第一篇：基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式

基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式

摘 要 在對計(jì)算思維、非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，提出了“三位一體兩重點(diǎn)”的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，旨在幫助學(xué)生建立計(jì)算機(jī)問題求解意識、提高綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

關(guān)鍵詞 計(jì)算思維 程序設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.06.050

Teaching Mode of Computer Programming Course Based on

Ability Training of Computational Thinking

LI Ruifang，WANG Lili，LIU Jinyue，WANG Yueping，SHI Guiying

（School of Computer & Information Technology，Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang 163318）

Abstract Based on the research of computational thinking，learning characteristics of non-computer professional students，and teaching characteristics of computer programing course，the teaching mode of “three aspects-one center-two key” is put forward，which aims to help students to establish the sense of solving problem by computer，improve the comprehensive application ability，and cultivating computational thinking of students.Key words computational thinking;programming;computer basic education

自2006年3月，卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)的周以真教授系統(tǒng)地闡述了計(jì)算思維的概念;2010年7月“九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”發(fā)表聯(lián)合聲明把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)以后，計(jì)算思維得到了國內(nèi)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育界的廣泛重視。①程序設(shè)計(jì)課程是我校非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生普遍開設(shè)的一門必修課和基礎(chǔ)課，蔣宗禮教授、龔沛曾教授、何欽銘教授和馮博琴教授一致認(rèn)為程序設(shè)計(jì)課程是計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容，對計(jì)算思維能力的培養(yǎng)具有重要作用，是典型的計(jì)算思維課程。②③④⑤因此，如何在程序設(shè)計(jì)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，幫助學(xué)生建立計(jì)算機(jī)問題求解意識，使程序設(shè)計(jì)課成為名副其實(shí)的傳授基本知識、提高應(yīng)用能力、培養(yǎng)計(jì)算思維的大學(xué)通識教育課程成為新形勢下亟需解決的問題。因此，筆者在對計(jì)算思維、非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，提出了“三位一體兩重點(diǎn)”的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，全面培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。計(jì)算思維

計(jì)算思維最早是由麻省理工學(xué)院的Seymour Papert教授于1996年提出的，而把它提到前臺，引起人們廣泛關(guān)注的是美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)的周以真教授。⑥2006年3月，周以真教授在ACM會刊《Communications of the ACM》上提出了計(jì)算思維的概念。周教授認(rèn)為，計(jì)算思維是運(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)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。⑦計(jì)算思維能力是指人們運(yùn)用計(jì)算思維方法進(jìn)行思考的能力，通常是通過引導(dǎo)人們學(xué)習(xí)、掌握這種思維方法，有效地將其用于問題的求解，以達(dá)到培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力的目的。⑧“三位一體兩重點(diǎn)”的教學(xué)模式

在對非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求特點(diǎn)、程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，筆者提出“三位一體兩重點(diǎn)”的計(jì)算思維能力培養(yǎng)模式，即以學(xué)生為主體，著眼于算法思維和系統(tǒng)思維兩個重點(diǎn)，從“理論―實(shí)踐―考核”三個方面，選擇正確的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與考核方法，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合培養(yǎng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

2.1 改進(jìn)課堂教學(xué)，推進(jìn)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

針對以往程序設(shè)計(jì)課程中重語法、輕算法;重基礎(chǔ)、輕應(yīng)用;重統(tǒng)一要求，輕個性發(fā)展;學(xué)生機(jī)械模仿、獨(dú)立思考和靈活應(yīng)用能力差等問題，在教學(xué)過程中以計(jì)算思維中的算法思維和系統(tǒng)思維的培養(yǎng)為契機(jī)，對現(xiàn)有教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新組織和梳理。算法思維和系統(tǒng)思維是兩種重要的計(jì)算思維，是利用計(jì)算求解具體問題的兩大關(guān)鍵點(diǎn)。算法思維的教學(xué)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)算法，設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的算法，設(shè)計(jì)可在有限時間與空間內(nèi)執(zhí)行的算法，設(shè)計(jì)盡可能快速的算法;系統(tǒng)思維的教學(xué)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，即系統(tǒng)的構(gòu)造。⑨在程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中，強(qiáng)化這兩種計(jì)算思維，主要包括：

（1）在大一上學(xué)期開設(shè)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，對算法的基本概念以及經(jīng)典的算法策略、算法的評價與分析進(jìn)行簡單講解，為程序設(shè)計(jì)課程中講算法奠定一定的基礎(chǔ)。

（2）在程序設(shè)計(jì)課程的初級階段，講課的重點(diǎn)放在分析問題和對問題進(jìn)行抽象方面。選擇一些趣味性強(qiáng)的貼近實(shí)際的案例，引導(dǎo)學(xué)生體會利用計(jì)算機(jī)解決問題的思路和方法，著眼于算法，采用案例法、探究法等多種授課模式，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和編程興趣。

（3）在程序設(shè)計(jì)課程的后期，講解一些綜合性的應(yīng)用程序。經(jīng)過前期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)到了一些零散的基礎(chǔ)知識，但對于程序缺乏綜合性的感受，“只見樹木，不見森林”，因此，課堂上會講解一些綜合性的程序，例如VB程序設(shè)計(jì)課程可以講解記事本程序，將菜單、狀態(tài)欄、通用對話框、文件的讀寫等知識融合到一體，編寫成為一個實(shí)用的小程序;同時還可以編寫一個畫圖程序，將圖片框、Toolbar、ImageList、畫圖方法、命令按鈕、菜單等融為一體，實(shí)現(xiàn)直線、曲線、圓、矩形的動態(tài)繪制。逐步培養(yǎng)學(xué)生編寫綜合性應(yīng)用程序的能力，提高學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。

2.2 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

充分考慮非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的認(rèn)知能力和習(xí)慣，規(guī)劃上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)形式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。題目先易后難，教師課堂導(dǎo)學(xué)和學(xué)生自主探索相結(jié)合;注重基礎(chǔ)同時培養(yǎng)興趣，必做和選做相結(jié)合，使學(xué)生通過科學(xué)的上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，體會和理解計(jì)算機(jī)求解問題的方法和思維模式。

（1）加強(qiáng)學(xué)生對上機(jī)實(shí)驗(yàn)重要性的認(rèn)識。程序設(shè)計(jì)課程是一門理論與實(shí)踐并重，既注重基礎(chǔ)知識又需要反復(fù)實(shí)踐的課程。在第一節(jié)理論課上，就要和學(xué)生講清楚，程序設(shè)計(jì)不是聽會的，也不是看會的，而是練會的，從而使他們認(rèn)識到上機(jī)實(shí)踐的重要性，在實(shí)踐的同時，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的計(jì)算思維能力。

