讓計(jì)算思維之花在VB教學(xué)中綻放

宋建年

摘要：2014新版《初中信息技術(shù)》首次將VB程序設(shè)計(jì)引入教材，程序設(shè)計(jì)課是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維一個非常重要的途徑。那么在《初中信息技術(shù)》教學(xué)中如何以程序設(shè)計(jì)為線索，滲透和培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力？作為一種教學(xué)嘗試，也是一種教學(xué)改革，現(xiàn)將其中的一些教學(xué)實(shí)踐與大家共同探討和分享。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；VB程序設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-1578（2017）02-0165-02

隨著時代的發(fā)展，蘇科版《初中信息技術(shù)》教材也不斷更新改版，2014年蘇科版教材首次加入了VB程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。思考改版后的教材為何加入VB程序設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容？我想這是與目前信息技術(shù)發(fā)展和教學(xué)現(xiàn)狀是分不開的。隨著家用電腦的普及，傳統(tǒng)應(yīng)用軟件難度降低，許多知識學(xué)生能夠很快掌握，況且許多工具軟件的操作具有相同點(diǎn)，學(xué)生也有知識遷移能力，一個熟練使用office的學(xué)生，能很快操作wps軟件，教材上的知識點(diǎn)相對比較簡單，不易提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；初中信息技術(shù)的教學(xué)現(xiàn)狀是課堂上 教師過多了強(qiáng)調(diào)知識與技能的操作，忽略了對學(xué)生思維的開發(fā)與培養(yǎng)，長此已往造成學(xué)生缺乏獨(dú)立思考的能力，思維得不到鍛煉，不利于的學(xué)生的終身發(fā)展。

基于這樣背景下，將VB程序設(shè)計(jì)引入到新版教材中勢在必行。VB程序設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體，可以通過程序設(shè)計(jì)來訓(xùn)練學(xué)生思維，獲得終身有用的知識與能力。將計(jì)算思維滲透到程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，亦可大大提高學(xué)生思維方式和解決實(shí)際問題的能力。

那么如何在信息課教學(xué)中依托程序設(shè)計(jì)來滲透和培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維？這給我們教師提出了新的要求，我在教學(xué)工作中也做出一點(diǎn)嘗試。

1.一題多解，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維

發(fā)散思維是指根據(jù)已有信息，從不同角度、不同方向思考問題，從多方面尋求多樣性答案的一種思維形式，它的特點(diǎn)是想象豐富，不循成規(guī)，不落俗套，它是計(jì)算思維的核心。

程序設(shè)計(jì)具有靈活多變的特點(diǎn)，為了克服思維定勢，教師在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)重視發(fā)散思維，提倡學(xué)生用不同的思路和方法解決同類型的問題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。教師引導(dǎo)學(xué)生一題多解是培養(yǎng)他們發(fā)散性思維的一種好方法。教師在教學(xué)中的適當(dāng)拓展，可以讓學(xué)生有眼前一亮的感覺，增加他們學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣。

【案例】例如：在講解兩個變量交換時，交換的經(jīng)典算法表達(dá)方式為：t=a，a=b，b=t。在學(xué)生理解使用中間變量這一算法后，我又提出，如何在不增加變量的情況下完成兩個數(shù)的交換？方法二：a = a + b，b = a - b，a = a - b，當(dāng)然這一表達(dá)式的建構(gòu)需要一定的數(shù)學(xué)思維。教師再拓展讓學(xué)生思考這兩種算法在程序執(zhí)行上有什么區(qū)別？（第一種增加變量占用內(nèi)存，第二種有數(shù)據(jù)運(yùn)算消耗時間。）

【分析】變量交換是程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常用的到知識點(diǎn)，許多學(xué)生一開始會錯誤的認(rèn)為a=b；b=a；就可以完成數(shù)據(jù)的交換。為了便于讓學(xué)生理解兩個對象交換是通過中間值來完成的，教學(xué)中可以用一杯水，一杯酒精、一個空杯來做變換實(shí)驗(yàn)，來啟發(fā)學(xué)生的思維。在學(xué)生理解這一算法后，教師再做思維拓展，使用數(shù)學(xué)方法來完成兩個數(shù)的交換，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維。

