，可以融入通訊錄、成績管理、圖書管理等通用型設計題目，也可以融入其他優秀學生設計案例、源程序，讓學生從模仿和改寫上來鍛煉分析力、解決問題的能力。三是注重程序設計教學過程的銜接，程序設計本身對課堂教學提供了廣泛的渠道，教師可以通過QQ、信箱、教學網站等，構建便捷的師生交流平臺，并通過程序設計指導、答疑等方面，指導學生掌握程序設計的方法，及時了解學生遇到的疑難，啟發學生自主設計程序。四是注重程序設計課程項目評價，對于程序設計教學中的評價體系，要涵蓋學生的多個方面，如學生對程序設計的理解、對程序設計語言的學習熱情、競爭意識，對算法設計的構想、對程序調試能力、代碼實現能力等，通過導入綜合性評價，來客觀、公正的評價學生。

參考文獻：

[1]劉向永.計算思維來了：從理論走向實踐[J].中國信息技術教育，2015（23）.