（2）精心組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化計(jì)算思維。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅僅是理論課堂所授知識的簡單復(fù)習(xí)，還要給學(xué)生留出創(chuàng)新的空間。所以每節(jié)實(shí)驗(yàn)課安排7道實(shí)驗(yàn)題目，前4道為基礎(chǔ)知識，是每個學(xué)生必須掌握的內(nèi)容，旨在使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對課堂講授內(nèi)容的鞏固與理解;后3道為具有一定難度和綜合性的題目，旨在讓基礎(chǔ)較好、能力較強(qiáng)的學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，學(xué)會自己分析問題，能靈活地利用所學(xué)知識解決相關(guān)問題。而且所有的題目都安排了相應(yīng)的思考題，使學(xué)生在解決既有問題的情況下，能舉一反三，解決類似的問題，達(dá)到知識的活學(xué)活用。同時，鼓勵學(xué)生探索用多種方法解決實(shí)驗(yàn)題目，比較優(yōu)劣，激發(fā)學(xué)生大膽創(chuàng)新，變被動接受為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還增加了一些學(xué)生感興趣的實(shí)際問題，比如在分支程序結(jié)構(gòu)中，安排電話費(fèi)用計(jì)算問題;在循環(huán)部分，安排了信息加密、解密的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等。

2.3 完善考核制度，促進(jìn)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

學(xué)習(xí)考核是檢查和評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，考核的方式在很大程度上決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法。為了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，采取了以下措施：

（1）在期末的無紙化考試中，盡量減少對基本概念、語法細(xì)節(jié)的考核，增加對使用計(jì)算機(jī)求解問題的思維模式與方法的考核。

（2）增加對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的考核，例如增加現(xiàn)場編程求解問題、課堂問答等考核方式，在潛移默化中培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

（3）增加小組作業(yè)，學(xué)生自愿分組、自主選題完成綜合性的程序。充分調(diào)動學(xué)生的主體能動性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和綜合應(yīng)用能力。結(jié)語

“三位一體兩重點(diǎn)”的教學(xué)模式，依托學(xué)生這一主體，著眼于算法思維和系統(tǒng)思維能力的培養(yǎng)，從“理論―實(shí)踐―考核”三個方面進(jìn)行改革，有利于挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的主體能動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生體會、理解和領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)求解問題的方法和思維模式，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。當(dāng)然，學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)不是一門課就能徹底解決的問題，因此，要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將有效的方法推廣到其他的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，真正地全面提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育學(xué)會“十二五”高等教育科研課題（14Q066）

注釋

①②龔沛曾，楊志強(qiáng).大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（5）：51-54.③⑧蔣宗禮.計(jì)算思維之我見[J].中國大學(xué)教學(xué)，2013（9）：5-10.④ 何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)――《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》解讀[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（9）：5-9.⑤ 馮博琴.對于計(jì)算思維能力培養(yǎng)“落地”問題的探討[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（9）：6-9.⑥ 李廉.計(jì)算思維――概念與挑戰(zhàn)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（1）：7-12.⑦ 陳?h.基于計(jì)算思維的中學(xué)信息技術(shù)教育的研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2012.⑨ 聶蘭順，戰(zhàn)德臣，宋巧紅.計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容與方法研究――以“算法”和“系統(tǒng)”兩種問題求解的計(jì)算思維為例[J].工業(yè)和信息化教育，2013（6）：21-27.

第二篇：計(jì)算教學(xué)與思維能力培養(yǎng)

思維能力是智力的核心，培養(yǎng)學(xué)生[此文轉(zhuǎn)于斐斐課件園ffkj.net]的思維能力，一直是數(shù)學(xué)教育最傳統(tǒng)、最重要的目的。思維能力包括推理能力（合情推理能力和演繹推理能力）、抽象能力、概括能力等等?！稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出，要發(fā)展學(xué)生的推理能力，主要表現(xiàn)在：能通過觀察、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等獲得書學(xué)猜想（即合情推理能力），并進(jìn)一步尋求證據(jù)、給出證明或舉出反例（即演繹推理能力）；能清晰有條理地表達(dá)自己的思考過程，做到言之有理、落筆有據(jù)；在與他人交流的過程中，能運(yùn)用數(shù)學(xué)語言合乎邏輯地進(jìn)行討論與質(zhì)疑。

如果說數(shù)學(xué)是思維的體操，那么計(jì)算就是體操的基本動作，因?yàn)閷W(xué)數(shù)學(xué)總是離不開計(jì)算。以前的計(jì)算教學(xué)，總是教師先把計(jì)算方法傳授給學(xué)生，然后學(xué)生按照方法進(jìn)行大量的、機(jī)械的計(jì)算練習(xí)，目的是計(jì)算結(jié)果正確，最終把學(xué)生培養(yǎng)成了計(jì)算的工具。所以一提到計(jì)算總是聯(lián)想到枯燥。在課程改革的今天,我們必須轉(zhuǎn)變觀念，激發(fā)學(xué)生主動參與探究計(jì)算法則和算理的形成這一活動過程，引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)知識，培養(yǎng)學(xué)生[此文轉(zhuǎn)于斐斐課件園ffkj.net]的思維能力。那么如何在計(jì)算教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生[此文轉(zhuǎn)于斐斐課件園ffkj.net]的思維能力呢？《標(biāo)準(zhǔn)》中指出數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動的教學(xué)，所謂數(shù)學(xué)活動就是指觀察、類比、猜測、實(shí)驗(yàn)、分析、綜合、歸納、驗(yàn)證、推理、概括、想象、交流、反思等。思維能力就是在數(shù)學(xué)活動中培養(yǎng)。

一、創(chuàng)設(shè)活動情境,激活學(xué)生思維。

計(jì)算教學(xué)為避免枯燥，要創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活環(huán)境、知識背景密切相關(guān)的，又是學(xué)生感興趣的數(shù)學(xué)活動情境，讓學(xué)生在觀察、類比、猜測等活動中體會知識的來源，激發(fā)探究的興趣。學(xué)生不是等待填滿知識的容器，而是等待點(diǎn)燃的火把。學(xué)生也不是一張白紙，即使是低年級兒童也有著自己的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)，所以創(chuàng)設(shè)情境要有利于喚起學(xué)生已有的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣，為下一步自主探究計(jì)算法則和算理的形成搭建思維的平臺。如，教學(xué)有余數(shù)的除法7÷3=？，先不呈現(xiàn)算式，因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)有6÷3=2的數(shù)學(xué)活動經(jīng)歷，所以創(chuàng)設(shè)這樣的情境：有6個梨，如果每3個放一盤，能放幾盤？如果平均放在兩個盤里，每盤放幾個？然后改為：有7個梨，如果每3個放一盤，能放幾盤？還剩幾個？如果平均放在兩個盤里，每盤放幾個？還剩幾個？讓學(xué)生動手?jǐn)[一擺，建立表象，為下一步探索有余數(shù)除法的求商方法作準(zhǔn)備。這樣學(xué)生在一個現(xiàn)實(shí)的、有趣的問題情境中學(xué)習(xí)計(jì)算，比單純的為計(jì)算而計(jì)算思維活躍多了。

