C语言程序设计课程中计算思维能力的培养

2013-03-19李倩

网络安全技术与应用 2013年12期

李倩

（1.成都大学信息科学与技术学院四川 610106；2.成都大学模式识别与智能信息处理四川省高校重点实验室四川 610106）

0 引言

C语言程序设计课程是很多高校针对非计算机专业开设的计算机公共基础课程，也是计算机专业及相关专业的专业基础课。在该门课程的教学中一直存在一些问题：学生普遍反映课程内容枯燥、语法难懂、算法难以理解，没有学习兴趣；课程教学模式也不能满足当今社会对于创新型人才培养的需求。教师们不断探索课程改革方案，将任务驱动教学法、案例教学法或项目教学法等多种教学模式引入到课程教学中来，取得了一定成效。近年来，随着“计算思维”概念的提出，各大高校相继把“计算思维”引入到计算机类课程教学中，围绕计算思维能力的培养开展课程教学。那么，究竟什么是“计算思维”？它和C语言程序设计课程有何关系？如何在 C语言程序设计课程中培养计算思维能力？以下针对这些问题谈一下笔者的认识和看法。

1 计算思维的含义

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》上给出并定义了“计算思维”（Computational Thinking）。计算思维的定义是：运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动【1】。

2 计算思维和C语言程序设计课程

程序设计课程是培养计算思维的重点课程。C语言程序设计课程的教学目标是通过理论和实践教学，使学生较好地掌握C语言的语法知识，掌握常用算法，具备初步的算法设计能力，并能利用C语言集成开发环境编写、编译与调试C语言程序，解决一般编程问题。通过学习和应用计算机，进行算法设计并编程实现问题求解，改变了人们旧的思维方式和工作方式，培养了现代的科学思维方式和工作方式，即计算机提供了一种独特的处理问题的思维方式【2】。实际上，一直以来，在C语言程序设计课程的教学过程中，在培养学生应用计算机编程解决问题的过程中就无意识、潜移默化地培养着计算思维。

3 C语言程序设计课程中培养计算思维的途径

实践是检验真理的唯一标准。很多高校对以“计算思维”为导向的课程改革进行了广泛而深入的探讨并积极付诸实践。以下围绕计算思维能力的培养，重新审视课程教学的各个方面，从教学观念、教学内容、教学方法、实验教学及考核内容等方面对课程改革思路作了一些探讨。

3.1 转变教学观念

为了在课程中引入计算思维能力的培养，首先任课教师要转变传统的教学观念，要与时俱进，并充分理解计算思维的含义和原理，统一思想。在课程中要有意识地培养学生的计算思维，其实也是为了让学生能够更好地利用计算机来解决实际问题。

3.2 改造教学内容

C语言程序设计课程主要包括以下教学内容：C语言集成开发环境、C语言基本语法、控制结构、数组、函数、编译预处理、指针、结构体和共用体、文件、位运算等。为了将计算思维能力的培养有意识地引入到这些内容的教学中，首先要对课程教学内容重新梳理，对能体现计算思维的内容重新改造编排，明确体现出对计算思维的引导。同时，编写满足教学需要的配套教材，在教材内容的安排和组织上体现出对计算思维能力的培养。在常用算法的教学内容上不要平铺直叙，要体现出对计算思维的引导，突出算法设计的多样性。

3.3 改变教学方法

21世纪需要创新型人才，不仅要掌握分析问题和解决问题的方法，更要有主动提出问题的能力。将计算思维引入到教学过程中，使学生熟悉计算机工作的原理，并能利用C语言编程来实现问题求解。具体做法是：在体现计算思维的知识点的教学过程中，有意识地引导学生运用计算思维来分析问题和解决问题；除此之外，还要留给学生思考的空间，激活学生的创新思维，让学生主动提出问题，并积极探索问题的求解思路。

3.4 重视实验教学

C语言程序设计是一门实践性很强的课程，实验教学环节尤为重要。首先要确保实验教学课时。其次，要围绕计算思维能力的培养来设计实验项目。具体做法是：合理设置验证性、设计性和综合性实验的比例；实验内容要具有一定的趣味性或实用性，从而激发学生学习的兴趣，最好能与专业结合，体现对实际问题的求解；在实验项目的各栏目内容安排上体现出对计算思维的引导，给学生一个创新的空间，培养学生主动发现问题、正确分析问题并有效解决问题，在此过程中提高学生的计算思维能力。此外，在实验教学过程中，授课教师还要注意引导、启发学生积极思考。

3.5 改革考核内容

一直以来，C语言程序设计课程的考核内容主要是针对C语言语法知识的掌握、常用算法的识记和应用、初步的程序设计开发能力等方面来设置的，并没有有意识地针对计算思维的运用来设置考核内容。注重计算思维能力培养的C语言程序设计课程应在考核内容设置上更多更明确地体现出对学生运用计算思维求解问题的能力的考核。例如，考核常用算法的识记和应用时，应侧重对最初算法的改进或扩展用于实际问题求解的考核。