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《程序設(shè)計(jì)課程中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力教學(xué)方法探究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、程序設(shè)計(jì)課程中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力教學(xué)方法探究 摘要：計(jì)算思維是每個(gè)人應(yīng)當(dāng)具備的基本技能，也是對(duì)創(chuàng)新人才的基本要求。程序設(shè)計(jì)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，最終形成計(jì)算思維。該文對(duì)目前教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，介紹了計(jì)算思維的含義、特征以及培養(yǎng)計(jì)算思維能力的重要性，給出了把計(jì)算思維能力的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)全過(guò)程的教學(xué)模式及其實(shí)施過(guò)程。關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；計(jì)算思維；教學(xué)方法中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2013）27-6175-03計(jì)算思維是每個(gè)人應(yīng)當(dāng)具備的基本技能，也
2、是對(duì)創(chuàng)新人才的基本要求和應(yīng)具備的專業(yè)素質(zhì)。在教學(xué)中突出學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，是每個(gè)教師的重要任務(wù)。1目前教學(xué)中存在的問(wèn)題7目前程序設(shè)計(jì)課程大都采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，課程內(nèi)容主要是圍繞一門高級(jí)語(yǔ)言的內(nèi)容展開(kāi)，課堂上教師先介紹一些知識(shí)點(diǎn)，然后通過(guò)案例說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，最后再進(jìn)行總結(jié)，這種教學(xué)模式偏重于知識(shí)的灌輸，導(dǎo)致學(xué)生僅僅滿足于書本知識(shí)的死記硬背，分析和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)不夠，學(xué)生經(jīng)常是學(xué)會(huì)了全部的語(yǔ)法知識(shí)，但仍然不知道如何解決實(shí)際問(wèn)題，教學(xué)效果甚微。為了改變這種狀況，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，程序
3、設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。2計(jì)算思維及其能力培養(yǎng)的重要性2.1計(jì)算思維的含義、特征周以真教授指出：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為，它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。它具有以下特性：1）概念化，不是程序化。2）根本的，不是刻板的技能。3）是人的，不是計(jì)算機(jī)的思維。4）數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。5）是思想，不是人造物。6）面向所有的人，所有地方。7）關(guān)注依舊亟待理解和解決的智力上的有挑戰(zhàn)性的并且引人入勝的科學(xué)問(wèn)題。2.2培養(yǎng)計(jì)算思維能力的重要性7按照周教授的觀
4、點(diǎn)，計(jì)算思維是思想，是人的一種根本性技能，本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。計(jì)算思維中的抽象是超越物理時(shí)空的，完全可以用符號(hào)來(lái)表達(dá)，其中數(shù)字只是一種特例。計(jì)算思維中的抽象最終要能被機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行，為了確保機(jī)器的自動(dòng)化，需要在抽象的過(guò)程中采用精確嚴(yán)格的符號(hào)標(biāo)記系統(tǒng)進(jìn)行描述和建模，同時(shí)要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠提供不同抽象層次的翻譯工具。計(jì)算思維中的抽象和自動(dòng)化反映計(jì)算的根本問(wèn)題，計(jì)算就是抽象的自動(dòng)執(zhí)行，而自動(dòng)化需要合適的計(jì)算機(jī)對(duì)抽象予以解釋并執(zhí)行。計(jì)算思維是采用抽象和分解來(lái)迎戰(zhàn)龐大的任務(wù)或者設(shè)計(jì)巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，它關(guān)注的是分離。通過(guò)對(duì)問(wèn)
5、題進(jìn)行多層次的抽象，使問(wèn)題分析相對(duì)簡(jiǎn)單，從而控制問(wèn)題解決的復(fù)雜性，問(wèn)題抽象層次的能力是衡量人的思維品質(zhì)的重要方面，直接體現(xiàn)人的分析、解決問(wèn)題的能力。由此可見(jiàn)，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，對(duì)每個(gè)人都至關(guān)重要。3培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法在程序設(shè)計(jì)課程中，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在分析、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)上。本文給出了以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為目標(biāo)的教學(xué)模式及實(shí)施過(guò)程，如圖1所示。教學(xué)活動(dòng)分為課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、課后總結(jié)三個(gè)環(huán)節(jié)組織實(shí)施。3.1任務(wù)設(shè)計(jì)1）內(nèi)容設(shè)計(jì)：明確課程單元的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，
6、結(jié)合學(xué)生各階段知識(shí)掌握的程度以及運(yùn)用知識(shí)的能力，明確解決實(shí)際問(wèn)題的概念和方法，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以任務(wù)為核心將教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)任務(wù)模塊。72）選擇問(wèn)題：針對(duì)各任務(wù)模塊，以需解決的問(wèn)題導(dǎo)入，盡可能選用一些典型的有趣味性的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣。3.2呈現(xiàn)問(wèn)題通過(guò)呈現(xiàn)的問(wèn)題，使學(xué)生能夠確定并明確解決什么。如果不理解或不明確，就無(wú)法選擇合適的方法去解決，從而限制了學(xué)生的創(chuàng)造力。3.3分析問(wèn)題在分析問(wèn)題的過(guò)程中，首先要考慮解決這個(gè)問(wèn)題有多困難？怎樣才是
7、最佳的解決方法？其次還要考慮包括機(jī)器的指令系統(tǒng)、資源約束和操作環(huán)境等因素。例如，設(shè)計(jì)一套應(yīng)用軟件，還應(yīng)當(dāng)了解該軟件的使用對(duì)象，使用者的知識(shí)背景，根據(jù)不同的用戶，設(shè)計(jì)不同的操作界面。3.4設(shè)計(jì)方案通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析，設(shè)計(jì)出多種解決方案，特別是面臨復(fù)雜的大問(wèn)題時(shí)，盡可能全面地列出備選方案。該環(huán)節(jié)重點(diǎn)是讓學(xué)生了解進(jìn)而掌握對(duì)問(wèn)題進(jìn)行多層次抽象的方法。3.5方案選擇制定一個(gè)統(tǒng)一的方案評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，明確評(píng)價(jià)各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇最佳方案。在確定最佳方案時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)從總體角度考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡。3.6求解步驟7方
8、案選定后，確定方案的解決步驟即算法。教學(xué)過(guò)程中，可先讓學(xué)生積極思考，給出解決思路，再引導(dǎo)學(xué)生參與算法設(shè)計(jì)的全過(guò)程，對(duì)于復(fù)雜的大問(wèn)題，重點(diǎn)介紹問(wèn)題分解的思考方法及步驟，讓學(xué)生體驗(yàn)計(jì)算思維。同時(shí)，提倡算法的多樣性，培養(yǎng)、激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和問(wèn)題求解能力，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)算法進(jìn)行分析研究，優(yōu)化并簡(jiǎn)化算法。3.7方案評(píng)價(jià)執(zhí)行已設(shè)計(jì)好的方案，檢驗(yàn)結(jié)果是否與預(yù)期目標(biāo)相符，如不符，必須對(duì)方案進(jìn)行修改完善，甚至重新設(shè)計(jì)
