培訓(xùn)學(xué)習(xí)者的編程思維

李磊+馮廷鈺

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)成為了我們生活中不可或缺的一部分，所以我們把如何培訓(xùn)學(xué)生編程思維作為本次培訓(xùn)的重點，在本次培訓(xùn)中我們把課程分為五個具體方面，分別是了解編程思維與基本技能，培養(yǎng)抽象思考能力，培養(yǎng)分析問題的能力，培養(yǎng)思維嚴密邏輯清晰的能力和學(xué)會運用讀，寫，改的編程方法解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：計算機；編程思維；編程方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0158-02

1 評估需求和確定教學(xué)目的

1.1 需求分析

編程能力的培養(yǎng)在教學(xué)過程中的重要性主要體現(xiàn)在以下幾點：

1） 在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，更準確地抓住問題的本質(zhì)，找出解決問題的方法；

2） 有助于更深入的理解計算機工作原理，更靈活的應(yīng)用計算機技術(shù)解決各自專業(yè)領(lǐng)域中的有關(guān)問題。

3） 培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，綜合開放性實驗完成過程中，通過查找和閱讀資料能有效的啟發(fā)學(xué)生擴寬學(xué)習(xí)范圍，提高探索學(xué)習(xí)相關(guān)知識的積極性。

1.2教學(xué)目標

1.2.1 讓學(xué)習(xí)者了解編程思維與基本技能

學(xué)習(xí)者編寫程序或者編碼的質(zhì)量不高，最主要的原因在于教學(xué)過程中忽視了學(xué)習(xí)者思考習(xí)慣養(yǎng)成和能力訓(xùn)練。提高編程能力首先是培養(yǎng)編程思維， 即養(yǎng)成以程序的方式來思考問題，要使學(xué)習(xí)者理解編程語言也是一種語言，學(xué)習(xí)者應(yīng)該對一些基本的邏輯結(jié)構(gòu)了解。比如：循環(huán)結(jié)構(gòu)是編程語言中的重點和難點，在講解雙循環(huán)問題上時，可以利用九九乘法表，先讓學(xué)習(xí)者單循環(huán)打印1-9和換行，再讓他們思考九次“1-9循環(huán)和換行”怎么辦，學(xué)習(xí)者一般會想到只要在做一次循環(huán)就行，這時就可以提出雙循環(huán)概念，學(xué)習(xí)者根據(jù)學(xué)過的知識就可以很快解決，這種由簡單到復(fù)雜的教學(xué)手法，可以使學(xué)習(xí)者更好的理解。

1.2.2 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者抽象思考能力

培養(yǎng)學(xué)習(xí)者抽象建模能力應(yīng)首先引導(dǎo)學(xué)生掌握編程的基本知識"并幫助學(xué)習(xí)者整理知識之間的聯(lián)系和線索"引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從知識之間的聯(lián)系中去尋找解決問題的思路。

1.2.3 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者分析問題的能力

在程序設(shè)計中"將待求解程序問題劃分為若干個處理步驟"將每個處理步驟封裝為處理過程或函數(shù)"當每個處理過程和函數(shù)解決和調(diào)試通過"則待求解問題得以解決# 又比如"程序設(shè)計語言的遞歸程序設(shè)計思想"將復(fù)雜的高階問題轉(zhuǎn)換為低階問題"當?shù)碗A問題得以解決"則高階問題依次求解。

1.2.4 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者思維嚴密邏輯清晰的能力

所謂思維縝密"就是周到細致全面地考慮問題"枚舉清楚程序觸發(fā)的各種條件并明確其控制的有效性"控制好程序運行的各種狀態(tài)"盡可能地找出程序中的潛在錯誤。

1.2.5 運用讀，寫，改的編程方法

學(xué)習(xí)的能力和方法比掌握的知識更為重要， 培訓(xùn)者更應(yīng)該教會學(xué)習(xí)者編程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)方法， 培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力， 而不是僅僅教給他們知識點。

1）讀代碼 ：注重學(xué)習(xí)者閱讀程序能力的培養(yǎng)， 要提高學(xué)習(xí)者的編程能力。

2）改代碼 ：這個過程是第二階段，在讀透程序的前提，將例子程序作一些小的局部修改或擴展， 這樣做的主要目的是在熟悉一些語句用法。

3）寫代碼： 這個過程是第三階段，也可稱為是模仿階段， 在可以熟練改代碼的前提上，自己動手從頭寫一遍， 偶爾遇到一些小問題，可以通過對照范例來發(fā)現(xiàn)原因。這種學(xué)習(xí)方法強調(diào)了學(xué)習(xí)的漸進性， 能力逐步提高， 降低了學(xué)習(xí)的難度。

