計算機教學中綜合思維能力的培養
時間:2022-01-08 08:26:57
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1計算機學科的特點
計算機學科是最近幾十年發展起來的一門學科,并且已經廣泛應用到各個領域。計算機學科包括科學和技術兩方面。計算機科學側重于研究現象揭示規律。計算機技術則側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手段。計算機學科主要分為三個大的研究方向:計算機系統結構、計算機應用、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,而在每個子方向專業研究中,都不是單純的計算機專業知識的累積,都有和其他專業領域存在交叉的地方。諸如計算機系統結構中的指令及并行處理(ILP)體系結果的理論與技術,不僅跟指令設計有關,還跟處理器有關;而計算機應用領域中的各個子方向更是涉及廣泛的其他專業的知識,特別是信息管理系統,這是一個各個領域都使用的管理軟件的統稱。開發適用于某個領域的信息管理系統,不僅要熟悉開發系統所用到的編程語言和管理平臺,也要熟悉其應用領域的專業知識。由此可見,在計算機專業的教學中,不管是哪個研究方向,都要學習其他專業的知識。
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的知識以外,也要學習其他專業的知識,學生在學習的過程中,同樣如此。因此,在教學過程中,除了知識技術的傳授之外,注重學生綜合思維能力的培養是非常必要的。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造性、創新性思維的過程。綜合,不是與分析相對的,不是分析基礎上認識第二階段的綜合,而是掌握系統、整體及其結構層次上的綜合,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。對于科學技術日新月異的今天,邊緣性學科和交叉性學科不斷發展,人們逐漸認識到解決問題不單單是需要某個專業領域里精深的專業知識,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
培養學生的思維能力是任何階段和任何專業教學的重要目標之一,在計算機專業教學中更是重要。教師在授課的時候,要善于根據課堂的內容,穿插進來本專業其他課程的知識或者是其他專業的知識,并能說明和本堂課內容的聯系,以此來引導學生思考。下面,通過具體實例來進行說明。在計算機應用技術中,多數專業都會開設C語言程序設計、數據結構、數據庫等基礎專業課,C語言是一門面向結構的基礎編程語言,其中關于數據類型的定義和應用是本門課的重要內容,而這部分內容會延續到數據結構中,在數據結構這門課中著重介紹數據類型的分類以及算法的基本思想。C語言中有數組的介紹,到了數據結構中依然有數組的內容,只是把數組的內容更加拓寬和延伸,從而形成順序表的概念,順序表是同種數據類型的組合,而不同種數據類型組合成的數據就是結構體。通過這種分析,使得學生掌握數據類型的真正含義,數據類型不僅僅是單純的幾種數據,而是存在著不同的關系,根據關系的不同進行數據類型的劃分。把C語言程序設計和數據結構這兩門基礎課的內涵挖掘出來,并找出這兩門課的聯系和共同點,把零散的知識點形成線,這就是綜合的體現。到了后續課程中,會有數據庫的介紹。數據庫是按一定的數據模型組織,長期存放在某種存儲介質上的一組具有較小數據冗余度和較高的數據獨立性、安全性與完整性,并可為各種用戶所共享的相關數據集合。從對數據庫的定義中可以看出,數據庫和數據結構之間存在著密切的聯系,因為數據庫中存放的數據是按照一定的數據模型組織的,這種組織方式就是不同數據類型的排列,數據庫就是數據類型的具體應用。到此為止,知識點就由一條線逐漸拓展為兩條線。隨著后續課程的深入,教師在講授的時候,不時地把相關專業知識滲透進來,知識點就會形成網絡結構。學生的綜合分析能力也會不知不覺中得到培養和訓練。在講數據庫的設計的時候,數據庫設計分為系統需求分析、系統概念設計、系統邏輯和系統物理設計幾個階段。需求分析階段需要確定系統的功能需求、數據需求和性能需求;概念設計階段則是把現實世界的數據描述轉換為信息世界的數據描述,確定系統中實體的描述方式以及實體之間的聯系;邏輯設計階段則是根據概念設計階段的內容設計數據庫的邏輯結構,即在機器世界中的表達方式和實現方法,在邏輯設計階段需要確定具有較高獨立性和較小冗余度的數據模型。物理設計階段則是給邏輯階段確定的數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構的過程,并對物理結構進行評價。數據庫設計的幾個階段,在其他專業領域中同樣適用。在講授這部分內容的時候,可以介紹其他專業的知識。以建筑業為例來進行說明,是一個非常形象的類比。建筑業的第一個階段是市場調查,對應的是數據庫設計中的系統需求分析階段,需要確定市場供需;接下來是圖紙的設計,對應著數據庫設計中的概念設計和物理設計階段,根據圖紙施工和完工后的驗收則對應數據庫的物理設計階段。由此可見,數據庫設計階段的思維方式,在其他領域同樣適用。通過引入其他專業的內容,引導學生能把本專業的內容轉移到其他專業,把不相關的事物聯系起來,從而培養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的,作為一名教師,除了傳授知識,培養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現的,但是萊布尼茲發現二進制的來源是中國的易經——“太極生兩儀,兩儀生四象”。一個只有幾十年歷史的現代學科,其基礎確是有著幾千年淵源的易經。通過二進制來源的介紹,引發學生對傳統文化的思考。數據結構中關于樹這一章節的內容,可以把樹拓展為一個家庭,每個結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容形象化,使學生明白樹這種數據結構的應用,還可以通過數的遍歷,介紹家庭的倫理觀,培養學生尊老愛幼的情感。
4小結
教學是日積月累厚積薄發的工作,對于經歷了十二年應試教育并積累了大量知識點的學生來說,培養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,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,從工作中不斷學習和總結,才能更好地傳授給學生。
作者:沈曉娟 單位:蘇州經貿職業技術學院
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