分析计算机程序设计课程中计算思维能力的培养

吴凤侠

摘 要：在计算机教育体系中，计算机程序设计是关键性的课程，而计算机程序设计教学中，将学生计算思维能力的培养作为重点，主要是希望能通过提升学生的计算思维，强化学生编程和实践能力，帮助学生积累职业经验，为学生获得良好的职业发展提供保障。因此應该针对计算机程序设计课程中学生计算机思维能力的培养进行探究，制定科学合理的培养方案，提升计算机程序设计课程教学效果。

关键词：计算机;程序设计;思维能力;培养

一、计算思维的内涵

计算思维的概念最早是在2006年由美国卡内基梅隆大学周以真教授在“ACM”通信中提出的。周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基本概念来分析解决问题、进行系统设计、以及理解人类行为和其他活动，它涵盖了计算机科学的思维广度。计算思维主要是通过在时间和空间上运用大量的数据来加速计算，它可以被设计在内存和外存中使用。计算思维可以通过学习探索如何同步时间来避免“竞争条件”的情况。计算机科学在我们的日常生活中扮演着重要的角色，不仅如此，人们还常用计算机科学来解决日常生活中遇到的各种问题，改善我们的生活习惯，以及与他人沟通的方式方法。

二、计算机程序设计课程中计算思维能力的培养策略

（一）整合教学内容，突出计算思维能力培养针对性

在计算机程序设计课程教学实践中，要想重点对学生的计算思维能力进行培养，就要综合分析中职学校学生计算思维能力培养需求，以此为核心对计算机程序设计课程内容进行优化调整，将理论性的教学内容和实践探究方面的教学内容进行整合、将课内教学指导与课外案例解析进行整合，并构建能与本地区中职学校学生计算机程序设计发展需求相适应的特色课程教学体系，突出计算机思维能力培养的针对性和有效性，帮助学生高质量完成学习任务，提高计算机程序设计课程教学整体水平。

如在对计算机程序设计课程中“C语言”内容开展教学活动的过程中，中职学校的计算机教师就要对课程内容进行整合，在前期教学中将基础理论教学与计算思维介绍方面的内容进行整合，并设定具体的思维训练方案，可以通过“树形”分析方法引导学生对课程内容中涉及到的算法进行多样化的解析，深化学生对计算思维方面理论知识的认识。在此基础上，对课程内容进行整合的过程中，教师可以在网络上搜集资料，将计算机程序设计方面的真实案例、学生在学习过程中遇到的较为常见问题以及基础性的计算机程序设计任务等与学校课程内容等整合在一起，丰富计算机程序设计课程教学内容，重点对学生的计算思维能力进行培养，使学生能深刻认识不同计算思维方法的应用，在丰富学生理论知识储备的同时提高学生的实践能力，帮助学生积累解决问题的经验，进而确保学生的职业适应力能得到逐步强化。

（二）创新教学方法，优化计算思维能力培养实训教学

计算机程序设计课程中计算思维训练不仅与课堂理论教学存在直接的关系，也受到实践实训教学的影响，因此教师要创新教学方法，对学生实施计算思维能力培养方面的实训训练。在教学过程中，教师可以按照培养学生计算思维的具体要求，对实训教学方法进行创新，如引入任务驱动教学法、社会实践教学法、真实情境模拟教学法等，帮助学生将所学理论知识应用到实践实训环节，掌握计算机程序设计的要点，使学生的计算思维能力得到显著的增强。

如教师在组织学生对“堆排序算法”进行学习和训练的过程中，就可以引入项目实训教学模式，要求学生结合项目要求和具体的项目任务，创建一个相应的堆H[0..n-1]，然后将堆首（最大值）和堆尾互换，逐步缩小堆的尺寸，同时应用shift_down（0），将新生成的数组顶端数据调整到合理的位置，再次将堆首（最大值）和堆尾互换，重复这个过程，直到堆的尺寸缩小为1，完成项目任务。

在学生逐步完成项目任务的过程中，能对计算机程序方面“堆排序算法”的应用形成更加深刻的认识，学生的计算思维能力也能得到良好的锻炼，并且在项目活动中，学生能掌握应用计算机程序设计方面知识解决实际问题的技巧，学生的职业发展能力会明显的提升，还能在真实模拟情境中帮助学生提高职业适应力，有助于增强学生的计算思维能力。

（三）引入竞赛机制，拓展计算思维能力培养教学范围

在我国高度重视计算机职业教育，并提出构建“赛教融合，以赛促教”职业教育机制的基础上，教师在对计算机程序设计课程教学进行改革创新的过程中，可以引入竞赛机制，辅助教学活动的开展，面向ACM竞赛、CCF竞赛、蓝桥杯竞赛活动对教学内容进行调整，在竞赛机制的辅助下突出职业教育的针对性，拓展计算思维能力培养范围，将计算思维培养工作向着学生的职业生活延伸，帮助学生积累职业经验，使学生应用计算思维解决职业生活中实际问题的能力得到逐步增强。

如教师可以选取ACM竞赛中较为常见的题目作为教学内容，在描述问题并提出数据输入、数据输出方面要求的基础上，有选择性的为学生提供样例输入和样例输出，然后要求学生独立完成计算机程序的设计，使学生在程序设计方面自身计算思维能力得到有效的强化。在具体对教学内容进行选择方面，教师可以结合Visual Basic程序设计方面竞要求，针对其中涉及到的“递归”算法进行分析，为学生提供关于“递归”算法的小游戏，使学生能在玩游戏的过程中感受“递归”算法思想的应用情况，形成对“递归”算法的更加明确认识，进而对学生的计算思维能力实施高效率训练，增强Visual Basic程序设计课程教学有效性。

综上所述，基于中职学校学生计算机程序设计方面的职业发展需求对学生计算思维能力进行有效的培养，能增强计算机程序设计课程教学的科学性和有效性，有助于强化中职院校学生的职业技能和职业适应力，能进一步发挥中职计算机程序设计课程的重要作用，突出中职学校人才培养整体质量。

参考文献：

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[2]丁鹏，贾月乐，张静.以计算思维能力培养为导向的计算机程序设计课程教学模式的研究与实践[J].教育现代化，2010.

[3]田红磊.基于计算思维的计算机程序设计课程教学改革[J].课程教育研究，2015.

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