二、參與活動過程，發(fā)展學(xué)生思維。

計(jì)算法則和算理屬于抽象的知識，而學(xué)生的思維則已形象思維為主，如何有效地解決數(shù)學(xué)知識的抽象性與小學(xué)生形象思維為主之間的矛盾？就讓學(xué)生動手操作，參與活動過程。動手操作的過程是一個手腦并用的過程，是培養(yǎng)學(xué)生[此文轉(zhuǎn)于斐斐課件園ffkj.net]技能、技巧，促進(jìn)思維發(fā)展的一種有效手段，所以說兒童的智慧在他的手指尖上。教學(xué)中教師可以充分利用教具演示、學(xué)具操作、電化教學(xué)手段，為學(xué)生提供更多的參與機(jī)會，盡量讓學(xué)生不僅用眼看，還要動手、動口、動腦，多種感官協(xié)同活動。這樣既使學(xué)生的思維隨著動手操作活動而展開，又使一些抽象的數(shù)學(xué)知識變?yōu)閷W(xué)生容易接受的形象直觀的生活常識。如，（1）在教學(xué)“９加幾的加法”時，讓學(xué)生擺小棒。左邊擺９根小棒，右邊擺４根小棒，把它們合起來是多少根小棒？怎樣擺才能讓別人一眼看出是多少？在操作過程中，放手讓學(xué)生自己擺，說過程，然后再利用現(xiàn)代化教學(xué)手段給學(xué)生演示一遍，這樣不但培養(yǎng)了動手能力，同時發(fā)展了學(xué)生的思維能力。（2）教學(xué)一個數(shù)乘分?jǐn)?shù)的計(jì)算法則時，教師先出示題目：“一臺拖拉機(jī)每小時耕地8000平方米，5小時耕地多少公頃？”然后再出示題目：“一臺拖拉機(jī)每小時耕地8000平方米，3/4小時耕地多少公頃？”引導(dǎo)學(xué)生對兩道題目進(jìn)行觀察、類比，從而推出算式：8000×3/4。如何來計(jì)算呢？學(xué)生可能回有不同的算法，比如把3/4變成小數(shù)，8000除以4再乘3，或應(yīng)用書上的方法等，先鼓勵學(xué)生算發(fā)多樣化，再引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化方法。最后出示題目：“一臺拖拉機(jī)每小時耕地4/5公頃，3/4小時耕地多少公頃？”完全放給學(xué)生自主探索，然后演示計(jì)算過程，最后讓學(xué)生討論歸納出分?jǐn)?shù)乘以分?jǐn)?shù)的計(jì)算法則。這樣，學(xué)生得到的不僅僅是法則。（3）教學(xué)商不變性質(zhì)，先出示一組算式：6÷3=260÷30=2600÷300=2讓學(xué)生觀察有什么規(guī)律，接著大膽猜想：是不是所有的除法算式都有這樣的規(guī)律呢？然后舉例驗(yàn)證，最后歸此文轉(zhuǎn)自斐.斐課件.園ffkj.net納出商不變的性質(zhì)。學(xué)生的思維剛趨于平衡，教師接著再打破這個平衡，提出有余數(shù)的除法有沒有這樣的性質(zhì)呢？學(xué)生就會按捺不住要去驗(yàn)證了。如：7÷3=2??1，70÷30=2??10，700÷300=2??100，最后得出商不變，但余數(shù)變（這是在整數(shù)范圍內(nèi)的說法）。如果學(xué)生對余數(shù)變不太理解的話，可以再通過擺小棒圖片幫助理解。

二、反思活動過程，拓展學(xué)生思維。

反思，簡單的說就是對過去經(jīng)歷的再認(rèn)識，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的反思就是對原有學(xué)習(xí)經(jīng)歷的回顧、重新思考。弗賴登塔爾強(qiáng)調(diào)：“反思是數(shù)學(xué)的重要活動，它是數(shù)學(xué)活動的核心和動力?！狈此际前l(fā)現(xiàn)的源泉，是訓(xùn)練思維、優(yōu)化思維品質(zhì)、促進(jìn)知識同化和遷移的極好途徑。學(xué)生參與數(shù)學(xué)活動之后，教師要引導(dǎo)學(xué)生去反思提出問題、解決問題的過程，從而獲得解決問題的經(jīng)驗(yàn)。反思的內(nèi)容主要有:對自己的思考過程進(jìn)行反思,對解題思路,分析過程,運(yùn)算過程,語言的表述進(jìn)行反思,對所涉及的數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行反思等。教師可以提出一些針對性的具體啟發(fā)性的問題引導(dǎo)學(xué)生主動反思探索的過程。如，今天學(xué)習(xí)的是什么知識？我學(xué)會了多少？我是怎么學(xué)會的？還有什么模糊的地方？對書中的哪些地方還存在疑問？等等。然后再組織全班交流反思。通過多方交流，可以集思廣益、取長補(bǔ)短，同時也能獲得更多的學(xué)習(xí)信息量。在交流反思中，思維能力得到了拓展。

總之，培養(yǎng)思維能力貫穿于計(jì)算教學(xué)的始終，教師要充分調(diào)動學(xué)生的各種感官，在數(shù)學(xué)活動中開展計(jì)算教學(xué)，在計(jì)算教學(xué)中培養(yǎng)思維能力，充分發(fā)揮計(jì)算教學(xué)在思維體操中的作用。

第三篇：操作系統(tǒng)教學(xué)中的計(jì)算思維能力培養(yǎng)

操作系統(tǒng)教學(xué)中的計(jì)算思維能力培養(yǎng)

計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思想和方法來求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為。計(jì)算思維所關(guān)注的是將計(jì)算機(jī)學(xué)科解決問題的方式應(yīng)用于其他學(xué)科和人們的日常生活中。計(jì)算思維自從被周以真教授清晰而系統(tǒng)地提出后，如何培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力已經(jīng)成為教育界與眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。計(jì)算思維是涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。它與計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)密切相關(guān)，系統(tǒng)化計(jì)算思維能力的培養(yǎng)可以貫穿在課程教學(xué)中，計(jì)算機(jī)專業(yè)教育應(yīng)該在計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面做出表率。