2.一題多問，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

創(chuàng)新要靠科學(xué)素養(yǎng)，靠科學(xué)的思想與方法。學(xué)生掌握了科學(xué)的思想與方法，就能在今后的學(xué)習(xí)和生活中多層次、多視角、全方位地觀察和理解客觀世界的變化，運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識和科學(xué)方法去理解事物、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。創(chuàng)新思維是計(jì)算思維的一個重要體現(xiàn)。

好的程序一定有好的算法，一個好的算法本身也是程序優(yōu)化的過程。在有許多算法都能夠完成時，我們要優(yōu)先選擇執(zhí)行效率高的代碼。教學(xué)中教師要倡導(dǎo)優(yōu)化算法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。

【案例】在教學(xué)"判斷數(shù)p是否是素?cái)?shù)"的問題時， 依據(jù)素?cái)?shù)的判定條件：p不能被 2 、3 、……p - 1 之間的數(shù)整除。學(xué)生們想到的全是傳統(tǒng)算法：For i=2 to p-1；If p Mod i=0 Then Exit For ；Next i。接下來，我引導(dǎo)學(xué)生對算法進(jìn)行優(yōu)化：若p不是素?cái)?shù)，則p必定能表示成兩數(shù)之積，據(jù)此判斷素?cái)?shù)的條件可進(jìn)行怎樣的優(yōu)化呢？"只要判斷p能否被2、3……sqr（p）之間的數(shù)整除就行了"。于是可以將循環(huán)的for語句的終值改變?yōu)閟qr（p）?？紤]到除2外的偶數(shù)一定不是素?cái)?shù)，我們只需對奇數(shù)進(jìn)行判斷，而奇數(shù)一定不能被偶數(shù)整除。因此，判斷條件可進(jìn)一步簡化為"判斷p是否能被2及3……sqr（p）之間的奇數(shù)整除"。

【分析】教學(xué)過程中教師不斷詢問引導(dǎo)學(xué)生找到判斷素?cái)?shù)的最優(yōu)算法。教師先要求學(xué)生根據(jù)定義寫出最容易想到的基本算法，然后在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)知識，減小循環(huán)的終值，最后再次改變循環(huán)的步長，減少循環(huán)次數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化程序，增加程序執(zhí)行效率。通過幾次算法的優(yōu)化，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，學(xué)生在教師不斷的提問過程中，學(xué)生積極思考潛能得到開發(fā)。

3.一法多用，培養(yǎng)學(xué)生的化歸思維

化歸思維就是在研究和解決有關(guān)問題時采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化，化歸方向是將復(fù)雜問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡單問題；將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問題；將未解決的問題通過變換轉(zhuǎn)化為已解決的問題；而問題的實(shí)際不變，以便從不同的角度、不同的方向說明問題的本質(zhì)，使本質(zhì)的東西更全面更突出的顯露出來。

程序設(shè)計(jì)教學(xué)中許多算法是相同的，我們應(yīng)該多注意"通法"的教學(xué)，是同一個方法就可能完成的，這就要求學(xué)生在理解基本程序的基礎(chǔ)上舉一反三，觸類旁通，正所謂"教是為了不教"，從而培養(yǎng)學(xué)生的化歸思維。

【案例】一百元買一百只雞：假定小雞每只5角，公雞每只2元，母雞每只3元?，F(xiàn)在有100元錢要求買100只雞，編程列出所有可能的購雞方案。如付錢問題：取1元，2元，5元的硬幣共10枚，問學(xué)生付25元錢，有多少方法？

【分析】這兩題雖然題目不一樣，但解題思路是一樣的。他們的算法也是一樣的，采用窮舉法就可以完成。程序設(shè)計(jì)中有許多題目可以化歸為窮舉法、遞歸法、回溯法等經(jīng)典算法去完成，這就要求學(xué)生能夠透過題目的表象，利用化歸的思想去設(shè)計(jì)程序。

計(jì)算思維做為21世紀(jì)一種重要的思維能力，不僅僅在程序設(shè)計(jì)章節(jié)中有所體現(xiàn)，而在非程序設(shè)計(jì)教學(xué)模塊中也應(yīng)得到充分的體現(xiàn)；計(jì)算思維的培養(yǎng)也應(yīng)該滲透到學(xué)生日常的所有科目中，從小學(xué)到大學(xué)，所有學(xué)科都應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，而不僅僅只寄希望與信息技術(shù)課堂教學(xué)中。

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