以計算思維為導向的《Java程序設計》課程教學改革

項中華

摘要：闡述計算思維的重要性，分析目前高職學生和教師在Java課程中存在的問題，并介紹結合計算思維解決上述問題擬采取的措施。

關鍵詞：計算思維;Java程序設計;教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）29-0180-02

1概述

2006年3月，卡內基·梅隆大學的周以真教授在《communi-cations of the ACM》上，首次提出了計算思維的概念。計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維是由人和機器執行，受限于計算過程中的能力。目前，計算思維是計算機界普遍關注的重要概念，也是當前中小學及高校計算機教育重點研究的課題之一。

2課程特點

Java是面向對象程序設計語言，其教學內容可以分成面向過程的程序設計和面向對象的程序設計兩個部分。

面向過程的部分類似于C語言主要介紹語言的語法規則，內容包括變量的基本類型、運算符、程序邏輯結構控制等，使學生在C語言基礎上，進一步掌握有關編程方法理論。強調基于計算機的基礎概念，以解決數學問題為主，需要掌握和應用各種常用算法。

面向對象部分主要內容為面向對象程序設計，具體包括類和繼承，以及接口和多態等，不僅僅是面向對象程序語法，更需要以計算思維將現實業務邏輯抽象表達，更注重培養抽象思維能力。

可見，Java程序設計這門課不僅僅是簡單的學習與應用語法規則，更是要注重計算思維的訓練，以及基于該思維的分析問題、解決問題能力。

3教學中存在的問題

3.1學生方面

（1）高職學生高考入學成績普遍較低，尤其是數學與英語，學生基礎知識薄弱，邏輯思維能力不強，對英文存在恐懼心理。

（2）學生學習目的不明確，自主能動性不強，尤其缺乏自我能力，極易受到外界環境的影響。

（3）因為課程開設在大一第二學期，作為大一新生，學生對大學生活還未完全適應，直接導致了學習效果不佳，部分學生經過第一學期的c語言課程，對程序設計產生畏懼甚至厭學心理。

3.2教師方面

（1）教師基本按照教材章節安排教學，過于強調知識的講授和整體性，忽視了對學生思維方式培養，無法將重點知識內容教學展示給學生。

（2）過于強調語法和編程規則，在講課過程中往往沒有留給學生足夠時間去思考和消化，忽略算法的設計過程，只是照搬經典算法，過于注重語法知識，勢必會阻礙學生計算思維的培養，造成學生知識片面化，無法完整的理解知識結構，無法將知識應用于實際。

（3）教學方式基本采用單一的灌輸式教學，任課老師側重教，而學生只管學，缺乏對學生思維的引導，沒有將計算思維與課堂教學環節相結合，學生也很難由被動學習轉換為主動學習。

（4）教學組織沒有兼顧學生個體差異，缺乏層次遞增的教學設計，往往導致基礎好的學生沒吃飽，基礎差的學生沒吃到。

4擬采取的措施

（1）調整課程內容，以基本語法和面向對象編程為主，舍棄網絡、數據庫等相關知識，著重對學生計算思維方面的培養。

（2）以算法設計為教學重點，擯棄以前以語法為教學重點的教學方法。從自然語言描述問題開始，引導學生從多方面積極思考，形成求解思路，激活學生的創新思維，最后編寫符合語法規則的程序代碼。

（3）改變學生的思維習慣，以計算機為主體去思考問題。學生遇到問題時，往往沒有考慮計算機的約束與局限，而是慣性思維，導致算法錯誤。應使學生了解計算機程序的執行順序，學會監控和調試程序，培養他們利用計算思維解決問題的能力。

（4）積極引導學生學習經典算法解決問題。培養學生對經典算法的應用能力，從模仿開始，在程序設計中，學習分析解決問題的方法和步驟，逐步培養學生自己解決抽象問題的能力，主動用計算思維去解決問題，舉一反三，融會貫通。

（5）設計由淺入深，層層遞進的教學案例。從簡單的問題人手，打消學生的畏難情緒，然后由淺人深，由簡單到復雜，逐步地優化算法，使學生易于接受。

（6）設計趣味性、綜合性的教學案例。采用分而治之的計算思維，逐步細化分解到各個單元，將計算思維的訓練貫穿其中，在學生自主實踐中，認識和掌握解決問題的思維方式，教會學生如何學習和思考。

5結束語

計算思維在Java程序設計中起著很重要的作用。在教學中不能僅滿足于學生學會編程技巧，更要注重培養學生的思維能力、創新能力以及自學能力，還要教給學生歸納總結、舉一反三的學習方法，要采用慢慢引入、循序漸進的方式把這種思維滲透到各個知識點。培養學生在編程中使用計算思維，是教師的責任，當然，它是一個需要在教學中長期探索，不斷實踐。

有意識地將計算思維培養融入課程中，不僅有利于學生提高程序設計能力，更有利于學生用計算機學科的思維方式來解決現實問題，培養學生的計算思維能力和解決實際問題的能力，讓每個學生將計算思維滲透到生活之中，利用計算思維去解決問題，更好地適應未來的生活。激發他們對計算機學科的興趣，有利于提高學生學習的積極性，改善學生的自主學習能力和學習效果。