基于C語言下培養(yǎng)高校學(xué)生計(jì)算思維的研究

朱雪蕊 吳超 趙賽仙 楊慶

摘要：信息化時(shí)代，計(jì)算思維逐漸得到人們認(rèn)可，社會(huì)對(duì)人才的質(zhì)量要求不斷提高，培養(yǎng)計(jì)算思維成為目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)。通過對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)的分析更好地領(lǐng)悟程序邏輯和計(jì)算思維，在實(shí)際問題中能做到舉一反三，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用。結(jié)合大學(xué)生目前學(xué)習(xí)現(xiàn)狀以及對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)，為學(xué)生具備計(jì)算思維、創(chuàng)新能力、實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)和發(fā)展提供建設(shè)性意見，進(jìn)而最大限度地挖掘大學(xué)生的潛能，激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的積極性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;程序設(shè)計(jì);邏輯思維

中圖分類號(hào)：TP311? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）26-0274-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research on Cultivating College Students' Computational Thinking Based on C language

ZHU Xue-rui， WU Chao， ZHAO Sai-xian， YANG Qing

（Liupanshui Normal University， Liupanshui 553004， China）

Abstract：In the information age， computational thinking is gradually recognized by people， and the quality requirements of the society for talents are constantly improving. The cultivation of computational thinking has become a hot topic of basic computer research in universities. Through the analysis of C language programming， we can better understand the program logic and computational thinking， draw inferences from one instance in practical problems， and realize the transfer and application of knowledge. Combined with the current learning situation of college students and their understanding of computational thinking， this paper provides constructive suggestions for the cultivation and development of students' Computational Thinking， innovation ability and practical operation ability， so as to maximize the potential of college students and stimulate their enthusiasm for computer learning.

Key words： computational thinking; programming; logical thinking

1 引言

目前，我國對(duì)計(jì)算思維的研究更注重廣度缺乏對(duì)深度的探索，由于學(xué)者們研究目的與學(xué)科背景的差異性，使得計(jì)算思維的研究并不聚焦，高等教育領(lǐng)域研究頗多且基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中匱乏造成斷層式的學(xué)習(xí)。而國外對(duì)其研究已處于成熟的早期階段，主要方向是計(jì)算思維教學(xué)問題、促進(jìn)計(jì)算思維教育的工具以及計(jì)算思維的解讀。在此背景下，大部分高校也相繼把“計(jì)算思維”引入程序設(shè)計(jì)語言的學(xué)習(xí)中。C語言作為最基礎(chǔ)的編程語言恰恰體現(xiàn)了計(jì)算思維，使學(xué)生更好地領(lǐng)悟程序邏輯。

2 計(jì)算思維與C語言

2.1 計(jì)算思維

美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授在美國權(quán)威計(jì)算機(jī)雜《Communications of the ACM》上，定義計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[3]。此項(xiàng)提出引起廣泛關(guān)注，人們意識(shí)到要解決復(fù)雜問題采取分解和抽象，化解復(fù)雜問題為簡單問題并將其抽象為實(shí)質(zhì)。

2.2 C語言與計(jì)算思維的聯(lián)系

就C語言而言，其功能豐富、表達(dá)方式簡練及實(shí)用、使用靈活方便等，不僅包含程序設(shè)計(jì)的基本語義語法知識(shí)，還涵蓋大量體現(xiàn)計(jì)算思維的基礎(chǔ)概念、思維模式和解決問題的方法等[4]。C語言可以體現(xiàn)學(xué)生對(duì)復(fù)雜問題的分析能力，程序基本語句可以使問題抽象化和具體化，將目標(biāo)問題細(xì)分為獨(dú)立的小問題，還體現(xiàn)了學(xué)生的思維邏輯能力，在程序設(shè)計(jì)中學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系進(jìn)行鏈接和建立模型。

3 程序設(shè)計(jì)中的計(jì)算思維培養(yǎng)

題目：隨機(jī)輸入三個(gè)整數(shù)x，y，z，并由小到大輸出。

分析：將x，y，z看作存放數(shù)值的三個(gè)容器，默認(rèn)x，y，z存放數(shù)值依次增大，先將x于y比較，若x>y則將兩者的值交換，否則不變，再比較x和z，若x>z將兩者的值再交換，使得x的值最小，最后比較y和z。

轉(zhuǎn)化：假設(shè)去商場購買蘋果、橘子、梨，且三種水果數(shù)量和容器大小不相同，蘋果和橘子的數(shù)量較多，需將水果按數(shù)量從少到多重新裝入合適的容器。

求解：（1）準(zhǔn)備a，b，c，d四個(gè)容器，其中d容器為空（暫時(shí)存放容器）、容器a存放蘋果、容器b存放橘子、容器c存放梨。