基于计算思维的C语言课程教学改革研究

郑向阳

摘 要 基于计算思维的C语言课程教学改革，利用计算思维的教学方法，对C语言课程教学进行改革，采用文献研究法、教育观察法、交流讨论法、试点推广法，监测教学效果，评估教学方法，及时修订教学内容，完善教学环节，并广泛收集国内外近年来的最新相关资料及案例，借鉴已有研究成果，为教学改革的深入研究提供理伦依据与技术支持。

关键词 计算思维 教学改革 C语言

中图分类号：G511 文献标识码：A

1选题意义及研究价值

提高高等教育質量，首先是提高人才培养质量。对高水平大学来说，尤其体现在创新人才培养上。一个时期以来，社会上比较关注“为什么我们的教育总是培养不出杰出人才”这个问题，这句话充分说明教育改革势在必行。为实现培养和训练大学生计算思维、计算机基础教育的现实要求，《C语言程序设计》作为大学计算机基础课程的重要组成部分，是培养学生计算思维的理想课程。因此，如何深化《C语言程序设计》课程的改革，组建贯穿计算思维培养的知识体系，探索适宜计算思维能力培养的教学方法都是需要我们认真思考的问题。通过积极探索和尝试，培养计算思维能力，既有助于计算机基础教育学科的健康、持续发展，又有助于国家对战略型人才的培养。

2国内外研究现状

计算思维（Computational Thinking）是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》杂志上提出并定义的。周教授认为：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。

在国外，计算思维不仅得到美英等国教育界的广泛支持，而且还直接促成美国国家科学基金会（NSF）重大基金资助计划CDI的产生，旨在使用计算思维促进美国自然科学和工程技术领域产生革命性的成果。英国计算机学会也组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研讨，提出了欧洲的行动纲领。

在国内，中科院自动化所王飞跃教授率先将国际同行倡导的“计算思维”引入国内，中科院李国杰、陈国良、孙家广等院士以及桂林电子科技大学董荣胜教授、国防科技大学的朱亚宗教授等多位专家学者也就此开展研究。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会对计算思维的培育非常重视，多次召开会议进行研讨。

3研究目标、内容和拟创新点

3.1研究目标

一是丰富和完善C语言的教学资源库建设，分别在专科、本科教育层次上建成一套质量较高的教学课件、实验辅导教材、课后辅导和习题资料；二是推动计算机语言类课程教学内容和方法的改革创新；三是推进学生计算思维能力的培养和思维方式的转变。计算思维不仅要培养学生对计算环境的认识，更重要的应该培养学生掌握在计算环境下的问题求解方法。

3.2研究内容

根据美国卡内基？梅隆大学周以真教授的阐述：计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释为如何求解它的思维方法。计算机语言类教学和程序设计是学习计算机分析和解决问题的基本过程和思路，是理解计算机和计算思维能力培养的最好途径。由于长期以来受“狭义工具论”思想的影响，计算机语言类课程教学过程中，很容易陷入语言表达形式的误区，把重点放在语言语法知识点的学习上，忽视程序设计能力及更为重要的计算思维的培养。本项目主要通过选择C程序设计语言的教学和应用，培养学生对计算环境的认识和面向典型计算环境的问题求解方法和能力，着力提高学生的计算思维能力，推动以计算思维为核心的计算机语言类课程的教学改革。主要研究内容包括：C语言的教学资源库的建设；整合课程内容，把原侧重“语言”使用的内容转变为注重与专业结合的解决实际问题的程序设计思想与方法，注重于思维能力培养；构建三个层次的教学模式：课堂教学与实验教学相结合、课程作业与项目训练相结合、常规教学与网络教学相结合；设计教学方法，采用任务驱动法、案例分析法等手段，以提高学生逻辑能力和创新能力的培养；以计算思维能力培养为核心构建教学体系，并推进基于计算思维培养的教学方法改革，从而建设可持续的计算机学习形式。

3.3拟创新点

首先，课程讲授内容精选学生终身学习必备的基础知识和技能，加强课程内容与学生生活以及现代社会、科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，满足学生多样化发展的需要；其次，进行教师教学方式和学生学习方式变革的尝试，探索双主教学模式，要求教师精讲，改变课程过于注重知识传授的倾向，对学生倡导自主、探究与合作的学习方式，逐步改变以教师为中心、课堂为中心和书本为中心的局面，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观和计算思维的过程，促进学生创新意识与和计算思维能力的提高；第三，在教学网站的建设上，用以资源为中心的信息技术与课程进行全方位整合，并借助优秀媒体的辅助作用，为学生主动学习和积极探索提供内容丰富、多种层次的教学和学习环境。

4结束语

通过对C语言课程教学改革的研究，丰富和完善C语言课程教学内容及教学资源库的建设，提高教学质量，为学生主动学习和积极探索提供内容丰富的、多种层次的教学和学习环境，从而推动计算机语言类课程教学内容和方法的改革创新。