計算機教學中綜合思維能力的培養(yǎng)

時間:2022-01-08 08:26:57

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計算機教學中綜合思維能力的培養(yǎng)

1計算機學科的特點

計算機學科是最近幾十年發(fā)展起來的一門學科,并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。計算機學科包括科學和技術(shù)兩方面。計算機科學側(cè)重于研究現(xiàn)象揭示規(guī)律。計算機技術(shù)則側(cè)重于研制計算機和研究使用計算機進行處理的方法和技術(shù)手段。計算機學科主要分為三個大的研究方向:計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機應(yīng)用、計算機軟件與理論。每個研究方向又可以劃分為若干個子方向,而在每個子方向?qū)I(yè)研究中,都不是單純的計算機專業(yè)知識的累積,都有和其他專業(yè)領(lǐng)域存在交叉的地方。諸如計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的指令及并行處理(ILP)體系結(jié)果的理論與技術(shù),不僅跟指令設(shè)計有關(guān),還跟處理器有關(guān);而計算機應(yīng)用領(lǐng)域中的各個子方向更是涉及廣泛的其他專業(yè)的知識,特別是信息管理系統(tǒng),這是一個各個領(lǐng)域都使用的管理軟件的統(tǒng)稱。開發(fā)適用于某個領(lǐng)域的信息管理系統(tǒng),不僅要熟悉開發(fā)系統(tǒng)所用到的編程語言和管理平臺,也要熟悉其應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識。由此可見,在計算機專業(yè)的教學中,不管是哪個研究方向,都要學習其他專業(yè)的知識。

2綜合思維能力的概念

計算機學科包羅萬象的特點決定了在教學中,教師除了需要涉獵本專業(yè)的知識以外,也要學習其他專業(yè)的知識,學生在學習的過程中,同樣如此。因此,在教學過程中,除了知識技術(shù)的傳授之外,注重學生綜合思維能力的培養(yǎng)是非常必要的。作為一種思維方式,綜合思維是把某一事物的某些要素分離出來,組接到另一事物或事物的某些要素上的創(chuàng)造性、創(chuàng)新性思維的過程。綜合,不是與分析相對的,不是分析基礎(chǔ)上認識第二階段的綜合,而是掌握系統(tǒng)、整體及其結(jié)構(gòu)層次上的綜合,有著更高層次的認識基點。綜合思維方式的對象是外在客觀事物,綜合思維把外在客觀事物看做多種要素相互聯(lián)系、相互作用的有機整體。是多角度、多途徑的想象組合。在綜合基礎(chǔ)上的分析,即從綜合到綜合分析,才是認識的制高點。因此,綜合思維把相關(guān)事物的整體作為認識的前提和起點,對事物的整體進行分析以達到對事物整體的把握。綜合思維中的分析是綜合的分析,以綜合為認識的起點,并以綜合作為認識的歸屬,是“綜合-綜合分析-新的綜合”的思維邏輯。對于科學技術(shù)日新月異的今天,邊緣性學科和交叉性學科不斷發(fā)展,人們逐漸認識到解決問題不單單是需要某個專業(yè)領(lǐng)域里精深的專業(yè)知識,更需要廣博的知識視野,能夠把不同學科的知識進行綜合分析并解決問題的能力。

3綜合思維能力的培養(yǎng)

