代写毕业论文 代写硕士论文 毕业论文代写 论文发表 客服QQ:76006370  

Rss订阅
当前位置:中国论文网--正文

程序设计类课程中计算思维的标志性概念

作者:代写论文 时间:2014-08-07 来源: 浏览:10320 次 字体大。

 计算思维与理论思维、实验思维仪器并称为推动人类社会文明进步和科技发展的三大科学思维,它由计算学科抽象而来,所以,计算科学的基础概念自然也就是计算思维的最好体现。 
  在CC1991中,将核心概念定义为具有普遍性和持久性的重要思想、原则和方法。按照CC1991的定义,它必须是在数学、科学和工程中定义的概念,在学科中多次出现,在技术上有高度独立,在各分支领域及抽象、理论和设计的各个层面上都有很多应用。结合CC1991概括的12个核心概念,并根据课题组多年的教育教学实践经验,将程序设计类课程中计算思维的标志性概念概括如下: 
  如上图所示,可知,程序设计类课程是对学生进行思维训练的一个最直接、最具操作性的平台。 
  三、探索在程序设计类实验课程中对学生进行计算思维能力培养的途径 
  计算机科学体系庞杂,本身并非仅仅是编程那么简单,其能力分为计算机使用能力、计算机系统认知能力和计算思维能力。最低要求层面的计算机使用能力,就是利用计算机进行各种操作以获取信息或者计算结果的能力;中层的计算机系统认知能力,是对计算机系统的理解和应用能力,建立在底层使用能力的基础上,是对计算机系统全面理解的较高要求;最顶层的计算思维能力,是计算机科学与数学思维、逻辑思维和工程思维的交集,并不是单独的、与其他思维方法毫无关联的独立思维方法。 
  通过对计算思维特征的分析,我们可以清晰地看到,要想在程序设计类课程中对学生进行计算思维能力的培养,就需要解决任务抽象和分解、启发式推理、知识体系重构、思维能力训练等基本问题 [2 ]。 
  按照ACM/ICPC的解释,编程解题的思维过程一般可以分解为三个阶段,即一观察、二联想、三变换。在这个过程中编程者先通过观察,对问题进行深入的认识和理解;再进行联想,寻找一个切入点将该问题同编程者已有的知识和经验进行联结;最后通过变换,将一个问题转化为另一个或分解成另几个容易解决的新问题,以达到解决原问题的目的;诖,课题组尝试对目前程序设计类实验课程所采用的问题驱动、项目分解、启发式教学等方法进行完善,对学生在程序设计过程中通过“观察——联想——变换”培养和引导其计算思维方法,潜移默化地培养学生的计算思维能力。 
  以“C语言程序设计”课程为例,课程中的许多知识点都为计算思维的培养提供了生动的案例。第一堂实验课上,实验教师主要以展示经典案例为主,提出一些经典问题,结合生活中的实际应用过程,形象直观地向学生们展现C语言程序设计的魅力所在。从分析问题,到抽象成数学模型,再进行算法设计,然后变成与调试,最后生成可应用于实际的程序,这个过程是对计算思维最好的诠释。例如,实验教师可以从“猜数游戏”入手,在课堂上用游戏的方式激发学生对语法、语义、算法、设计的学习兴趣,从游戏引入知识点,用知识点带动学生对语法的掌握、对算法的理解、对设计的熟悉,是学生加深对计算思维的理解。这种传授知识、技能和计算思维的一体化教学模式,摒弃了原有的“重语法、轻方法、不谈思维”的错误教学方法,而是使教学目标从“知识和技能”的传授上升到“思维”的教学,即指导学生提炼出知识和技能背后所包含的具有普适性的本质思想——计算思维。