黃晶晶 賈凌

摘要：提出了一種在大學(xué)計算機課程中，把概念抽象、專業(yè)性強而又非常重要的計算思維知識點如何生動有趣的講授給學(xué)生的方法。

關(guān)鍵詞：計算思維;教學(xué)方法;互動式教學(xué)方式

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）36-0170-02

1概述

計算機已經(jīng)成為我們生活不可分割的一部分。無論工作、學(xué)習(xí)、生活時時刻刻，寸步不離。由此科學(xué)家提出了計算思維的概念。自從計算思維被提出后，就受到人們的廣泛關(guān)注。已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的熱點之一，計算機科學(xué)專家、教師、學(xué)者等大力倡導(dǎo)計算思維，認為它是現(xiàn)代人們必須具備的素質(zhì)之一[3]。因此計算思維已經(jīng)成為大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程中最重要的知識章節(jié)之一。

大學(xué)計算機課程是在大學(xué)生進入大學(xué)后的必修課。一方面該課程教學(xué)內(nèi)容豐富，所涉及的知識點多，另一方面該課程所分配的課時并不多，而且學(xué)生來自四面八方，基礎(chǔ)參差不齊。如何在這樣的狀態(tài)下把該課程的知識點講清楚非常重要，尤其對于計算思維這樣的領(lǐng)域就更是如此。

筆者在教學(xué)實踐中總結(jié)出以下幾種方法，借此拋磚引玉。

2互動式教學(xué)實踐

2.1承上啟下引入知識點

計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。這個定義周以真教授給出了5種詳細的解釋[2]。

為了更好地闡釋上述概念，首先對上一章的知識進行總結(jié)并水到渠成的引出計算思維的概念。從第一章最后的知識點可計算性的概念引出計算思維的概念：在可計算性的問題中，計算機是怎么做的。

2.2使用實例敲開計算思維之門

為了使計算思維的概念更加淺顯易懂，先拋出一個實例。

首先給出問題：如何判斷一個整數(shù)是否為素數(shù)。

然后組織課堂討論，經(jīng)過激烈的討論，大部分同學(xué)給出的結(jié)果都是根據(jù)定義判斷。然后讓學(xué)生寫出自己的步驟。大部分同學(xué)都只會說不會寫。然后和同學(xué)們一起把判斷步驟梳理一遍，目的是為后面的算法分析奠定基礎(chǔ)。

接著給出下一個問題：判斷任意的一個整數(shù)是否為素數(shù)？由此引出計算思維的概念：計算機是怎么做的。

接著給出該問題的算法分析步驟，如圖l所示：

給出該問題的C語言代碼：

main0

{intm，i;

printf'（“請輸入一個數(shù)：＼n”）;

scanf'（”%d”，&m）;

i=2;/{以i做除數(shù)*/

while（i<=m-l）

{if（m%i==0）

break;

else

i++;

}

if（i>m-1）

printf'（“%d is prime＼n”，m）;

else

printf'（”%d is not prime＼n”，Iu）;）

在有了上面的實例后，繼續(xù)分析計算思維的概念、計算思維的本質(zhì)以及特點就顯得輕而易舉了。

淺顯易懂的實例可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但本課程的目標是講清楚計算思維，所以計算思維的本質(zhì)和特點的講解一方面結(jié)合本實例來講解，更重要的還要把專業(yè)的知識講清楚。比如針對計算思維的六大特點全面且深刻的講解，讓學(xué)生真正明白了計算思維是一種概念，是人的思維，而不是計算機的思維，是一種思想，而不是人造品，他其實并不陌生，他就在我們的生活中，任何人，任何地方都可以使用計算思維。以此激發(fā)學(xué)生對計算思維的興趣并在理論上建立起計算思維的概念，對此有了一定程度的理解。

2.3生活中的計算思維

在學(xué)習(xí)了計算思維的定義、本質(zhì)及特點后，為了加深印象，也為了檢驗學(xué)習(xí)效果，又提出一個討論題：生活中有哪些計算思維。從微波爐到音樂、美術(shù)大師、從智能手機到飛機訂票，學(xué)生討論得非常熱烈。

然后又給出了一個實際性的問題：如何在一個成績列表sl，s2，…，sn中查找考號為1001 1087的學(xué)生的成績。計算機是怎么做的。

對問題分解如下：

（1）期末考試結(jié)束后，從全班200位同學(xué)中查找該成績的方法。

（2）高考結(jié)束后，從全省近60萬考生中查找該成績的方法。

學(xué)生按照男女生分兩組進行討論：

（1）男生考查逐一對比法：在200個同學(xué)的查找范圍中，平均比較次數(shù)是100次;依此類推，60萬同學(xué)的查找范圍比較30萬次。大家還得出了結(jié)論：如果全部同學(xué)都查到成績，要進行1800億次比較。大家都明白了，為什么高考查分時那么卡。

（2）女生考查二分查找法：在200個同學(xué)的查找范圍中，平均比較次數(shù)是8次（因為28=256），在60萬同學(xué)的查找范圍中僅需比較20次，相對于沒采用算法策略時，提高了1.5萬倍。

這個實例基本是師生通過互動的形式，教師扮演指導(dǎo)者，真正的計算、思考以及得出結(jié)論的都是學(xué)生。通過對前面引導(dǎo)實例的學(xué)習(xí)以及相關(guān)理論的理解，并通過該實例的思考，學(xué)生對計算思維有了深刻的掌握和認識。

2.4知識拓展

計算思維之所以這么神秘，是因為他所涉及的范圍很廣，不僅生活在我們周圍，還在各學(xué)科的前沿領(lǐng)域中發(fā)揮著舉足輕重的作用。比如在生物領(lǐng)域中，科學(xué)家利用計算機模擬細胞間蛋白質(zhì)的交換。生態(tài)學(xué)家利用計算機技術(shù)構(gòu)建模型以研究全球氣候變暖問題。不僅我們熟悉的銀行排隊服務(wù)（協(xié)同策略與機制）、圖書擺放（局部性與緩存）、查找、斐波那契數(shù)列（遞歸）、二維碼及應(yīng)用中存在著計算思維，在智能交通控制、天氣預(yù)報、疾病的流行趨勢分析與控制、計算生物學(xué)等眾多領(lǐng)域的研究者都在其研究工作中運用著計算思維。

3小結(jié)

通過對教學(xué)實例的選擇和講解，利用互動式教學(xué)方式，讓學(xué)生對計算思維技術(shù)有了形象的理解，讓他們對計算機有了深刻的認識，產(chǎn)生了濃厚的興趣，為以后的學(xué)習(xí)和生活奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]郭美.計算思維與“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革[J].福建電腦，2019（2）：81-82.

[2]李業(yè)剛.大學(xué)計算機[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]張廣兵.計算思維再反思[J].計算機教育，2018（2）：140-144.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2019-09-25

作者簡介：黃晶晶（198 0-），女，山東聊城人，碩士研究生，主要研究方向為計算機應(yīng)用技術(shù);賈凌（1980-），女，山東青州人，碩士，主

要研究方向為計算機應(yīng)用技術(shù)。