新教學(xué)目標(biāo)的確立

作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中核心、復(fù)雜的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)管理著計(jì)算機(jī)中的各種軟件和硬件資源，并在用戶與計(jì)算機(jī)之間起到橋梁作用。國內(nèi)外高校都將操作系統(tǒng)設(shè)置為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的核心課程。

在以往的教學(xué)模式中，計(jì)算思維的諸要素已經(jīng)或多或少地滲透到操作系統(tǒng)課程的培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱中，但因計(jì)算思維的概念和培養(yǎng)目標(biāo)不甚明朗，故執(zhí)行的效果亦不甚理想。因此在計(jì)算思維被明確提出后，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)也應(yīng)該隨之具體化、清晰化，并將其提升為操作系統(tǒng)課程教學(xué)中的一個新的教學(xué)目標(biāo)。

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動化。計(jì)算思維對客觀世界進(jìn)行抽象化表述與研究，并將這個過程用自動化方式實(shí)現(xiàn)出來。操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理在很多地方體現(xiàn)了這種抽象、啟發(fā)式推理、并行處理以及折中的思想。因此在課程教學(xué)中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生體會其中的思想，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

2.1 抽象思維

抽象思維的本質(zhì)是運(yùn)用分析、判斷、推理、比較等方式抽取事物本質(zhì)或共性的思維。對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的抽象，使用戶不必了解下層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。抽象模型層次越高，系統(tǒng)功能就越強(qiáng)。例如，圖1所示為操作系統(tǒng)的抽象層次結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的普適化方法，在i/o設(shè)備上鋪設(shè)i/o管理軟件。為了支持文件共享，保證信息安全，在i/o管理軟件之上鋪設(shè)文件管理軟件。這兩層軟件分別隱藏了對i/o設(shè)備和文件管理操作的具體細(xì)節(jié)。當(dāng)在文件管理軟件層之上再鋪設(shè)窗口管理軟件后，用戶可在窗口環(huán)境中方便地使用計(jì)算機(jī)。

操作系統(tǒng)課程教學(xué)中的抽象思維培養(yǎng)為引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生從原因、作用對象、作用范圍和結(jié)果等角度來分析進(jìn)程調(diào)度、頁面置換和磁盤調(diào)度三者的共性。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，它們都是由進(jìn)程的選擇引起的。在進(jìn)程爭奪處理機(jī)時，引起進(jìn)程調(diào)度；在進(jìn)程發(fā)生切換時，引起頁面置換；在進(jìn)程需要磁盤上的資源時，引起磁盤調(diào)度。

在教學(xué)過程中對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析并加以推理，尋找共性的學(xué)習(xí)方式，不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，也有助于學(xué)生理解知識內(nèi)容以掌握知識點(diǎn)之間的聯(lián)系。

2.2 啟發(fā)式推理思維

在操作系統(tǒng)課程教學(xué)中認(rèn)真組織教學(xué)內(nèi)容、分析管理對象和任務(wù)的特點(diǎn)、逐步提出合理解決方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的啟發(fā)式推理思維。

在多道系統(tǒng)中，進(jìn)程數(shù)目往往多于處理機(jī)數(shù)目，因此處理機(jī)就成為了進(jìn)程競爭的主要資源。在進(jìn)程調(diào)度策略教學(xué)中，首先引入符合人類思維模式的先來先服務(wù)策略。該策略算法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，但短進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時間往往過長，導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐量下降。針對先來先服務(wù)策略的不足，引入短進(jìn)程優(yōu)先策略。該策略使進(jìn)程平均周轉(zhuǎn)時間減少，系統(tǒng)吞吐量增加，但短進(jìn)程優(yōu)先策略沒有考慮到進(jìn)程任務(wù)的輕重緩急。按任務(wù)的工作特點(diǎn)設(shè)置進(jìn)程的優(yōu)先級，級別高的進(jìn)程優(yōu)先使用處理機(jī)，即為高優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。如果進(jìn)程的任務(wù)緊急程度、使用時間等接近，引入時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略，讓進(jìn)程輪流在處理機(jī)上執(zhí)行一個時間片。

培養(yǎng)學(xué)生的啟發(fā)式推理思維還可從相似情景人手。針對與處理機(jī)資源數(shù)目少于進(jìn)程數(shù)目類似的現(xiàn)實(shí)存在情景銀行柜臺服務(wù)，采用啟發(fā)式推理，接近現(xiàn)實(shí)情況。銀行柜臺有限，在客戶很多的情況下，可以采用先來先排隊(duì)服務(wù)模式；有些客戶辦理的業(yè)務(wù)費(fèi)時較多，為了提高客戶整體滿意度，可為此類客戶開設(shè)另一類服務(wù)窗口；有些客戶經(jīng)常辦理金額較大的業(yè)務(wù)，為照顧這類對銀行效益影響大的群體，設(shè)置vip客戶。

利用現(xiàn)實(shí)存在的情景實(shí)例進(jìn)行啟發(fā)式推理，有助于培養(yǎng)學(xué)生合理的啟發(fā)式推理能力，可以達(dá)到快速找到符合實(shí)際且合理的解決方法的目的。在進(jìn)程運(yùn)行時，若所訪問信息不在內(nèi)存中，需將它們調(diào)入內(nèi)存。如果內(nèi)存無可用空間時，系統(tǒng)必須按照頁面置換算法從內(nèi)存中調(diào)出一頁。為了找到多任務(wù)共享的磁盤中的信息，需根據(jù)磁盤調(diào)度算法查找。操作系統(tǒng)中頁面置換算法、磁盤調(diào)度算法與進(jìn)程調(diào)度算法的啟發(fā)式推理思維舉例見表1。

2.3 并行處理思維

并行處理思維是一種最大化合理利用資源的思維。并發(fā)處理是并行處理思維的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)是不可避免的。

存儲程序式計(jì)算機(jī)是以順序計(jì)算為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)。為了充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，要在順序計(jì)算為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入并發(fā)處理。例如，在進(jìn)程a使用處理機(jī)進(jìn)行計(jì)算后，需要輸入時，處理機(jī)處于閑置狀態(tài)，i/o設(shè)備處于工作狀態(tài)。此時可采用進(jìn)程調(diào)度算法使其他就緒進(jìn)程b使用處理機(jī)計(jì)算。i/o設(shè)備與處理機(jī)的關(guān)系見圖2。同一時刻，處理機(jī)與i/o設(shè)備都處于活動狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)程b需要輸入時，若進(jìn)程a就緒，調(diào)度就讓進(jìn)程a占用處理機(jī)繼續(xù)計(jì)算。對同一個資源，在同一時刻，只有一個進(jìn)程處于工作狀態(tài)，見圖3。

