基于计算思维能力培养的程序设计类实验课程改革

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作者：吴玲赵鹏孙丽娜

来源：《黑龙江教育·理论与实践》2014年第03期

摘要：本文深入分析了目前普通高等本科院校程序设计类实验课程中出现的问题，阐述

了计算思维的提出背景和内涵特征，对程序设计类课程的标志性概念进行了总结，就任务抽象和分解、启发式推理、知识体系重构、思维能力训练等方面对程序设计类实验课程进行了改革，取得了良好的效果。

关键词：计算思维；能力培养；实验教学改革

程序设计类课程的主要教学任务是学习使用一种或多种程序设计语言，通过介绍用计算机解题的详细过程，训练学生编写和调试程序的基本技能，为其他后续课程的学习打下基础，是计算机及其相关专业学生最早接触的专业基础课程，也是计算机及其相关专业的核心课程。

但通过课题组多年来教育教学的实际经验显示，目前大部分学生对程序设计类课程存在普遍的认知误区：①语法规则复杂琐碎、易忘难记，学习难度较大；②课程内容枯燥乏味，不容易激发学生的学习热情；③程序编写难上加难，久而久之会产生畏难情绪。如何培养学生正确的程序设计思维习惯，提高学生的计算思维能力，探索有效的实践教学模式，是从事程序设计类课程实践教学的老师亟待解决的问题。

一、计算思维的提出

什么是计算思维？计算思维有怎样的作用？计算思维对未来社会将会有怎样的影响？

计算思维在2006年，由周以真教授在《Computational Thinking》一文中提出。其本质概念，最早可以追溯到中国古代的算筹计算，周教授在此基础上对其进行了清晰化和系统化的总结和整理。

计算思维涵盖了包括计算机科学在内的一系列思维活动，使运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计和人类行为的理解，周教授提出以此来探索计算机学习的教育价值。[1 ] 它强调的是如何求解问题和如何用计算机实现这个问题，其本质是抽象和自动化，其特征是可行和构造。2011年，ISTE和CSTA对计算思维进行了“操作性定义”，将其阐释为6个步骤的

问题解决过程。

2010年5月，中国高等学校计算机基础教学指导委员会提出“要将计算思维融入到计算机基础课程中传授，以此培养高素质的研究性人才”，而在7月的C9会议上发表的《九校联盟计