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《程序设计》课程培养学生思维的实践探索 　　摘要：《程序设计》是高等学校理工科专业普遍开设的系列必修课程，对计算机专业具有非常重要的地位。探讨如何通过《程序设计》教学培养本科生，特别是新生的计算思维，提出了五种以计算为训练方式培养计算思维的教学方法，以计算思维为导向的教学改革已经在上海电机学院计算机基础教学部进行了小范围应用并取得一定成果，初步说明通过计算培养计算思维是一种行之有效的教学模式。 　　关键词：计算思维；程序设计；语言；计算；新生 　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0276-03 　　一、《程序设计》课程简介 　　《程序设计》是高等学校理工科专业普遍开设的系列必修课程。这门课主要讲授用高级语言如C/C++及Java等开发计算机程序的基本知识，培养学生用计算机分析并解决问题的能力，使学生掌握软件设计的基本方法，为后续课程奠定基础。 　　国内高校普遍将《程序设计》课程按照语言的不同分为多个系列：C语言、C++语言及Java语言等。不同学校及专业根据各自的培养方案为学生开设其中几种，至少有一种语言（一般是C语言）为必修，开设于大一及大二学年，理论课与实验课共60～100课时，持续1～2个学期。各高校也普遍为计算机相关专业高年级学生开设其他流行编程语言如Visual Basic以及更专业化编程语言如Matlab、SQL及HTML等等。这些语言的基本语法与C语言相似甚至是高度相似，程序设计思想相通，因而其教学也高度依赖于低年级程序设计课程的教学效果。 　　二、面向新生的《程序设计》课程 　　对计算机及软件等专业的学生而言，《程序设计》是一门专业基础课，这门课程一般开设于本科一年级，因而授课对象主要是本科新生。一方面，大多数计算机相关课程如《数据结构》、《操作系统》及《数据库》等都需要编程语言的基础知识，学生在这门课收获的学习成果对高层次的学习乃至工作都具有非常重要的意义；另一方面，编程语言课程的教学能够直接训练学生的计算思维[1]，计算思维的形成和培养，是目前高等院校计算机教学，甚至包括非计算机专业的计算机基础教学所追求的一个重要目标。在学生刚刚升入本科阶段，而几乎不曾开始学习专业课，专业思维模式尚未形成之前，就逐渐培养其计算思维，又显然是这项任务的重中之重。 　　高中信息技术课程一般包括Visual Basic等编程语言的知识，但长期以来，受高考指挥棒的影响，全国各省市的小学、初中与高中教育普遍对计算机（信息技术）课程的重视程度不够。在程序设计不作为会考要求内容的省份，一些学校甚至没有开设编程语言课程，或者要不做任何要求，导致在高中阶段，教师与学生的教学兴趣度极低。一个最直接的后果是，即使是计算机相关专业的学生，刚进入大学时，也普遍对程序设计这类课程既陌生又恐惧。 　　由于这类课程本身的深度与难度，本科新生，特别是在高中阶段没有学过程序设计，甚至几乎不曾接触过计算机的新生，往往承受较大的学习压力，如果不能很好地掌握程序设计的思维与方法，学生很容易丧失学习计算机相关课程的兴趣与信心，从而影响整个大学阶段的专业学习，因而承担大一新生程序设计课程的教师也同样承受较大的教学压力。如前所述，这个问题产生的直接原因固然是高中信息科学知识储备的不足，但根本原因还是学生在从多年来已经习惯的数理化式的定义与公式学习模式转变为以计算机学科为代表的设计与实验的学习模式时产生了障碍，或者说学生没有能够形成学习计算科学应具有的思维模式。因而解决这个问题的关键即是，要通过程序设计课程的教学使学生形成并逐渐强化计算思维。 　　三、计算思维的内涵及重要性 　　按照卡内基?梅隆大学Jeannette M. Wing教授提出的广义概念[1]，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。而具体到程序设计这门课，计算思维可以理解为编写高级语言程序的方式解决问题的思维活动。由此可以看出，程序设计课程是培养学生的计算思维最重要的方式之一，而培养学生的计算思维也是程序设计课程最重要的目的之一。 　　计算思维这一重要概念被提出后，引起高等教育界的广泛注意。关于如何在程序设计课中培养本科生的计算思维能力这一问题也成为高校计算机教学中普遍关注的问题。文献[2-4]讨论了如何通过计算机基础教学培养计算思维，文献[5-7]讨论了通过程序设计课程培养计算思维，文献[8]讨论了如何通过程序设计培养学生的多种思维能力，文献[9；10]提出以计算思维为导向开展程序设计教学，文献[11-13]提出了基于计算思维的程序设计教学改革方式，文献[14；15]讨论了通过程序设计课程培养计算思维的具体实践方式，文献[16]探讨了如何以计算思