并行思維可應(yīng)用到人們的學(xué)習(xí)、生活、工作中。例如，工作中為提高效率，需要在最短的時間內(nèi)完成所有工作。當(dāng)一個工作做到中途需要等待時，可先去做其他工作，直至這個工作可繼續(xù)執(zhí)行。

2.4 折中思維

折中思維是培養(yǎng)一種綜合各種因素影響，最終達(dá)到最好效果的思維能力。在遇到二者或多者不可兼得的情況時，應(yīng)利用聯(lián)想、發(fā)現(xiàn)，使用折中思維創(chuàng)造性的解決問題。操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時，參數(shù)選擇、算法設(shè)計(jì)和使用的環(huán)境等都需要尋求折中點(diǎn)。觀察世界上的著名建筑也會發(fā)現(xiàn)，它們大都采用取眾家之長的方式創(chuàng)造自己獨(dú)一無二的風(fēng)格，這是一種高水平折中。學(xué)生在利用聯(lián)想、發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)得到的折中思維創(chuàng)造性解決問題的同時，會深刻理解折中思維的內(nèi)涵。

結(jié)語

計(jì)算思維的概念清晰化后，已在人們的科學(xué)研究、生產(chǎn)和學(xué)習(xí)中起到越來越明顯的作用。培養(yǎng)具有計(jì)算思維素養(yǎng)的現(xiàn)代化人才勢在必行。在操作系統(tǒng)教學(xué)中，將培養(yǎng)計(jì)算思維能力作為教學(xué)目標(biāo)，既有利于系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生中的計(jì)算思維能力，又有利于學(xué)習(xí)、理解操作系統(tǒng)的基本原理與方法。

第四篇：程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式構(gòu)建論文

【摘要】程序設(shè)計(jì)課程一般是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，一般在大一年級第一學(xué)期就開始開設(shè)。隨著大學(xué)新生的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境的變化，如何讓學(xué)生盡快融入到專業(yè)課的學(xué)習(xí)中去，這是很多人都關(guān)注的焦點(diǎn)，本文研究的就是在課程教學(xué)中引入多種教學(xué)資源，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助引導(dǎo)學(xué)生愉快完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】新媒體；程序設(shè)計(jì)課；教學(xué)模式構(gòu)建

0引言

隨著社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，Internet規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各種網(wǎng)絡(luò)相繼出現(xiàn)，各種媒體環(huán)境已經(jīng)進(jìn)入了嶄新的階段，先進(jìn)的多媒體系統(tǒng)層出不窮，各種新媒體資源越來越豐富，人們在日常生活、學(xué)習(xí)、工作中都越來越多地使用它。新媒體和傳統(tǒng)的各種媒介相比較還是有很大的區(qū)別，表現(xiàn)出了前所未有的新面貌，已經(jīng)成為當(dāng)前社會最主要的信息資源的來源和交流的途徑。大學(xué)生對接受新鮮事物強(qiáng)，越來越多的學(xué)生群體在開始了解、使用各種新媒體。大學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)也越來越多的在依賴新媒體，他們通過新體查詢自己所需要的信息資源，很多時候師生之間、同學(xué)之間的溝通也是通過新媒體來實(shí)現(xiàn)的。如何在教學(xué)中充利用新媒體，促進(jìn)大學(xué)生的學(xué)習(xí)已經(jīng)是一個越來越重要的研究課題。

1新媒體環(huán)境的概念和作用

傳統(tǒng)媒體主要采用傳統(tǒng)的大眾傳播方式，即通過某種機(jī)械裝置定期向社會公眾發(fā)布信息或提供教育娛樂平臺的媒體，主要包括報刊、戶外廣告、通信、廣播、電視等傳統(tǒng)意義上的媒體。傳統(tǒng)媒體的特點(diǎn)就是單向的，信息發(fā)送者和信息接收者之間是單向的，傳統(tǒng)媒介的缺點(diǎn)主要是在時間方面和空間方面具有一定的局限性。新媒體是利用多種技術(shù)綜合通過電腦、手機(jī)、數(shù)字電視機(jī)等各種終端設(shè)備，向用戶提供各種信息資源的傳播形態(tài)。新媒體主要采用聲音、圖像、動畫等于一體，包括網(wǎng)絡(luò)媒體、手機(jī)媒體、平板電腦、高清數(shù)字化電視等，能對廣大用戶同時提供各種豐富多彩的富有個性化的內(nèi)容。每個新媒體的用戶既是信息資源的發(fā)送者又是信息資源接收者，每個用戶都融會成對等的交流者的個性化交流的媒體，它是雙向的具有交互性，更為重要的是它還具有即時性，這在一定程度上解決了時間和空間的局限性。聯(lián)合國教科文組織對新媒體下的定義：“以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為載體進(jìn)行信息傳播的媒介?！彼孕旅襟w可以稱為是一個數(shù)字化新媒體。人們對新媒體的需求及互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用成了家庭中必不可少的生活要素。尤其是當(dāng)下，隨著通信技術(shù)的迅速革新，新的媒體廣泛普及的情況下，人們可以方便快捷的了解自己所需要知識，探索自己感興趣的問題。特別是當(dāng)代年輕的大學(xué)生們還會通過各種聊天軟件、社交網(wǎng)站、貼吧、論壇等窗口發(fā)表自己撰寫的文章和觀點(diǎn)，瀏覽別人寫的文章，同時還加入了自己的想法和評論。

