以计算思维为导向的《Java程序设计》课程教学改革

项中华

摘要：阐述计算思维的重要性，分析目前高职学生和教师在Java课程中存在的问题，并介绍结合计算思维解决上述问题拟采取的措施。

关键词：计算思维;Java程序设计;教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）29-0180-02

1概述

2006年3月，卡内基·梅隆大学的周以真教授在《communi-cations of the ACM》上，首次提出了计算思维的概念。计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思維是由人和机器执行，受限于计算过程中的能力。目前，计算思维是计算机界普遍关注的重要概念，也是当前中小学及高校计算机教育重点研究的课题之一。

2课程特点

Java是面向对象程序设计语言，其教学内容可以分成面向过程的程序设计和面向对象的程序设计两个部分。

面向过程的部分类似于C语言主要介绍语言的语法规则，内容包括变量的基本类型、运算符、程序逻辑结构控制等，使学生在C语言基础上，进一步掌握有关编程方法理论。强调基于计算机的基础概念，以解决数学问题为主，需要掌握和应用各种常用算法。

面向对象部分主要内容为面向对象程序设计，具体包括类和继承，以及接口和多态等，不仅仅是面向对象程序语法，更需要以计算思维将现实业务逻辑抽象表达，更注重培养抽象思维能力。

可见，Java程序设计这门课不仅仅是简单的学习与应用语法规则，更是要注重计算思维的训练，以及基于该思维的分析问题、解决问题能力。

3教学中存在的问题

3.1学生方面

（1）高职学生高考入学成绩普遍较低，尤其是数学与英语，学生基础知识薄弱，逻辑思维能力不强，对英文存在恐惧心理。

（2）学生学习目的不明确，自主能动性不强，尤其缺乏自我能力，极易受到外界环境的影响。

（3）因为课程开设在大一第二学期，作为大一新生，学生对大学生活还未完全适应，直接导致了学习效果不佳，部分学生经过第一学期的c语言课程，对程序设计产生畏惧甚至厌学心理。

3.2教师方面

（1）教师基本按照教材章节安排教学，过于强调知识的讲授和整体性，忽视了对学生思维方式培养，无法将重点知识内容教学展示给学生。

（2）过于强调语法和编程规则，在讲课过程中往往没有留给学生足够时间去思考和消化，忽略算法的设计过程，只是照搬经典算法，过于注重语法知识，势必会阻碍学生计算思维的培养，造成学生知识片面化，无法完整的理解知识结构，无法将知识应用于实际。

（3）教学方式基本采用单一的灌输式教学，任课老师侧重教，而学生只管学，缺乏对学生思维的引导，没有将计算思维与课堂教学环节相结合，学生也很难由被动学习转换为主动学习。

（4）教学组织没有兼顾学生个体差异，缺乏层次递增的教学设计，往往导致基础好的学生没吃饱，基础差的学生没吃到。

4拟采取的措施

（1）调整课程内容，以基本语法和面向对象编程为主，舍弃网络、数据库等相关知识，着重对学生计算思维方面的培养。

（2）以算法设计为教学重点，摈弃以前以语法为教学重点的教学方法。从自然语言描述问题开始，引导学生从多方面积极思考，形成求解思路，激活学生的创新思维，最后编写符合语法规则的程序代码。

（3）改变学生的思维习惯，以计算机为主体去思考问题。学生遇到问题时，往往没有考虑计算机的约束与局限，而是惯性思维，导致算法错误。应使学生了解计算机程序的执行顺序，学会监控和调试程序，培养他们利用计算思维解决问题的能力。

（4）积极引导学生学习经典算法解决问题。培养学生对经典算法的应用能力，从模仿开始，在程序设计中，学习分析解决问题的方法和步骤，逐步培养学生自己解决抽象问题的能力，主动用计算思维去解决问题，举一反三，融会贯通。

（5）设计由浅入深，层层递进的教学案例。从简单的问题人手，打消学生的畏难情绪，然后由浅人深，由简单到复杂，逐步地优化算法，使学生易于接受。

（6）设计趣味性、综合性的教学案例。采用分而治之的计算思维，逐步细化分解到各个单元，将计算思维的训练贯穿其中，在学生自主实践中，认识和掌握解决问题的思维方式，教会学生如何学习和思考。

5结束语

计算思维在Java程序设计中起着很重要的作用。在教学中不能仅满足于学生学会编程技巧，更要注重培养学生的思维能力、创新能力以及自学能力，还要教给学生归纳总结、举一反三的学习方法，要采用慢慢引入、循序渐进的方式把这种思维渗透到各个知识点。培养学生在编程中使用计算思维，是教师的责任，当然，它是一个需要在教学中长期探索，不断实践。

有意识地将计算思维培养融入课程中，不仅有利于学生提高程序设计能力，更有利于学生用计算机学科的思维方式来解决现实问题，培养学生的计算思维能力和解决实际问题的能力，让每个学生将计算思维渗透到生活之中，利用计算思维去解决问题，更好地适应未来的生活。激发他们对计算机学科的兴趣，有利于提高学生学习的积极性，改善学生的自主学习能力和学习效果。