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摘要：信息化时代下，计算思维是人们必备的一项基本技能。然而，C语言传统的授课模式往往只注重知识的传授量，而忽视了学生计算思维的培养。因此，本文针对目前C语言教学现状，特提出了基于计算思维的教学改革方案，旨在培养当代大学生的计算思维。
关键词：C语言；计算思维；教学改革
本文引用格式：唐彩红.基于计算思维的计算机程序设计课程教学改革研究——以C语言为例[J].教育现代化,2019,6(29):100-101.
一 计算思维概述
“计算思维”是由美国周以真教授于2006年最早提出的。她认为计算思维是指运用计算机科学的基础概念对问题进行求解、系统设计及人类行为理解，它基本涵盖了计算机科学领域中一系列的思维活动。周教授认为：在不久的将来，“计算思维”将会成为我们每个人必须具备的一项基本技能[1-2]。2010年首届“九校联盟会议”上指出：高校计算机基础教育阶段的首要任务是“培养大学生的计算思维能力”，而C语言中却包含了大量的解决问题的算法及思维模式。因此，大学生学习C语言非常有利于培养和提高自己的计算思维。
二 C语言课程教学现状
C语言中涉及的概念、语法规则多而复杂。目前，在C语言的理论授课过程中，许多高校仍采用传统的授课模式，教师为了将更多地知识传授给学生，课堂上出现“教师满堂灌”，学生常常出现厌学、兴趣不高等现象；显然，教师给学生留出独立思考的时间较少，忽视了学生的计算思维能力的培养。此外，C语言课程上机操作安排的学时少，学生的操作实践能力和编程能力也普遍较差。因此，对C语言课程进行教学改革是非常有必要的。
三 C语言教学改革方案设计
（一）引入一种基于“翻转课堂”的混合式教学模式
在C语言教学过程中，引入“翻转课堂”，采用“线上与线下”相融合的混合式教学模式。课前，教师提前将教学资源（如教学目标、重难点知识、教学内容等）以课件、微视频等方式提前发布到网上，让学生提前预习所学内容，将传统课堂知识的学习放在线下完成，而把知识的内化放在线上（课堂上）完成[3]。通过采用这种新型的教学模式，解决了传统课堂教学的弊端，让学生做“课堂的主人”，从而在课堂上教师有更多的时间去引导学生主动去探究教学内容，培养了学生的自主学习能力和计算思维能力，进而提高课堂教学效果。另外，课后，学生还可以通过网络进行自我测试、学习交流、师生讨论等方式来进一步巩固课堂教学内容，从而让学生更好地得到操作技能和计算思维能力的培养。
（二）引入移动智能手机编译器
C语言的实践课时安排较少，学生的实践操作能力、编程能力普遍较差。因此，通过引入移动智能手机编译器，学生可以随时随地地使用手机编译器来验证求解问题的算法可行性，从而更好地提升学生的实践技能和计算思维能力。如：在理论课堂上讲授输入输出函数scanf和printf的使用时，教师可以让学生使用“手机编译器”进行实践操作，亲自体验这两个函数的使用，从而更好激发学生的求知欲，进而让学生更好地掌握和运用所学的知识。
（三）灵活采用多种教学方法，并将授课知识点融入到教学案例中
在教学过程中，灵活采用抛锚式教学法、案例教学法、任务驱动式教学法等多种教学方法，并将知识点融入到教学案例中，引导学生能够打破传统的思维方式，从而更好地培养的学生的计算思维。
1.融入计算思维的“抛锚式”教学案例设计。在讲解第3章C语言的变量、赋值语句等知识时点时，为了让学生更好地理解这些知识点，可以采用抛锚式教学法，以更好地培养学生的思维能力[4]。首先，向学生抛出一个问题“1+2=？”。学生面对老师提问的如此简单的问题一定感到很好奇。进而问大家：C语言如何求解这样的加法算式呢？接着进行多媒体动态演示：现有两个盒子a和b，分别放入1个小球和两个小球，然后再分别将两个盒子中的球倒入第3个盒子sum。通过此过程，学生的思维由抽象转变到形象。然后进入新课学习，让学生的思维再由形象转变到抽象。将刚才动画演示中的3个盒子分别抽象成3个内存存储单元，盒子的名称分别抽象成变量名a、b、sum；往盒子a和b放入小球的过程其实就是C语言的赋值过程，而放入小球的个数就是刚才被抽象成的变量a和b的值；而将盒子a和b中的球倒入盒子sum中，就是使用C语言的算数运算符“+”求和的过程和赋值的过程；让C语言说出盒子sum中的小球个数，就需要使用C语言的输出函数printf。由此引入新课的内容：变量的定义、赋值等等，从而让学生更深入的理解C语言的内存结构、变量和赋值语句等[5]。
2.融入计算思维的“任务驱动式”教学案例设计。给定一个任务：编写一个数字游戏[6]。对于初次接触计算机语言课的大一新生来说，拿到该问题却觉得很困难而无从下手。因此，解决此问题，可采用系统设计过程中最常用的一种思维方法——关注点分离的方法（SoC方法）。采用该方法，首先将看似复杂而难以解决的问题做合理的分解，然后再对子问题分别求解，最后合成整体的解决方案。
（1）采用SoC方法，可将任务大致分成3个子问题来解决，具体如下：问题1：问题1：由系统产生一个随机数r（1~100）；问题2：将用户输入的数字a与系统产生的随机数r进行比较；问题3：猜中了退出，没猜中，继续进行问题2中的比较。（2）求解子问题，合成任务的整体解决方案。具体如下：通过求解问题1时，引入新知识点——产生随机数函数rand（）。通过求解问题2时，复习以前学过的选择结构，将用户输入的数字a与系统产生的随机数r进行比较。若a==r，则提示“恭喜你，猜中了”；并退出游戏；若a<r则提示：“太小了”；若a>r则提示：“太大了”。通过求解问题3时，引入新知识——循环结构；引导学生理解问题3用循环结构实现.若用户没猜中，则反复进行问题2中的比较；若猜中，则退出循环。（3）教师引导学生画出该任务的算法流程图（如图1所示）。将该算法流程图用C语言抽象表示。然后将C程序输入到C语言编译环境，并对程序调试运行。总结讨论本案例融入的知识点；并让学生讨论、探索寻求解决任务的其它算法，以比较算法的优劣性，从而更好地提高学生的编程能力和计算思维能力。
四结语
在C语言教学过程中，通过引入基于“翻转课堂”的新型的混合式教学模式，引入手机编译器、采用多种教学方法相结合等手段，学生成为“课堂的主体”，彻底改变了以往课堂“满堂灌”的现象，从而更好地培养了学生的操作实践能力和计算思维能力，进而提高了教育教学质量和课堂教学效果。
参考文献
[1]周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯,2007,3(11).
[2] Wing JM.Computational Thinking[J].Communications of ACM,2006,49(3):33-35.
[3]基于翻转课堂的“C语言程序设计”混合式教学方法探究[J].信息记录材料,2017(3):109-111
[4]康苇苇.基于计算思维的C语言教学模式分析与案例设计[D].重庆师范大学,2015.
[5]谭浩强.C程序设计(第四版)[M].北京:清华大学出版社,2010,6
[6]王节.高职学生计算思维现状及发展对策的研究与实践[D].重庆师范大学,2015.
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