基于計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)課程改革研究與實(shí)踐

1、基于計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)課程改革研究與實(shí)踐基于計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)課程改革研究與實(shí)踐程序設(shè)計(jì)課程屬于高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修公共課，主要基礎(chǔ)課程有“C語言程序設(shè)計(jì)”、“VisualBasic程序設(shè)計(jì)”、“VisualFoxPro程序設(shè)計(jì)”、“VisualC程序設(shè)計(jì)”等，對于培養(yǎng)大學(xué)生的邏輯思維、抽象思維、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力，以及提高綜合素質(zhì)起著十分重要的作用。在我校，非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生占全體學(xué)生比例約為90%，其程序設(shè)計(jì)課程一般采取大班上課，學(xué)

2、生剛開始對程序設(shè)計(jì)課程頗有興趣，但隨著知識(shí)點(diǎn)的增多，難以理解和記憶的新概念、新術(shù)語、新規(guī)則大量出現(xiàn)后，逐漸感覺課程難度加大，且認(rèn)為與后續(xù)專業(yè)課程結(jié)合不夠緊密，未正確認(rèn)識(shí)到計(jì)算科學(xué)在本專業(yè)領(lǐng)域中的重要作用，所以學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺性不斷下降，學(xué)習(xí)效益低。最終導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不足，綜合分析能力及創(chuàng)新能力欠缺，難以滿足當(dāng)今社會(huì)對人才的要求。因此，程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革勢在必行。1計(jì)算思維目前，計(jì)算思維的培養(yǎng)成為國際和國內(nèi)計(jì)算機(jī)教育界關(guān)注的熱點(diǎn)。

3、計(jì)算思維概念的提出，國際上廣泛認(rèn)同的是2006年美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任JeanteM.Wing教授在ACM上發(fā)表的《ComputationalThinking》（計(jì)算思維，簡稱CT），她提出：“CT是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[1]”，她認(rèn)為計(jì)算計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化，計(jì)算思維的抽象是使用符號代替實(shí)際問題中的各種變量，每個(gè)程序包括各種標(biāo)識(shí)符、常量、

4、變量、數(shù)組、函數(shù)和結(jié)構(gòu)體等符號語言，這些組合在一起就構(gòu)成了程序設(shè)計(jì)語言。計(jì)算思維的自動(dòng)化則體現(xiàn)在程序的機(jī)械式執(zhí)行，這也是馮諾伊曼計(jì)算機(jī)體系的本質(zhì)特征。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就必須要設(shè)計(jì)精確的算法和嚴(yán)格的程序語言體系。計(jì)算思維的主要特征有三點(diǎn)。⑴嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)整。完備的算法是計(jì)算機(jī)程序解決問題的基本要求，它的實(shí)現(xiàn)必然要使用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)符號描述。計(jì)算思維要求用確定、形式化并且無二義性的語言描述問題，這就要求在程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程中強(qiáng)化計(jì)算思維訓(xùn)練。例如學(xué)生在

5、編寫程序時(shí)使用了錯(cuò)誤的符號或者語法，都會(huì)在編譯或運(yùn)行時(shí)提示錯(cuò)誤，教師要引導(dǎo)學(xué)生糾正自己的錯(cuò)誤，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)證精神和編程的良好習(xí)慣，這些都屬于強(qiáng)化計(jì)算思維嚴(yán)謹(jǐn)性的范疇[3]。⑵目標(biāo)明確。計(jì)算思維是用來解答問題的，它將實(shí)際生活中的問題以抽象化和程序化的形式表示出來。通常解答問題的過程如下：發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—思考問題—解決問題—反思。程序設(shè)計(jì)課程要注意培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)已有的知識(shí)體系，提出問題、解決問題的能力，著重強(qiáng)化利用計(jì)算思維的方式描