2 學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)環(huán)境的分析

2.1 學(xué)習(xí)者分析

信息類型：入門技能，對該領(lǐng)域所具備的知識，對訪談的態(tài)度，對教學(xué)傳遞系統(tǒng)的態(tài)度，學(xué)習(xí)動機，學(xué)業(yè)能力水平，學(xué)習(xí)偏好，對培訓(xùn)機構(gòu)的態(tài)度，群體特征等。

數(shù)據(jù)來源：問卷調(diào)查，考試數(shù)據(jù)，訪談，觀察等。

學(xué)習(xí)者特征：學(xué)習(xí)者應(yīng)是沒有編程基礎(chǔ)和經(jīng)驗但對于編程有一定興趣的大學(xué)生學(xué)習(xí)者可能知道一些編程語言的一些概念，但是沒有進行過具體的上機操作和編程邏輯思維的培訓(xùn)。學(xué)習(xí)者能夠了解計算機，對于計算機的基本使用沒有太大問題。認為將要學(xué)習(xí)的編程思維對于以后的編程學(xué)習(xí)很重要，好的編程思維可以幫助他們成為出色的程序員，而且這種思維可以使得他們以后無論學(xué)習(xí)哪種編程語言都會輕松應(yīng)對。

2.2 學(xué)習(xí)環(huán)境分析和應(yīng)用環(huán)境分析

信息類型：學(xué)習(xí)點的數(shù)量和特點，學(xué)習(xí)點對教學(xué)需求的滿足程度，學(xué)習(xí)點對學(xué)習(xí)者需求的滿足，模擬工作環(huán)境的可行性，管理/監(jiān)督支持，實施點的物理條件，實施點的社會環(huán)境，與工作環(huán)境相關(guān)的技能等。

數(shù)據(jù)來源：訪談，觀察，記錄，問卷調(diào)查。

學(xué)習(xí)環(huán)境特征：可以采用課上教學(xué)和課下教學(xué)的培訓(xùn)方案。課上教學(xué)可以包括：（1）課前回顧（2）課中啟發(fā)（3）課后小結(jié)三個方面課下教學(xué)可以構(gòu)造開放式的教學(xué)環(huán)境，可以將學(xué)生以3-5人為小組組織起來，自行尋找解決問題的思路和方法。促使學(xué)生誘發(fā)自己的內(nèi)在動力提高自己的編程思維和編程能力。

應(yīng)用環(huán)境特征：由于幾乎所有的學(xué)習(xí)者都是在校大學(xué)生，所以將培訓(xùn)班開設(shè)在學(xué)校即可，便于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。培訓(xùn)師在多媒體教室給學(xué)習(xí)者上課，每個人都要有一臺計算機，這樣學(xué)習(xí)者可以邊聽課邊練習(xí)。需要一個能容納20-30人的多媒體教室，可以設(shè)置一個班長，用以幫助培訓(xùn)師管理多媒體教室的日常事務(wù)，比如：發(fā)放資料，教室的管理等。

2.3 績效目標

教學(xué)目標：學(xué)習(xí)者需要了解編程思維與基本技能，學(xué)習(xí)者需要增強抽象思考的能力，學(xué)習(xí)者必須掌握分析問題的能力，學(xué)習(xí)者需要具備思維嚴密邏輯清晰的能力，學(xué)習(xí)者能夠熟練運用讀，寫，改的編程方法。

績效目標：（1） 學(xué)習(xí)者需要養(yǎng)成思考能力，提高編程能力首先是培養(yǎng)編程思維，即養(yǎng)成以程序的方式來思考問題，學(xué)習(xí)者要理解編程語言其實也是一種語言，需要對一些基本的編程知識進行了解。（2） 學(xué)習(xí)者需要增強抽象建模能力應(yīng)首先掌握編程的基本知識，并可以整理知識之間的聯(lián)系和線索，學(xué)習(xí)者能夠從知識之間的聯(lián)系中去尋找解決問題的思路。（3）學(xué)習(xí)者能夠通過對復(fù)雜問題的簡單化來掌握分析問題的能力。（4）學(xué)習(xí)者需要了解所謂思維縝密，就是周到細致全面地考慮問題，枚舉清楚程序觸發(fā)的各種條件并明確其控制的有效性，能夠控制好程序運行的各種狀態(tài)并盡可能地找出程序中的潛在錯誤。（5）讀代碼：學(xué)習(xí)者對于網(wǎng)上搜集一些的編碼，經(jīng)過仔細研讀，通過了解其他程序員的代碼找出自身不足。改代碼：學(xué)習(xí)者通過自己的理解，將原先的代碼改動一部分，使程序出現(xiàn)新的功能。寫代碼：學(xué)習(xí)者運用所學(xué)知識可以自己編寫一個新的程序

2.4 教學(xué)策略