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基于计算思维的程序设计类课程教学改革

更新时间:2016-03-20 所属栏目:论文范文

【摘要】针对高校程序设计类课程教学中存在的问题,本文以培养计算思维为目标,提出从计算思维和程序设计类课程的关联点出发,重组课程教学内容,在实验环节中采用分类分层多元教学模式,尊重个体差异,强调教学任务和算法的多样化等教学改革措施。 
  【关键词】程序设计 计算思维 非计算机专业 教学改革 
  【基金项目】2013年南华大学高等教育研究与改革课题(2013XJG06)。 
  【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)01-0224-01 
  2006年美国卡内基·梅隆大学周以真( Jeannette M.Wing)教授给出计算思维的清晰定义[1]: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。计算思维不仅仅属于计算机科学家,它将和阅读、写作和算术一样,是当代每个人必须具备的基本技能。 
  2010 年《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》[2]强调“需要把培养学生的‘计算思维’能力作为计算机基础教学的核心任务”。 程序设计类课程是我国高校计算机教学中非专业学生的一门必修课和基础课,旨在培训学生的基本编程能力、逻辑思维和抽象思维能力,承载了培养学生计算思维方式的重要任务[3][4]。以培养计算思维能力为目标,针对目前教学现状,如何对程序设计类课程进行教学改革是我们需要研究的一个课题。 
  1.程序设计类课程教学现状及存在的问题 
  目前程序设计类课程作为大学公共基础课,课时一再压缩,而教师为了课程的完整性,讲授的内容却没有相应的减少,导致上课学时与授课内容的矛盾,如何在有限的教学学时里对教学内容上进行选取,找出程序设计课程中与计算思维培养的关联知识点是需要解决的一个问题;在程序设计类课程授课过程中,教师花费大量时间讲授琐碎的语法和语义知识,学生在教师填鸭式的教学模式下,不知道学习的目的和重点所在,能够利用所学知识解决问题的能力有限,更不用提计算思维能力的提高了;学生的水平参差不齐,领悟能力和动手能力各不相同,单一的教学方式导致教学效果低下,如何丰富教学手段,因材施教,提高学生学习的积极性,使之有意识地主动培养新的思维方式、提高自身解决问题的能力也是需要研究的问题。 
  2.以培养计算思维能力为目标的程序设计类课程教学改革 
  2.1明确教学目的、探寻计算思维与程序设计课程的关联知识点,重组教学内容 
  程序设计类课程现在是高校非计算机专业学生的一门公共基础课,但由于在以后的学习工作很少直接用到编程的知识,许多学生都觉得没有必要学习程序设计课程。因此教师在首次授课时必须让学生明确学习该门课程的目的和意义所在,强调旨在培养同学们的计算思维能力,而不是仅仅是学习程序的语法规则,掌握一些编程的方法和技巧。例如,学生应该知道什么是计算思维,,举例说明计算思维不是虚无缥缈的,而是存在于我们工作生活的方方面面的,在程序设计课程的学习过程中学生应该怎样有意识的、主动地培养和提升计算思维的能力。在教学内容的选择上要轻语法、重算法。程序设计课程包括三方面的内容:程序设计语言、算法和编程。传统的教学注重语言中语法的讲解,编程能力的培养,而往往忽略了算法的重要性。而实际上算法是关于解决问题的方法,是计算思维的范畴。因此找出课程中与计算思维关联的知识点,在授课课程中对知识点进行重新归纳和演绎,突显计算思维的引导,比如各种排序法、递归法都是体现计算思维的典型例子。 
  2.2提升上机实验的地位,改革实验教学模式,采用分类分层的多元教学 
  大部分学生在程序设计实践课时,仅仅验证老师课堂讲过的、或者书上已有的程序,缺乏程序编写和调试能力的锻炼。事实上实践操作是对计算思维能力结果的一种验证,是动手又动脑的过程,是培养学生计算思维能力的重要手段,因此在教学过程中应强调实验的重要性。而实验内容则应该侧重学生的计算机基本技能的训练和综合应用能力的培养,按照基础实验、拓展实验和创新实验进行分层次教学。通过分类分层的多元化教学模式和一系列实验训练,培养学生计算思维和数据获取等方面的能力,以“技能-能力-思维”的三层培养目标为核心,加强计算机应用技能对各专业的学生专业研究与开发能力的支撑,全面提高学生的计算机文化素养。 
  2.3尊重学生不同的认知方式,提倡算法多样化、任务多样化来强化计算思维的能力 
  程序设计教学的教育价值在于突出计算思维,在倡导算法多样化的过程中,培养学生的创新意识、探索精神和问题求解能力。在教学过程中,应该尊重学生的个体、认知上的差异,鼓励学生从不同角度认识问题,用不同方式表达算法,用不同方法实现问题求解,同时给予适当的评价,从而实现学生思维能力的培养。为此,在教学过程中,教师要重视并培养学生计算思维的多样性和重构性。多样性可以尽量激发学生的思维活动,重构性通过变化也能够强化计算思维训练。鼓励同学们编写各种程序来实现同一个计算任务,鼓励改写别人编写的程序,从而培养同学们计算思维的多样性,所谓重构,就是在已有的程序基础上衍生出的新的解决问题算法实现。这种通过分析已有程序的优缺点,修改并把自己的思维融入新程序的过程,就是最好的锻炼计算思维的训练手段。 
  3.小结 
  计算思维是每个人需要掌握的基本技能之一,培养计算思维是一个长期的、需要不断学习和提升的过程。程序设计类课程对非计算机专业的学生提供了一个有效加强自身计算思维能力的平台,教师在教学过程中可以通过重组理论教学内容,重视实验,采用分类分层的多元实验教学模式,尊重个体差异,强调任务和算法的多样化等方面进行教学改革实践,旨在全面培养学生计算思维的意识、方法和能力,为他们以后的学习和工作提高帮助。 
  参考文献: 
  [1]周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯,2007,3(11):83-85. 
  [2]九校联盟.计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教育,2010(9). 
  [3]龚沛曾,杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学,2012(5):51-54. 
  [4]战德臣,王浩.面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系[J].中国大学教学,2014,(7):59-66. 


提示:
本文标题为:基于计算思维的程序设计类课程教学改革
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