慧雅教育理念下的信息技术教学*——以编程思维提升学生传统思维

☆ 顾峰

（苏州工业园区星洲学校，江苏苏州 215000）

慧雅教育理念下的信息技术教学*
——以编程思维提升学生传统思维

☆ 顾峰

（苏州工业园区星洲学校，江苏苏州 215000）

计算机的程序编写中有很多独特的方式方法，可以称之为编程思路或编程思维。利用编程思维为传统教学注入新鲜的思维理念，以编程思维来提升学生传统思维能力，让学生将其思维方式迁移至其他学科，将编程思维渗透于数学、语文、美术等学科的学习中，提高思考能力，发挥学生学习的主观能动性。

慧雅星洲；编程；思维

“慧雅”一词，其解释为聪明、雅致。笔者所在的苏州工业园区星洲学校以“塑儒雅教师，育优雅学生，建慧雅校园”为目标，慧雅成为我校的校风。在笔者任教的信息技术学科的日常教学中，时时结合并发掘这一理念的内涵，以慧雅星洲的主旨围绕着学校整体教学部署，开展教育教学工作。

“治大国若烹小鲜”是《道德经》中的名句，其实我们编写一个计算机程序、上好一堂课、煮好一道菜，甚至是治理一个国家，本质上都具有某些相同或者相似的逻辑。因此，在信息技术学科的教学中，特别是编程学习过程中，所涉及到的思维方法虽林林总总，但这些方法与中小学各学科领域所使用到的思维方法有不少重叠的地方。如何利用编程思维改变传统教学思维，并为其注入新的动力呢？比如：作为一名计算机系毕业的信息技术教师，很多情况下会比其他专业的教师考虑问题更全面一些，处理问题时会试图想到所有可能解决方案。这个例子可以从一个侧面反映出信息技术教师在其行事风格上，就不自觉地用到了编程的思维方法——“穷举法”。虽然计算机体系中的穷举法属于蛮力科学产物，但其实质与数学学科有较强关联。数学的教学体系中，伯格夫斯基定律指的就是将一个有限答案命题的所有可能性全部实验一遍，那么，一定能找到答案。所以，穷举法直到现在仍然非常重要。

进一步而言，一定的思维方法或者模式是信息技术学科，特别是在编程教学中所必需的，但这些应用于信息技术教学中的编程思维方法不仅在编程中有其用武之地，更可以发散地应用到其他各个学科的教学中，甚至于对一个学生思维能力的养成有着至关重要的作用。因此，如何利用编程思维来改变和提升传统思维方式是值得探讨的话题。

一、编程框架思维的利用

当我们去编写一段程序时，必须要搭架构、形成一个大体框架，如同建一栋楼，需要首先搭脚手架。因此，框架思维不是编程思维独有的，在头脑中形成编程框架，更有利于进行整体化思考。因此，教师要引导学生建立并清晰化自己的思维框架，避免在学习中面临无措和混乱，要形成思维的自由而不是自由的思维。每个学生所产生的思想不同，正是框架思维不同，通过信息技术课的编程框架思维训练，对于学生学习数学领域知识也可以起到较好的作用，例如：类似的概念就是0。由0如何衍生出万物，还有负1和正1，负无穷和正无穷、空间坐标等都需要利用框架思维形成一个整体去进行实践和理解。

二、编程设计中最短路径思维的利用

编程方式中的迪杰斯特拉算法是典型的编程思想最短路径算法,其作用是计算一个节点到其他所有节点的最短路径。面对所要学习的知识，如何让学生进行思考，使其能准确迅速地表达知识的内涵本质尤为重要。一般情况下，学生在学习新知的时候，如果仅从模仿、形象思维进行，常常会由于表面现象造成用于模仿和形象表达的内容也变得表面化和微妙化，甚至发生越描述越深不可测的情况，进而造成表述的错误。结合最短路径的思维方式进行思考和表达时，事物将变得简单，思考路径直接到达知识的唯一本质，究其实质，世界万物也仅仅是物理和化学变化的过程。例如：列出不大于80的合数这一问题，如果学生利用传统思维进行解题，基本上会对所有小于等于80的数进行判断，如果学生利用数字特征来分析时，可能会发现把2排除后的所有偶数其实都是合数。这样不仅最大程度地减少了解题时间，同时他们或许也能得到下面的结论，剩余的其他大于7的奇数中，假如该数可被7、5、3中的任意一个整除，那么，该数同样属于合数。所以，笔者在课堂上时常利用不同的方式进行辨析，让学生在有限的课堂教学时间里透过事物的轮廓看到问题的本质，并找出解决问题的思路。再如：美术教学中的思维方式主要是模仿和形象，正如一千人眼中有一千个哈姆雷特，无法突破对事物的表面解释。因此，结合编程思维的最短路径法让学生从不同角度进行观察和描摹才可以快速发现所绘作品的本质。