2程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)與學(xué)情分析

作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門入門級的專業(yè)基礎(chǔ)課程，程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)有利于提高學(xué)生的思維能力，對學(xué)生后期深人學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)其它知識有很大的幫助。程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)是動手能力要求高、知識點(diǎn)多、重點(diǎn)難點(diǎn)多、課時少，大部分程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生在一個學(xué)期內(nèi)由入門轉(zhuǎn)化為熟練編程，順利通過國家二級考試。程序設(shè)計(jì)包含語言和算法兩個方面，不僅要求學(xué)生掌握語言的語法規(guī)則，而且要求學(xué)生學(xué)會運(yùn)用計(jì)算機(jī)的編程思想。計(jì)算機(jī)的編程思想與我們?nèi)粘Ｉ钪刑幚韱栴}的思路有很大的區(qū)別，這就要求學(xué)生轉(zhuǎn)變思路，按照計(jì)算機(jī)解決問題的方式來編程解決日常生活中的實(shí)際問題。程序設(shè)計(jì)課程一般是在大一年級第一學(xué)期首先接觸的第一門計(jì)算機(jī)高級編程語言課，大學(xué)新生從中學(xué)來到大學(xué)，計(jì)算機(jī)水平參差不齊，水平差的直接沒有接觸過計(jì)算機(jī)，普遍沒有用過具體的計(jì)算機(jī)編程語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)實(shí)踐。當(dāng)學(xué)生接觸程序設(shè)計(jì)類課程時，普遍感覺內(nèi)容枯燥、非常抽象、難以理解。很多學(xué)生在學(xué)期結(jié)束談到對這門課程的感受時，仍有部分同學(xué)感覺沒有入門。他們感覺讀程序還能湊合，但是涉及到編程則非常困難，總有無從下手的感覺，部分學(xué)生甚至還毫無編程思想。很多教師也感覺到找不到一個恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ寣W(xué)生能夠真正的理解融入課程。目前大部分學(xué)校在講授程序設(shè)計(jì)這一類課程時，教學(xué)中仍然多采用傳統(tǒng)的講授教學(xué)方法，再配以一些上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作來加強(qiáng)鞏固和理解課堂上所講的一些理論知識點(diǎn)。但是這種教學(xué)方法對于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程來說，顯然是不夠的。因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)類課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多、課時少、實(shí)踐性強(qiáng)。所以，在授課內(nèi)容處理上既要講授大量的基礎(chǔ)知識、基本概念、基本編程思路和方法，而且還要講授具體的解題過程和實(shí)際應(yīng)用甚至具體的上機(jī)操作。要想讓學(xué)生掌握課程的精髓，僅僅依靠上面所述的講授和上機(jī)實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。傳統(tǒng)的講授有偏重知識的單向的傳授，它重理論輕實(shí)踐，學(xué)生實(shí)踐能力無法鍛煉，學(xué)生就不能掌握計(jì)算機(jī)編程的實(shí)際問題解決能力，當(dāng)學(xué)生走上工作崗位時，就無法滿足崗位對能力的需要。為了讓程序設(shè)計(jì)課程這門課程的教學(xué)達(dá)到真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力與創(chuàng)新精神的目標(biāo)，提出了新媒體時代下程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式以解決實(shí)際問題的程序設(shè)計(jì)思想作為切入點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具有利用軟件開發(fā)環(huán)境解決實(shí)際問題的能力。

3新媒體時代下程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式

1）激發(fā)學(xué)生的興趣

首先要讓了解計(jì)算機(jī)語言的魅力，讓學(xué)生體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)語言的強(qiáng)大功能，利用它學(xué)生自己就能編寫出各種有用的軟件，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們可以直接把已經(jīng)寫好各種程序源代碼發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在自己的電腦上運(yùn)行，通過程序的運(yùn)行告訴學(xué)生，這是我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完本門課程，學(xué)生也可以編寫這樣的程序水平，甚至可以編寫出比這更好的程序。向?qū)W生演示的程序有兩點(diǎn)值得推薦：1.程序最好是游戲程序，因?yàn)榇蟛糠滞瑢W(xué)對游戲是比較感興趣的，告訴他自己以后能編寫出這樣的程序，那更是振奮人心的事；2.程序最好是以前的學(xué)生編寫的，這樣對正在學(xué)習(xí)的學(xué)生更具有說服力，證明了本門課程學(xué)完確實(shí)可以達(dá)到這樣的目標(biāo)。

2）知識點(diǎn)模塊化

目前我們講授知識點(diǎn)的一般是按照全國計(jì)算機(jī)二級考試大綱來進(jìn)行的。講授知識點(diǎn)的順序也是按照大綱的順序，平鋪直敘。學(xué)生即使掌握了知識點(diǎn)但不會應(yīng)用，不能解決實(shí)際問題。我們設(shè)計(jì)的思路是把相關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)放到一個模塊中。每個模塊可以包含一到兩能解決實(shí)際問題的應(yīng)用案例，在講授新知識前，將案例發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)案例知道要學(xué)習(xí)什么知識，這個知識學(xué)完能達(dá)到什么目標(biāo)，都是解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生學(xué)習(xí)也有興趣。

3)課前學(xué)習(xí)任務(wù)安排

課前學(xué)習(xí)的目標(biāo)是逐步提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過自主學(xué)習(xí)完成對課程基礎(chǔ)知識的理解，課前學(xué)習(xí)的安排主要有以下幾方面。1.可以讓學(xué)生自己通過互聯(lián)網(wǎng)在線觀看教學(xué)視頻，并完成對學(xué)習(xí)知識點(diǎn)的在線小測驗(yàn)。在線教學(xué)視頻的特點(diǎn)是沒有空間和時間的限制，學(xué)生自己自由選擇觀看，視頻中遇到不懂的或難點(diǎn)，可以暫?；蚍磸?fù)多次觀看。在線小測驗(yàn)幫助學(xué)生了解自己目前掌握知識點(diǎn)的情況，有哪些基礎(chǔ)知識還沒有掌握，哪些已經(jīng)掌握了。2.將知識模塊的相關(guān)案例程序發(fā)放給學(xué)生，要想寫出程序，必須能讀懂別人寫的程序。學(xué)生首先自己學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，對照教材和教學(xué)視頻，讓學(xué)生自己研究下發(fā)的案例程序，遇到不懂的知識點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，通過網(wǎng)絡(luò)中的BBS、QQ群等交流平臺向其他同學(xué)咨詢。學(xué)生通過研究程序知道解決相似問題的基本方法。3.試著自己編寫程序。教師要布置兩種編程題給學(xué)生，要求學(xué)生獨(dú)立完成。第一種題目和案例程序相仿，類似于毛筆字的臨摹，讓每一個學(xué)生都能體會運(yùn)用新知識編程的成功感覺，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。第二種題目是本次學(xué)習(xí)知識的綜合應(yīng)用，這個有學(xué)生能做出來，有學(xué)生可能做不出來，主要是讓學(xué)生充分思考如何去解決問題，這個也為課堂教學(xué)做下前期鋪墊。為了讓學(xué)生自己練習(xí)編程，所以題目的答案是絕對不允許學(xué)生在上網(wǎng)去搜索。

