在计算机教学中，C程序的设计为重要的一门课程，在该课程中不仅包括了程序设计方面的知识，同时还包括了关于计算思维方面的概念以及思维模式，对于计算机方面所存问题的解决有着非常重要的作用。对此，基于思维能力培养来实施C程序设计实验教学，对于学生学习计算机兴趣的培养非常重要，不仅便于学生良好编程习惯的养成，同时还可使学生养成一种良好的计算思维思考方式，为学生分析与解决各种问题打好坚实的基础。下面笔者就基于计算思维能力的培养，对C程序设计实验教学进行详细地阐述。
1计算思维的概述
何谓计算思维，即借助于计算机科学基础概念来分析问题、解决问题、系统设计以及理解人类的一种行为。如下图灵奖得主ButlerLampson的报告，这种思维为人自身一种根本且概念化思维方式，是一种思想而非人造物，为数学与工程思维相互融合和互补所形成的一种思想。计算思维自身为抽象与自动化，这种抽象是借助于嵌入、简化、递归以及转换等方式，把某一个较为复杂的问题转变成多个简单的子问题，并实施求解的一个过程。而自动化则是指通过计算机自身所具运算能力的充分利用来分析、解决各种问题，以此来弥补人在计算方面所存在的各种缺陷和不足，这种自动化也在很大程度上使得计算机应用范围更为广泛。基于上述这些内容可知，计算思维其实就是一种人机共存、形式规整以及解答问题的思维。
2基于计算思维培养的C程序设计验教学
2.1教学目标的明确
众所周知，实施教育的主要目标就在于学生综合能力以及素质的培养。目前我国教育部门在计算机教学目标上予以了明确的规定，即计算机基础教学能力培养的目标应包含四个方面的内容，即计算机认知能力、计算机应用能力、网络学习能力以及借助于计算机的一种共处能力，在这些目标中，前两个目标所反映出来的内容及就为计算环境以及问题求解。在计算机这门学科中，C程序的设计就是计算思维中的语言机问题求解。对此，在C程序设计教学过程中，计算思维这一能力不仅仅为其核心能力，同时也是教学中的核心内容。鉴于上述内容，在本次C程序设计实验教学上，教学目标主要为计算机思维的培养，教学主要内容为程序设计方式的讲解，通过上机实践的强化，使学生能够借助于这种实践感受，以及计算问题求解基本方式与思维模式的领悟，为学生创新能力的培养以及综合素质的提高打好基础。下图为C程序的设计的教学模块。
2.2教学内容的设计
在计算机这门学科中，C程序设计这一课程属于理论和实践并重的一门课程，要求教师在教学过程中，必须要把理论教学和实践教学有机结合，从而使理论教学和实践教学能够互相推动。在教学过程中，由于学生对于所学内容缺乏一定的感性认识，对此，教师在实施教学，应综合考虑学生自身的学习情况，结合所要学习的内容，对C程序实验教学内容进行合理且科学地设计，把学生能力的培养、知识的传授以及技能的训练等融为一体，使学生能够在做的过程学到知识，在学习过程中获得相应的操作技能，继而使其能够将自身所学到的内容与知识有效地应用至实践中，并解决在实践中所遇到的各种问题。为达到理论够用实践突出这一目的，在本次C程序设计教学中，把所有的知识点归纳并总结为了九个核心点，根据所学内容的难易程度，把教学过程细化成为三个模块，即基础能力、中级应用以及高级应用，基于由浅入深这一原则，循序渐进地实施教学，把C程序实验教学分为了三个方面的实验，即验证实验、综合实验以及设计型实验，通过这种方式，使学生能够在记忆中来理解所学知识，并在理解中学会怎样应用这些知识，最后使学生在实践应用过程中学会创新。第一，通过验证型实验的实施，使学生能够熟悉该语言的设计环境。学生实施编程以及应用编程的一个基础就是基础能力模块知识，在该模块中，教师必须要求学生学会记忆以及理解，把该模块实验教学内容设置成为验证型的实验，让学生对于C程序设计环境以及步骤有一个基本的认识，使在学生熟悉这一环境后，了解该程序的书写格式、特点以及结构，了解并掌握该程序数据的基本类型、表达式以及运算符等，继而进一步使学生掌握C程序数据的输入以及输出，明白C程序所具备的三种结构，使学生通过验证型实验，可独立解决编程方面存在的各种问题。