三、面向对象思维方式的利用

面向对象原本是编程的开发方法，但面向对象编程理念的应用早已跨越了程序编写和软件开发界线。面向对象的设计思维其实是利用了“自底向上的归纳和自顶向下的分解”两个维度，这种方式极其适合课堂中的发散思维和收敛思维。创造性理念的核心就是发散性思维。当我们根据现有资源和信息，就可以角度不同、方向不同的方法来寻求答案。所以，不管是信息学科的编程教学还是其他学科都应转变教学观念，注重学生顺向思维和逆向思维的培养。比如：在讲授语言程序设计，不仅需要引导学生进行分析，还应让他们尽可能找出多种方法。在编写排序程序时，当选择“冒泡法”进行排序，教师对学生的想法给予分析肯定后，就可以让其先通过发散思维思考问题，进而培养他们良好的传统思维习惯。反之，收集多种资源信息，并尽可能利用自己现有经验和现有知识进行思维的方式便是收敛思维，在比较众多方法后，从中得出最优化方案。例如：在进行编程教学中，要实现对输入的两个整数比较其中的大小，并输出这两个整数时，其实就是要思考可以用几种方法来实现。我们可以利用函数的功能实现，也可以在算术中直接实现，更可以利用指针来实现。这样，就可以充分发挥学生的收敛思维进行归纳比较，让学生充分运用已有的知识进行分解，抓住时机，再让学生充分尝试程序的编写。采用这样的教学方法，学生可以通过自身的经验来掌握新知，并内化为自己更深层的认识能力。通过思维模式的训练才能把知识更好地应用到新知学习的过程中。因此，在计算机编程的教学中，利用面向对象的教学环境对于学生的发散思维和收敛思维的提升都是有很大帮助的。

四、培养面向过程的思维

作为程序开发方法之一的“面向过程”开发方法原来也是编程思维所独有的。对于“面向对象”的思维，其针对的是对象这一概念，面向过程更适用于一件事“该怎么做“。因此，对于一桩事“我们该让谁来做”应用的就是面向对象的思维方式，这桩事背后的“谁”其实就是我们所称的对象了，至于这个“谁”如何去完成事则是他自己的事。我们关心的其实仅仅是最终的“对象”团队如何能把事做好即可。而面向过程则可认为是一种解决实际问题的思维方式，可以说面向过程其实是一种根本的方法，它关注的是实现问题的解决过程本身。一般的面向过程均为步步求精，自上而下。所以，面向过程最重要的是模块化的思想方法，这个思维可以让我们做事和学习条理清楚。如：在广播体操教学中，在先学广播操的整体动作后，再逐步细化动作要领。

利用迁移的方法，将信息技术学科的编程思维应用于其他学科，可以让学生的思维品质得以提升，让学生的思维水平得以提高，增强其思考能力，发挥学生的主观能动性，获取知识，分析和解决问题，并让编程思维更好地内化成其自身的思维方式。因此，在信息技术课堂中，程序设计的教学不仅仅要让学生学会程序设计，培养其编程思维，更要利用编程思维的方式让学生学会独立思考，利用慧雅理念下的信息技术课堂教给学生怎样去思考和解决问题。

[1]刘利.实例演示思维导图可视化编程思维的教学[J].计算机教育,2014,(08)：83-86.

[2]吴海燕,吴海山.计算机程序设计教学中思维能力的培养与训练[J].信息通信,2013,(05)：107.

[3]刘卫国,施荣华.计算机程序设计教学中的抽象思维能力培养[J].计算机教育,2012,(03)：27-29.

*本文为江苏省教育科学“十二五”规划2015年度立项课题阶段性研究成果，课题名称：慧雅教育理念与实践的校本建构研究,课题编号：D/2015/02/194,课题研究单位：苏州工业园区星洲学校。

[编辑：闫长松]

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1671-7503（2017）21-0064-03