4)課堂教學(xué)的變革

課堂教學(xué)中改變過去那種教師講，學(xué)生聽的格局。課學(xué)教學(xué)主要分成三個階段：基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、綜合知識學(xué)習(xí)、職業(yè)能力學(xué)習(xí)。在基礎(chǔ)知識階段主要采取課堂提問的方式，根據(jù)需要掌握的知識點(diǎn)設(shè)計(jì)若干小問題，了解學(xué)生掌握情況，針對學(xué)生的回答情況，教師再進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充和拓展講解。根據(jù)課堂提問，不僅讓教師了解學(xué)生課前的學(xué)習(xí)情況和學(xué)生對知識理解力如何，而且讓學(xué)生對這知識點(diǎn)進(jìn)行全面學(xué)習(xí)。我們鞏固所識學(xué)過的知識的最好方法就是再次接觸它！溫故而知新通過對知識點(diǎn)的第二次刺激，記憶效果更好，讓學(xué)生真正記住、掌握知識點(diǎn)。在基礎(chǔ)知識階段主要是一個知識點(diǎn)一個知識點(diǎn)的簡單記憶，知識點(diǎn)與知識之間有何關(guān)聯(lián)、如何融通，這就需要綜合知識的學(xué)習(xí)。在這個階段要解決課前布置的兩種題目，特別是第二種題目。教師要檢查學(xué)生完成作業(yè)情況，聽取學(xué)生的編程思路和方法。對于學(xué)生不理解的、重點(diǎn)、難點(diǎn)，教師可以采用多媒體PPT、視頻、上機(jī)演示等圍繞教學(xué)目標(biāo)展示相關(guān)問題的發(fā)生、發(fā)展以及相互關(guān)系；特別是可以通過分小組討論方法鼓勵學(xué)生自己進(jìn)行歸納整理，這樣學(xué)生對知識掌握就會從由表及里的進(jìn)行更高階的遷移與應(yīng)用。在職業(yè)能力學(xué)習(xí)階段，主要是培養(yǎng)學(xué)生如何適應(yīng)社會工作崗位對能力的要求，學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)是有關(guān)軟件開發(fā)的實(shí)踐，從而掌握解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力。以具體的軟件項(xiàng)目開發(fā)案例任務(wù)為題目，讓學(xué)生開展小組討論。按照軟件開發(fā)的實(shí)際步驟，讓各個小組發(fā)言，各個小組之間找出對方的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教師在最后進(jìn)行必要的補(bǔ)充和擴(kuò)展，這樣為各個小組課后完成自己的任務(wù)打下基礎(chǔ)。

5)課后任務(wù)的設(shè)計(jì)

課后的任務(wù)的目標(biāo)是讓學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的知識，鍛煉他們的項(xiàng)目開發(fā)的能力。這個課后任務(wù)在課堂教學(xué)的職業(yè)能力學(xué)習(xí)階段提出，已經(jīng)讓各個小組完成了初步的構(gòu)思。課后就是各個小組成員通過編程實(shí)現(xiàn)本小組的項(xiàng)目。編程過程中可以通過聊天軟件如QQ協(xié)調(diào)相互之間的程序功能和接口，大家一起努力解決遇到的困難，學(xué)生合作意識和溝通能力得到了培養(yǎng)。如果遇到的困難解決不了還可以通過聊天軟件咨詢教師，教師可以通過遠(yuǎn)程控制軟件，遠(yuǎn)程查看學(xué)生的電腦，幫助學(xué)生分析問題出現(xiàn)在哪里，協(xié)助學(xué)生一起調(diào)試程序。通過聊天和遠(yuǎn)程控制，師生之間完全擺脫了時間和空間的限制，學(xué)生感覺老師時刻就在自己身邊，教師也可以時刻了解學(xué)生的任務(wù)進(jìn)展情況，把握好時間。

6)課程考核

傳統(tǒng)的課程考核是期末考試，通過最后一次考核很難評價學(xué)生的動手能力如何。新媒體時代下的考試不應(yīng)該僅在最后考試，平時也有考試，在每一單元模塊學(xué)完、甚至于在每一次上完課后都可以設(shè)計(jì)在線考試。所以這門課程的期末總評分?jǐn)?shù)應(yīng)該是如下構(gòu)成：平時在線考試(30%)+平時作業(yè)(40%)+最后的期末考試(30%)。程序設(shè)計(jì)課的主要目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，體現(xiàn)動手能力的就是讓學(xué)生編程，而平時作業(yè)主要是讓學(xué)生完成的編寫程序作業(yè)，所以平時作業(yè)的成績占到了40%。作業(yè)要求獨(dú)立完成，不得抄襲已有的程序，同學(xué)之間的幫助也不能直接提供源程序，只能是程序的設(shè)計(jì)思路和算法之類大的框架，具體如何實(shí)施的必須學(xué)生獨(dú)立完成，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)學(xué)生，直接判定此次作業(yè)為0分，發(fā)現(xiàn)第二次扣除最終作業(yè)成績20分，第三次出現(xiàn)問題作業(yè)成績的40分全部扣完，意味著他期末有可能不及格。期末考試成績僅占30&，這樣可以杜絕平時不學(xué)習(xí)，到了期末的時候才用功應(yīng)付考試的現(xiàn)象。

4結(jié)束語

總之，程序設(shè)計(jì)不僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是適應(yīng)社會需求的崗位能力課程，合理的課程內(nèi)容設(shè)置配以科學(xué)的教學(xué)方法，充分利用科學(xué)技術(shù)技發(fā)展帶來的教學(xué)方式的革新，就一定能促進(jìn)學(xué)生編程能力的提高。學(xué)生的編程能力的在一定程度上與學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識的熱情有一定關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情又為學(xué)完本課程以后其他的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程帶來良好的開端。

參考文獻(xiàn)：

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第五篇：《JAVA程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式改革的思考

《JAVA程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式改革的思考

[摘要]為適應(yīng)職業(yè)教育改革發(fā)展需要，針對Java課程的教學(xué)做一些思考。在教學(xué)方法上做到灌輸式教學(xué)向?qū)蚴浇虒W(xué)的改變，并且在授課過程中體現(xiàn)項(xiàng)目驅(qū)動的方式，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施和監(jiān)控，切實(shí)做到對java應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]java 教學(xué)方法 實(shí)踐教學(xué) 應(yīng)用能力

中圖分類號：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671－7597(2008)1020139－01

Java是1995年由Sun公司組織開發(fā)的一種編程語言，其所具備的簡單性、跨平臺、面向?qū)ο?、多線程等特點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今世界面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主流。目前，各大高校都開設(shè)了《JAVA程序設(shè)計(jì)》相關(guān)課程，考慮到Java 語言的實(shí)踐性強(qiáng)和開發(fā)環(huán)境的特殊，結(jié)合職業(yè)教育改革的發(fā)展需要，本人針對該門課程的教學(xué)模式改革做了一些思考。

