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(哈尔滨华德学院 黑龙江哈尔滨 150025)

摘 要：该文阐述了计算思维的思想内涵及其重要性,并提出了目前在学生培养过程存在的一些问题.讨论了如何运用计算思维改进教学模式,培养学生计算思维能力,提高其专业能力,提出了依据课程的不同教学内容和阶段,灵活运用“程序流程”教学法设计教学进程进行授课.经过实践,该方法取得了良好的教学效果.此外,该方法可以与案例法、任务驱动法等结合使用,加强对学生计算思维能力的培养.

关键词：计算思维 教学模式 “程序流程”教学法

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)04(a)-0198-01

当前计算思维已引起了国内外计算机专业领域、教育领域及其它领域的专家和学者的广泛关注和重视.经过“CT与计算机导论”、九校联盟会议等多次会议,逐步确立了计算思维在计算机教育中的重要地位,致使以计算思维为中心的教学模式改革研究正不断深入.

1.计算思维

计算思维是三种重要的科学思维之一[1],它是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、理解人类行为等一系列思维活动.计算思维是抽象的人的一种思维方式,是数学和工程思维的互补与融合[2].当遇到问题时,可以运用计算思维,模仿计算机处理信息的方式,将问题分解、简化和转化,采用容易解决该问题的方式,如递归、并行处理等方式,解决问题.

计算思维能够改变人的思维方式,影响人的行为.在当今信息化的社会里,也仍然需要像运用数学和其它基本常识一样,运用计算思维来处理事情.大学生在学校期间,会面临如何提高个人能力和专业技术水平的问题,可以用计算思维的方式帮助其解决问题.计算机专业的学生掌握计算思维,更有利于学习、理解与运用计算机相关技术.

2.计算机专业课教学中存在问题

一些本科毕业生的专业技术和个人能力不能满足用人单位的需求,问题出在哪里?该研究者从教与学的过程分析,认为在学生培养过程中存在以下问题：(1)教学形式相对简单,不能依据教学内容灵活的调整教学思路或方法；(2)教学模式不能够达到向学生授之以渔的效果；(3)注重专业技术的讲授,轻视技术思想的传授；(4)学生对于专业技术的学习切入角度不能从技术应用的实际出发去学习与掌握；(5)学生学习缺乏主动性与实践性,不能够主动学习,主动尝试应用技术或练习实例.

面对这些问题,教师可以将计算思维运用到教学中,注重对学生计算思维能力的培养.

2..1 培养计算思维能力的教学模式

计算机专业课可以依据人才培养类型分为科学型、工程型、应用型[3]相对应的课程.不同类型的课程及其不同部分的教学内容,可以依据需要选择合理的教学方法.该文提出了“程序流程”教学法进行授课,培养学生的计算思维.

2..2 “程序流程”教学法

“程序流程”教学法是指将程序设计中绘制流程图的思想与教学相结合,将教学过程依据教学内容讲授的需要,按照设计程序流程的思想,安排教学环节.教学的流程同样可以运用程序结构中的顺序、分支、循环结构来实现.运用该教学方法时,应充分考虑所授课程内容的特点及其类型,设计教学流程时要使教学内容能够充分展示给学生,且容易被理解,各知识点内部要素及知识点之间的衔接要恰当的选用程序结构.

为了便于说明“程序流程”教学法,以ASP.NET程序设计中验证控件部分的教学为例进行阐述,该部分内容主要讲授六种验证控件,包括必填验证、比较验证等控件.采用该教学方法的基本原则：(1)要从课程的整体出发,注意教学内容的前后衔接.例如验证控件是用来对输入类控件里的数据进行检验的.授课时,可以从实际应用出发,说明对输入类控件使用验证控件的必要性.在设计实例时,实例的内容要结合输入类控件一起使用.(2)教学内容的讲授要由点到面.在讲授知识点时,要侧重讲解具有代表的内容,举一反三.例如通过对必填验证控件使用的详细说明,使学生掌握所有验证控件的公共属性,再具体介绍每种验证控件所特有的属性.(3)教学环节要注重启发学生,促进学生积极思考,培养学生的计算思维能力.授课时引导学生思考,传授技术体系中蕴含的思想或思维方式.技术应用过程中,要先提出问题,后给出答案,对学生的思维方式进行锻炼,提高其解决问题的能力.可以通过教学实例,引发学生的思考和兴趣,促使其主动寻求问题的答案.(4)结合其它的教学方法,加强对学生计算思维能力的培养.依据授课内容和授课对象的实际情况,“程序流程”法可以与案例法、任务驱动法等结合使用,逐层深入的对学生的计算思维能力进行培养.(5)遵循教学规律,遵循学生认知的心理过程.教师重在正确引导学生学习、思考及独立操作.讲授知识点要由浅入深,授课内容的讲解要各个击破.

在教学案例中首先引入程序实例,然后以必填验证控件为重点依次的讲解了各个验证控件的使用方法,最后通过循环的方式讲授实例,直到大部分学生理解该部分授课内容.本案例中,授课的逐步深入,学生也随之轻松的掌握了各个知识点.

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教学实例的选用应注意以下几点：(1)选用的教学实例要具有代表性和针对性[4],且不应太难或太复杂.实例应使学生容易将旧的知识和经验迁移到新的知识点中,易于其掌握.(2)知识点与实际的工程应用结合.这样可提高学生的学习兴趣,使其较容易掌握专业技术在工程中的应用方式及其过程,培养和运用其计算思维.(3)启发学生思考,激发学生潜能.利用实例促使学生以工程技术人员的角度去思考问题,设想问题情境,寻求解决问题的思路和方法,增强学生的计算思维能力.

在教与学,理论与实践相结合中,培养和锻炼学生分析问题、解决问题的能力,增强其逻辑思维能力,使其计算思维得到培养.

3.成果分析

该文提出的教学模式经过实践,学生明确了教师的教学思路,能够的主动配合教师完成各个教学环节,认真听讲.专心听讲的人数比例由27.78%上升到55.56%,学生课堂内掌握所讲内容的人数比例由19.44%上升到41.67%.

4.结语

对于计算机专业的教学,不仅仅是传授技术,更重要的是要把运用计算机解决问题的思想或思维方式传授给学生.计算思维的培养应在整个专业教学体系中体现出来,其培养方式,也需不断探索与创新.

参考文献

[1]谭浩强.研究计算思维,坚持面向应用[J].计算机教育,2012(21)：45-56.

[2]Wing J M.Computational Thinking[J].Communications of the ACM,2006,49(3)：33-35.

[3]教育部计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[S].高等教育出版社,2006.

[4]杨俊生,张润.基于计算思维的“C程序设计”案例设计初探[J].工业和信息化教育,2013(6)：65-69.

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