分析計算機程序設計課程中計算思維能力的培養(yǎng)

吳鳳俠

摘?要：在計算機教育體系中，計算機程序設計是關鍵性的課程，而計算機程序設計教學中，將學生計算思維能力的培養(yǎng)作為重點，主要是希望能通過提升學生的計算思維，強化學生編程和實踐能力，幫助學生積累職業(yè)經驗，為學生獲得良好的職業(yè)發(fā)展提供保障。因此應該針對計算機程序設計課程中學生計算機思維能力的培養(yǎng)進行探究，制定科學合理的培養(yǎng)方案，提升計算機程序設計課程教學效果。

關鍵詞：計算機;程序設計;思維能力;培養(yǎng)

一、計算思維的內涵

計算思維的概念最早是在2006年由美國卡內基梅隆大學周以真教授在“ACM”通信中提出的。周教授認為：計算思維是運用計算機科學的基本概念來分析解決問題、進行系統(tǒng)設計、以及理解人類行為和其他活動，它涵蓋了計算機科學的思維廣度。計算思維主要是通過在時間和空間上運用大量的數(shù)據來加速計算，它可以被設計在內存和外存中使用。計算思維可以通過學習探索如何同步時間來避免“競爭條件”的情況。計算機科學在我們的日常生活中扮演著重要的角色，不僅如此，人們還常用計算機科學來解決日常生活中遇到的各種問題，改善我們的生活習慣，以及與他人溝通的方式方法。

二、計算機程序設計課程中計算思維能力的培養(yǎng)策略

（一）整合教學內容，突出計算思維能力培養(yǎng)針對性

在計算機程序設計課程教學實踐中，要想重點對學生的計算思維能力進行培養(yǎng)，就要綜合分析中職學校學生計算思維能力培養(yǎng)需求，以此為核心對計算機程序設計課程內容進行優(yōu)化調整，將理論性的教學內容和實踐探究方面的教學內容進行整合、將課內教學指導與課外案例解析進行整合，并構建能與本地區(qū)中職學校學生計算機程序設計發(fā)展需求相適應的特色課程教學體系，突出計算機思維能力培養(yǎng)的針對性和有效性，幫助學生高質量完成學習任務，提高計算機程序設計課程教學整體水平。

如在對計算機程序設計課程中“C語言”內容開展教學活動的過程中，中職學校的計算機教師就要對課程內容進行整合，在前期教學中將基礎理論教學與計算思維介紹方面的內容進行整合，并設定具體的思維訓練方案，可以通過“樹形”分析方法引導學生對課程內容中涉及到的算法進行多樣化的解析，深化學生對計算思維方面理論知識的認識。在此基礎上，對課程內容進行整合的過程中，教師可以在網絡上搜集資料，將計算機程序設計方面的真實案例、學生在學習過程中遇到的較為常見問題以及基礎性的計算機程序設計任務等與學校課程內容等整合在一起，豐富計算機程序設計課程教學內容，重點對學生的計算思維能力進行培養(yǎng)，使學生能深刻認識不同計算思維方法的應用，在豐富學生理論知識儲備的同時提高學生的實踐能力，幫助學生積累解決問題的經驗，進而確保學生的職業(yè)適應力能得到逐步強化。

（二）創(chuàng)新教學方法，優(yōu)化計算思維能力培養(yǎng)實訓教學

計算機程序設計課程中計算思維訓練不僅與課堂理論教學存在直接的關系，也受到實踐實訓教學的影響，因此教師要創(chuàng)新教學方法，對學生實施計算思維能力培養(yǎng)方面的實訓訓練。在教學過程中，教師可以按照培養(yǎng)學生計算思維的具體要求，對實訓教學方法進行創(chuàng)新，如引入任務驅動教學法、社會實踐教學法、真實情境模擬教學法等，幫助學生將所學理論知識應用到實踐實訓環(huán)節(jié)，掌握計算機程序設計的要點，使學生的計算思維能力得到顯著的增強。

如教師在組織學生對“堆排序算法”進行學習和訓練的過程中，就可以引入項目實訓教學模式，要求學生結合項目要求和具體的項目任務，創(chuàng)建一個相應的堆H[0..n-1]，然后將堆首（最大值）和堆尾互換，逐步縮小堆的尺寸，同時應用shift_down（0），將新生成的數(shù)組頂端數(shù)據調整到合理的位置，再次將堆首（最大值）和堆尾互換，重復這個過程，直到堆的尺寸縮小為1，完成項目任務。

在學生逐步完成項目任務的過程中，能對計算機程序方面“堆排序算法”的應用形成更加深刻的認識，學生的計算思維能力也能得到良好的鍛煉，并且在項目活動中，學生能掌握應用計算機程序設計方面知識解決實際問題的技巧，學生的職業(yè)發(fā)展能力會明顯的提升，還能在真實模擬情境中幫助學生提高職業(yè)適應力，有助于增強學生的計算思維能力。

（三）引入競賽機制，拓展計算思維能力培養(yǎng)教學范圍

在我國高度重視計算機職業(yè)教育，并提出構建“賽教融合，以賽促教”職業(yè)教育機制的基礎上，教師在對計算機程序設計課程教學進行改革創(chuàng)新的過程中，可以引入競賽機制，輔助教學活動的開展，面向ACM競賽、CCF競賽、藍橋杯競賽活動對教學內容進行調整，在競賽機制的輔助下突出職業(yè)教育的針對性，拓展計算思維能力培養(yǎng)范圍，將計算思維培養(yǎng)工作向著學生的職業(yè)生活延伸，幫助學生積累職業(yè)經驗，使學生應用計算思維解決職業(yè)生活中實際問題的能力得到逐步增強。

如教師可以選取ACM競賽中較為常見的題目作為教學內容，在描述問題并提出數(shù)據輸入、數(shù)據輸出方面要求的基礎上，有選擇性的為學生提供樣例輸入和樣例輸出，然后要求學生獨立完成計算機程序的設計，使學生在程序設計方面自身計算思維能力得到有效的強化。在具體對教學內容進行選擇方面，教師可以結合Visual Basic程序設計方面競要求，針對其中涉及到的“遞歸”算法進行分析，為學生提供關于“遞歸”算法的小游戲，使學生能在玩游戲的過程中感受“遞歸”算法思想的應用情況，形成對“遞歸”算法的更加明確認識，進而對學生的計算思維能力實施高效率訓練，增強Visual Basic程序設計課程教學有效性。

綜上所述，基于中職學校學生計算機程序設計方面的職業(yè)發(fā)展需求對學生計算思維能力進行有效的培養(yǎng)，能增強計算機程序設計課程教學的科學性和有效性，有助于強化中職院校學生的職業(yè)技能和職業(yè)適應力，能進一步發(fā)揮中職計算機程序設計課程的重要作用，突出中職學校人才培養(yǎng)整體質量。

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