一、傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)向?qū)蚴浇虒W(xué)的轉(zhuǎn)變

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，大都是以理論知識灌輸和教師為主體，學(xué)生學(xué)習(xí)非常被動。這種方式的教學(xué)在很大程度上限制了學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，從而使得課堂氣氛沉悶，學(xué)生上課走神，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。隨著《國務(wù)院關(guān)于大力推進(jìn)職業(yè)教育改革與發(fā)展的決定》，“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的新型教育模式被提了出來，這種教育模式要求學(xué)校和教師把學(xué)生放到應(yīng)有的學(xué)習(xí)主體的地位上，充分地發(fā)揮教師教導(dǎo)與引導(dǎo)的主動性和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性，真正達(dá)到教學(xué)相長，師生互動，寓教于樂，學(xué)生自悟與自覺的高水平教育境界，培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展的具有行動能力和創(chuàng)造能力的高層次社會人才?！盎邮浇虒W(xué)”、“參與式教學(xué)”、“研究型學(xué)習(xí)”等新的教學(xué)方法應(yīng)運(yùn)而生。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生使用java語言進(jìn)行程序開發(fā)的能力，所以在教學(xué)過程必須打破傳統(tǒng)教育教學(xué)方式，做好導(dǎo)向式教學(xué)。為了更好地體現(xiàn)導(dǎo)向式教學(xué)，我將整個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)整，授課過程中更多地增加了提問、小組討論、實(shí)踐練習(xí)等。例如在講述java基礎(chǔ)語法知識時，我采用與C語言進(jìn)行對比的方式，列出問題，給出測試題目。引導(dǎo)學(xué)生帶著問題，自己看書，并通過小測驗(yàn)，加強(qiáng)對理論知識的理解和掌握。

二、項(xiàng)目驅(qū)動式方法貫穿整個教學(xué)過程

項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法作為教育領(lǐng)域中一種比較新的教育教學(xué)方法，近年來我國教育界開始吸收并實(shí)踐這一教學(xué)方法。結(jié)合職業(yè)教育特點(diǎn)和java語言在軟件開發(fā)中的廣泛應(yīng)用，在此課程的講授過程中，項(xiàng)目驅(qū)動始終貫穿其中。

（一）準(zhǔn)備階段

首先參照企業(yè)開發(fā)模式將學(xué)生劃分成小組，確定組長后，由各組組長進(jìn)行管理。然后根據(jù)學(xué)生語言基礎(chǔ)能力和興趣，確定企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目。

（二）實(shí)施階段

根據(jù)java程序設(shè)計(jì)大綱所規(guī)定的能力單元，將項(xiàng)目切分，滲透到各個相關(guān)知識點(diǎn)的講授中。例如在講授面向?qū)ο蠡A(chǔ)知識時，有了繼承、封裝、多態(tài)的概念繼承，講到類的定義，就可以要求學(xué)生將實(shí)際項(xiàng)目中所涉及的各個class文件創(chuàng)建出來，為后期開發(fā)做準(zhǔn)備。后面講授多線程、I/O流、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫操作等，在實(shí)踐練習(xí)環(huán)節(jié)都引入實(shí)際項(xiàng)目的分模塊開發(fā)，從而提高教學(xué)的深度和廣度，在一定程度上也激發(fā)學(xué)生的積極性和知識擴(kuò)展性，充分調(diào)動學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

（三）檢查階段

在整個教學(xué)過程結(jié)束后，一個較完整的項(xiàng)目就開發(fā)出來了。對此，小組組長要對各組員的項(xiàng)目結(jié)果進(jìn)行檢查，教師要對各小組的項(xiàng)目質(zhì)量進(jìn)行檢查。工作結(jié)果要按照預(yù)定的目標(biāo)來進(jìn)行自我和相互的檢查并判斷達(dá)到的效果如何。此過程鍛煉學(xué)生的責(zé)任心、質(zhì)量意識及評估方法。同時，教師除對工作計(jì)劃以內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行檢查外，還應(yīng)對質(zhì)量保證情況進(jìn)行檢查。

（四）評估階段

最后，學(xué)生完成工作評定，教師完成最終評估。首先學(xué)生自己對所做的工作進(jìn)行工作評定，包括項(xiàng)目的準(zhǔn)備、項(xiàng)目實(shí)施過程中解決的各種疑難問題、自己所負(fù)模塊的效果等各方面進(jìn)行總結(jié)；然后指導(dǎo)教師進(jìn)行最后的工作總結(jié)、成績評定，并找出差距和改正辦法。

三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施與監(jiān)控

根據(jù)《java程序設(shè)計(jì)》課程的特點(diǎn)，在授課過程中，著重突出學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，因此該門課程的理論和實(shí)踐課時比為1：1，授課地點(diǎn)都在機(jī)房。但通過聽取其他同事對java課程的講授和對學(xué)過java課程的學(xué)生的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多教師在授課過程中，雖然加重了實(shí)踐課時的比例，由于對實(shí)踐環(huán)節(jié)的落實(shí)和監(jiān)控力度不夠，最終導(dǎo)致學(xué)生的動手能力沒有得到很大很好的提高和改善。因此在教學(xué)過程中一定要切實(shí)落實(shí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的展開，并在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐練習(xí)的過程和結(jié)果的監(jiān)控反饋力度。采取分組管理的方式，由教師對組長，組長對小組成員進(jìn)行監(jiān)督、控制的方式，切實(shí)保證教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)人人參與的目標(biāo)。最后組長要根據(jù)各組實(shí)踐練習(xí)情況寫出書面總結(jié)報告，教師根據(jù)各組情況針對集中存在的問題進(jìn)行反饋。

四、總結(jié)

總之，Java教學(xué)一定要圍繞提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力展開，注重面向?qū)ο缶幊趟枷氲呐囵B(yǎng)，真正做到培養(yǎng)符合職業(yè)教育要求，符合社會需求的實(shí)用性人才。教學(xué)過程中注重導(dǎo)向式教學(xué)，以項(xiàng)目驅(qū)動貫穿整個教學(xué)過程，并加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施與監(jiān)控力度，這是本人對Java程序教學(xué)的幾點(diǎn)思考，希望能夠拋磚引玉，最終取得良好的教學(xué)效果。

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李桂珍，女，漢族，山東德州人，北京工業(yè)大學(xué)在職研究生，新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件技術(shù)學(xué)院助教，研究方向：軟件技術(shù)；李欣，北京工業(yè)大學(xué)工程碩士，在讀，助教，軟件技術(shù)方向。