基于計算思維的程序設(shè)計課程改革研究與實踐

1、基于計算思維的程序設(shè)計課程改革研究與實踐基于計算思維的程序設(shè)計課程改革研究與實踐程序設(shè)計課程屬于高校非計算機專業(yè)的必修公共課，主要基礎(chǔ)課程有“C語言程序設(shè)計”、“VisualBasic程序設(shè)計”、“VisualFoxPro程序設(shè)計”、“VisualC程序設(shè)計”等，對于培養(yǎng)大學生的邏輯思維、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，非計算機專業(yè)學生占全體學生比例約為90%，其程序設(shè)計課程一般采取大班上課，學

2、生剛開始對程序設(shè)計課程頗有興趣，但隨著知識點的增多，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，且認為與后續(xù)專業(yè)課程結(jié)合不夠緊密，未正確認識到計算科學在本專業(yè)領(lǐng)域中的重要作用，所以學習的主動性、自覺性不斷下降，學習效益低。最終導(dǎo)致學生實踐能力不足，綜合分析能力及創(chuàng)新能力欠缺，難以滿足當今社會對人才的要求。因此，程序設(shè)計課程的教學改革勢在必行。1計算思維目前，計算思維的培養(yǎng)成為國際和國內(nèi)計算機教育界關(guān)注的熱點。

3、計算思維概念的提出，國際上廣泛認同的是2006年美國卡內(nèi)基梅隆大學計算機系主任JeanteM.Wing教授在ACM上發(fā)表的《ComputationalThinking》（計算思維，簡稱CT），她提出：“CT是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[1]”，她認為計算計算思維的本質(zhì)是抽象和自動化，計算思維的抽象是使用符號代替實際問題中的各種變量，每個程序包括各種標識符、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)計語言。計算思維的自動化則體現(xiàn)在程序的機械式執(zhí)行，這也是馮諾伊曼計算機體系的本質(zhì)特征。要實現(xiàn)自動化，就必須要設(shè)計精確的算法和嚴格的程序語言體系。計算思維的主要特征有三點。⑴嚴謹規(guī)整。完備的算法是計算機程序解決問題的基本要求，它的實現(xiàn)必然要使用嚴格的數(shù)學符號描述。計算思維要求用確定、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)計課程教學過程中強化計算思維訓練。例如學生在

5、編寫程序時使用了錯誤的符號或者語法，都會在編譯或運行時提示錯誤，教師要引導(dǎo)學生糾正自己的錯誤，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W實證精神和編程的良好習慣，這些都屬于強化計算思維嚴謹性的范疇[3]。⑵目標明確。計算思維是用來解答問題的，它將實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)計課程要注意培養(yǎng)學生依據(jù)已有的知識體系，提出問題、解決問題的能力，著重強化利用計算思維的方式描