拓展編程提升學(xué)生邏輯思維

孫奕

摘要：拓展對(duì)編程的學(xué)習(xí)，不僅可以讓學(xué)生們掌握編程知識(shí)，為信息化的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ);更是培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。初中階段是學(xué)生思維能力發(fā)展的重要階段，學(xué)生通過對(duì)編程的學(xué)習(xí)，可以鍛煉抽象邏輯思維和批判性思維。

關(guān)鍵詞：編程;思維能力;邏輯思維

中圖分類號(hào)：A ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：（2021）-11-295

1 初中生的思維能力

1.1 ?初中生的思維特點(diǎn)

從思維形式上看，從小學(xué)時(shí)期的“具體形象思維”占主導(dǎo)地位，發(fā)展到“抽象邏輯思維”占主導(dǎo)地位。初中生已能理解一般的抽象概念，并進(jìn)行運(yùn)用假設(shè)的邏輯推導(dǎo)，能對(duì)許多現(xiàn)象進(jìn)行概括和抽象。但是初中生的邏輯思維在很大程度上還屬于經(jīng)驗(yàn)型，又常常帶有主觀片面和膚淺的特點(diǎn)。因此我們需要在編程的教學(xué)上遵循思維發(fā)展的規(guī)律，利用編程來(lái)鍛煉學(xué)生的抽象邏輯思維和批判性思維，提高學(xué)生思維的敏捷性、靈活性、深刻性。

1.2 ?初中生的思維現(xiàn)狀

個(gè)體差距大，思維能力發(fā)展水平不平均。一個(gè)班級(jí)中存在思維能力發(fā)展水平較高、推理、想象與解決問題的能力較強(qiáng)的優(yōu)等生，同時(shí)存在思維能力處于中下發(fā)展水平的學(xué)生，雖然從年齡和生理上看，他們處于統(tǒng)一發(fā)展時(shí)期，但是他們的思維能力確實(shí)有很大差距的。因此，我們?cè)诮虒W(xué)編程的時(shí)候，不能忽視大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)能力。因此不能直接講授編程代碼，而要先去培養(yǎng)學(xué)生的編程思維。通過編程思維的訓(xùn)練來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)編程的興趣，從而達(dá)到教學(xué)的目的。

2 學(xué)習(xí)編程

2.1 ?編程的概念

計(jì)算機(jī)編程的過程就是將人的想法、思維過程轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的動(dòng)作。而要實(shí)現(xiàn)這一過程，我們就需要編程語(yǔ)言的幫助。編程語(yǔ)言能在程序員和計(jì)算機(jī)之間架起溝通的橋梁，將我們易于理解的話語(yǔ)翻譯成計(jì)算機(jī)可以讀懂的數(shù)字語(yǔ)言二進(jìn)制。編碼就是把獲得的信息轉(zhuǎn)換成其他形式的過程。而解碼正好相反，解碼是收集代碼信息，將其轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)明易懂的語(yǔ)言文字。

2.2 ?編程思維的概念

“編程思維”并不是編寫程序的技巧，而是一種高效解決問題的思維方式。“編程思維”就是“理解問題——找出路徑”的思維過程，它由分解—識(shí)別模式—抽象—算法四個(gè)步驟組成：

編程思維的四個(gè)步驟：

1）分解：把一個(gè)復(fù)雜的大問題，拆解成更可執(zhí)行、更好理解的小步驟。

2）模式識(shí)別：找出相似模式，高效解決細(xì)分問題。

3）抽象：聚焦最重要的信息，忽視無(wú)用細(xì)節(jié)。

4）算法：設(shè)計(jì)一步一步的解決路徑，解決整個(gè)問題。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 創(chuàng)設(shè)趣味游戲，實(shí)現(xiàn)編程熱身

初中生開始時(shí)可能沒有接觸過編程，對(duì)于編程是好奇的，但是如果一開始就教授理論的概念和復(fù)雜的代碼，那么學(xué)生對(duì)編程就沒有學(xué)習(xí)的欲望了。學(xué)習(xí)編程思維，并不意味著你必須具備多種特殊的技能，而擁有解決問題的欲望。