培養(yǎng)學生的思維能力是任何階段和任何專業(yè)教學的重要目標之一,在計算機專業(yè)教學中更是重要。教師在授課的時候,要善于根據(jù)課堂的內(nèi)容,穿插進來本專業(yè)其他課程的知識或者是其他專業(yè)的知識,并能說明和本堂課內(nèi)容的聯(lián)系,以此來引導學生思考。下面,通過具體實例來進行說明。在計算機應(yīng)用技術(shù)中,多數(shù)專業(yè)都會開設(shè)C語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)專業(yè)課,C語言是一門面向結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)編程語言,其中關(guān)于數(shù)據(jù)類型的定義和應(yīng)用是本門課的重要內(nèi)容,而這部分內(nèi)容會延續(xù)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課中著重介紹數(shù)據(jù)類型的分類以及算法的基本思想。C語言中有數(shù)組的介紹,到了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中依然有數(shù)組的內(nèi)容,只是把數(shù)組的內(nèi)容更加拓寬和延伸,從而形成順序表的概念,順序表是同種數(shù)據(jù)類型的組合,而不同種數(shù)據(jù)類型組合成的數(shù)據(jù)就是結(jié)構(gòu)體。通過這種分析,使得學生掌握數(shù)據(jù)類型的真正含義,數(shù)據(jù)類型不僅僅是單純的幾種數(shù)據(jù),而是存在著不同的關(guān)系,根據(jù)關(guān)系的不同進行數(shù)據(jù)類型的劃分。把C語言程序設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這兩門基礎(chǔ)課的內(nèi)涵挖掘出來,并找出這兩門課的聯(lián)系和共同點,把零散的知識點形成線,這就是綜合的體現(xiàn)。到了后續(xù)課程中,會有數(shù)據(jù)庫的介紹。數(shù)據(jù)庫是按一定的數(shù)據(jù)模型組織,長期存放在某種存儲介質(zhì)上的一組具有較小數(shù)據(jù)冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性、安全性與完整性,并可為各種用戶所共享的相關(guān)數(shù)據(jù)集合。從對數(shù)據(jù)庫的定義中可以看出,數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間存在著密切的聯(lián)系,因為數(shù)據(jù)庫中存放的數(shù)據(jù)是按照一定的數(shù)據(jù)模型組織的,這種組織方式就是不同數(shù)據(jù)類型的排列,數(shù)據(jù)庫就是數(shù)據(jù)類型的具體應(yīng)用。到此為止,知識點就由一條線逐漸拓展為兩條線。隨著后續(xù)課程的深入,教師在講授的時候,不時地把相關(guān)專業(yè)知識滲透進來,知識點就會形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。學生的綜合分析能力也會不知不覺中得到培養(yǎng)和訓練。在講數(shù)據(jù)庫的設(shè)計的時候,數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)概念設(shè)計、系統(tǒng)邏輯和系統(tǒng)物理設(shè)計幾個階段。需求分析階段需要確定系統(tǒng)的功能需求、數(shù)據(jù)需求和性能需求;概念設(shè)計階段則是把現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述轉(zhuǎn)換為信息世界的數(shù)據(jù)描述,確定系統(tǒng)中實體的描述方式以及實體之間的聯(lián)系;邏輯設(shè)計階段則是根據(jù)概念設(shè)計階段的內(nèi)容設(shè)計數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu),即在機器世界中的表達方式和實現(xiàn)方法,在邏輯設(shè)計階段需要確定具有較高獨立性和較小冗余度的數(shù)據(jù)模型。物理設(shè)計階段則是給邏輯階段確定的數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程,并對物理結(jié)構(gòu)進行評價。數(shù)據(jù)庫設(shè)計的幾個階段,在其他專業(yè)領(lǐng)域中同樣適用。在講授這部分內(nèi)容的時候,可以介紹其他專業(yè)的知識。以建筑業(yè)為例來進行說明,是一個非常形象的類比。建筑業(yè)的第一個階段是市場調(diào)查,對應(yīng)的是數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的系統(tǒng)需求分析階段,需要確定市場供需;接下來是圖紙的設(shè)計,對應(yīng)著數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的概念設(shè)計和物理設(shè)計階段,根據(jù)圖紙施工和完工后的驗收則對應(yīng)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計階段。由此可見,數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段的思維方式,在其他領(lǐng)域同樣適用。通過引入其他專業(yè)的內(nèi)容,引導學生能把本專業(yè)的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到其他專業(yè),把不相關(guān)的事物聯(lián)系起來,從而培養(yǎng)整體上進行思考的能力,達到新的綜合階段。上述例子是從傳授知識的角度來講授綜合思維能力培養(yǎng)的,作為一名教師,除了傳授知識,培養(yǎng)學生的思維能力之外,進行育人教育,教育學生熱愛民族的傳統(tǒng)文化也是主要目標之一。在講二進制的時候,可以介紹二進制的來源,二進制是外國人萊布尼茲發(fā)現(xiàn)的,但是萊布尼茲發(fā)現(xiàn)二進制的來源是中國的易經(jīng)——“太極生兩儀,兩儀生四象”。一個只有幾十年歷史的現(xiàn)代學科,其基礎(chǔ)確是有著幾千年淵源的易經(jīng)。通過二進制來源的介紹,引發(fā)學生對傳統(tǒng)文化的思考。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中關(guān)于樹這一章節(jié)的內(nèi)容,可以把樹拓展為一個家庭,每個結(jié)點就是家庭中的一個成員,這種介紹方式不僅可以把枯燥的內(nèi)容形象化,使學生明白樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,還可以通過數(shù)的遍歷,介紹家庭的倫理觀,培養(yǎng)學生尊老愛幼的情感。

4小結(jié)

教學是日積月累厚積薄發(fā)的工作,對于經(jīng)歷了十二年應(yīng)試教育并積累了大量知識點的學生來說,培養(yǎng)學生的自學能力和思維能力的重要性遠遠超過了知識技術(shù)的傳授,“授人以魚不如授人以漁”。只有注重學生思維能力的培養(yǎng),才有助于學生日后工作中解決問題。作為教師,必需意識到自我的教育和思維能力的培養(yǎng),從工作中不斷學習和總結(jié),才能更好地傳授給學生。

作者:沈曉娟 單位:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院