在实施验证型实验教学时，应要求学生应按照教师解决问题的方式来完成相应的实验内容，这种模拟的方式就是计算思维的模仿，在这一环节中，所强调的是科学内容活动的演示以及证明，注重是学生实验操作、观察、数据处理以及计算等个性化智力技能的培养，在教学过程中，学生借助于验证标准的这一已知程序来理解并学习基础模块中的内容，在理解和学习的过程中，学生可直观且清楚地看到在实际实验程序中各知识点的具体应用，能够更为快速地熟悉这种环境，继而更为地理解以及记忆C程序设计的基本知识。此外，在学生实施验证型实验之前，教师应实适时引导学生对以往所学C程序知识进行回顾，并在基础上对实验步骤实施讨论，提出相关的注意事项，针对学生在实验中容易出错的这些操作方，教师应该事先进行示范，以免在实验中学生出现一些不必要的错误。第二，通过设计型实验的实施，强化学生计算思维能力的培养。所谓设计型实验，就是指不同计算思维方式的综合应用来分析并解决各种问题。设计型实验是基于学生自身已掌握相应的实验方法与技能，通过所学知识的应用，自行提出相应的问题，并在此基础上分析和解决问题，经过算法的分析、程序运行结果的分析处理以及实验结果等，获得正确且规范的研究分析理论。在这一环节中，所注重的是学生团结协作、勇于探索以及的严谨求实精神的培养，在实施设计型实验教学时，教师应事先对程序进行填空、设计以及改错，并提出相关的思考问题，积极引导学生来讨论与分析，鼓励学生提出不同解决方案。第三，通过综合型实验的实施，强化学生创新以及应用意识的培养。在C程序设计实验教学中，为培养学生创新精神以及探索精神，使其计算思维得到扩展与升华，可结合学生自身的学习进度，基于所学内容的难易程度，定期设计一个相应的综合型实验程序题目，鼓励学生在课外课余时间来编程，同时在规定的时间内把所自己的所编程的这一源程序上传至电脑，由教师来进行批阅，对于参与这一活动的学生，教师应该实施相应的鼓励，这样不仅能够进一步激发学生学习的兴趣，同时还可提供学生的实践操作能力，使学生今后能够更好地适应社会市场，在潜移默化中使学生应用创新能力以及计算思维得到培养。总之选择了一些趣味性强、有吸引力的例子和话题以提高学生的学习兴趣，选择一些实用性强的例子和话题，以努力提高高校学生的工程实践能力。精选的“不断提升”的引导性例题、习题和实验题，以及贯穿全书的综合实例，起到了开拓思路、引导读者探究问题求解方法、激发读者程序设计兴趣的目的。
2.3基于计算思维能力培养的C程序设计实验教学
第一，上机操作实验流程的规范。在教学之前，教师应该要求学生对所学内容进行预习，通过题目的分析，明确实验教学中所需的数据结构，对参与运算的这些变量进行赋值，接着应用三种结构来解决问题，将结果输出，进行N-S流程图的绘制，基于该图编写相应的源程序，最后准备好测试程序所需的数据以及预期结果，进行上级调试工作，并归纳总结。通过实验流程的规范，不仅便于学生良好学习习惯以及思维习惯的培养，同时还可提升学生分析与解决各种问题的能力。
第二，加强上机操作过程中的指导与引导。在学生实际上机操作时，教师可借助于提问的方式来引导学生将自身所存在的问题找出来。在程序调试、上机输入以及编辑时，除了系统所引发的问题外，通常情况下，其他问题均由学生自己来独立解决。此外，在教学过程中，教师还还应鼓励学生采用不同的算法，正确引导学生反思这些算法，继而培养学生的计算思维能力。现以“打印水仙花树”以案例说明。
第三，加强实验过程的反思，采取合理且科学的考核评价制度，使学生的计算思维能够得到扩展。在上机完成以后，教师应要求学生对于本次实验实施反思、总结以及归纳，可采取小组的方式来交流和沟通，集思广益，使学生在交流和反思的过程中，拓展其计算思维。此外，还应采取相应的考核评价措施，可采取机考与笔试，结合学生平时学习表现情况，合理且科学地评价，对于学生所获得的成功，不管大小，均应予以相应的肯定，以此激发学生学习的积极性。下面以“打印水仙花数”为例，简要说明基于计算思维的案例设计的基本方法。“打印水仙花数”案例设计步骤（图3）打印水仙花数”案例的具体设计与实施（图4）
3结束语
综上所述，基于计算思维能力的培养来实施C程序设计实验教学，不仅便于学生主体地位与作用的发挥，激发学生学习兴趣与调动学生学习动力，同时还便于学生对于知识的理解和掌握，使学生形成一种正确且合理的学习观念。而这也要求教师在教学中，也应不断提高其自身的教学能力，强化其创新意识，加大教学的创新与探索力度，继而为综合型复合型人才的培养打好基础。
作者：朱琳 单位：青海大学现代教育技术中心