需要讓學(xué)生明白他們其實(shí)一直在解決問題，只是自己沒有意識(shí)到而已。在完成腦筋急轉(zhuǎn)彎、字謎以及其他任何激發(fā)人思考的游戲的時(shí)候就是在解決問題。我們可以用幾個(gè)游戲來(lái)進(jìn)行編程思維學(xué)習(xí)的熱身。

例如：老師可以讓學(xué)生們解邏輯謎題“三兄弟”——“假設(shè)你認(rèn)識(shí)長(zhǎng)相一模一樣的三胞胎，約翰、詹姆斯和威廉。約翰和詹姆斯總是說謊，威廉總說真話。不久前，你借給約翰一大筆錢，他至今沒有還給你。有一天，你正在街上走著，碰到了三兄弟中的一人。假若此人是約翰，你自然迫切希望能當(dāng)面跟他談?wù)勥€錢的事兒。但問題在于你無(wú)法辨認(rèn)此人是約翰、詹姆斯還是威廉。如果只讓你問他一個(gè)問題來(lái)確認(rèn)此人是不是約翰，你會(huì)問什么問題呢？”

這是一種同時(shí)調(diào)動(dòng)左、右腦的邏輯謎題。他可以讓學(xué)生們?cè)诮忸}的過程中發(fā)掘編程過程中的樂趣和思路解答邏輯。這為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)編程奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 巧用流程圖，呈現(xiàn)編程過程

編程最重要的并不是進(jìn)行代碼的編寫階段，而是學(xué)習(xí)編程思維來(lái)完成程序的流程設(shè)計(jì)。編程思維就要求學(xué)生離開電腦屏幕，運(yùn)用其他工具來(lái)呈現(xiàn)程序的流程，并與他人進(jìn)行分享。

老師可以舉一個(gè)“命令機(jī)器人清理房間”的例子。我們首先給整潔的房間下個(gè)定義，然后才能確定清理房間的步驟。做到以下三件事就算是清潔成功：

1.整理好床鋪。

2.把臟衣服放進(jìn)洗衣籃里。

3.把所有東西都收起來(lái)，放進(jìn)櫥柜里。

假設(shè)我們自己不清理房間，而是讓機(jī)器人來(lái)做。我們需要給機(jī)器人輸入指令，讓機(jī)器人理解我們的命令，這個(gè)過程是編程的過程，但最終要的是我們下達(dá)的指令具體是什么。我們現(xiàn)在可以借助流程圖來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的編程設(shè)計(jì)。

如圖所示，用程序流程圖可以讓機(jī)器人清楚明白我們下達(dá)的指令，如果單單是利用語(yǔ)言，那會(huì)非常麻煩。我們需要讓同學(xué)們?cè)诰幊讨埃B(yǎng)成一種編程思維，即用程序流程圖清楚表達(dá)解決問題的思路。

這一套明確的整理床鋪的指令就叫算法。算法其實(shí)就是為了完成某項(xiàng)特定的任務(wù)而要按照既定順序執(zhí)行的一系列明確的指令。

在編程程序前，完成程序流程圖設(shè)計(jì)，可以使我們的編程思路更加清楚。

結(jié)語(yǔ)

初中階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行編程思維能力的培養(yǎng)，不僅為之后進(jìn)行編程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，而且可以使學(xué)生的邏輯思維得到發(fā)展，以至于在其他的科目中也能得到顯著的進(jìn)步。為了順利地將思維能力培養(yǎng)貫穿于初中教學(xué)中，教師可以結(jié)合編程教材和教學(xué)目標(biāo)，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)游戲情境，程序流程圖教學(xué)和代碼編寫，培養(yǎng)和提升學(xué)生的抽象思維、發(fā)散思維和分析思維等綜合思維能力，確保初中生的編程學(xué)習(xí)效果不斷提升。

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紹興市袍江中學(xué)