程序设计培训讲义

程序设计

话题：为什么要学习程序设计

（对计算机技术的纵深理解，思维训练，实际应用）

一、义务教育阶段程序设计的教学思路

1．程序设计对学生思维发展的影响；

2．循序渐进，螺旋上升；

3．作业简单且量大，在重复练习的过程中强化对基础知识的理解和编程技巧的掌握；

4．低起点，慢进度。

二、实践：程序设计在学科教学中的应用

以七年级《数学》教材中的作业题为实例，编程（或以其他方式）解决实际问题。

（适宜编程的题目：数值计算，方程求解，概率统计）

（适宜Excel的题目：统计图表）

（适宜Flash的题目：:三视图的投影、截面）

[阅读资料]

借助程序设计，激发中学生的思维、创新能力

（摘自网络）

苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“教学的全过程，学生的一切活动类型，都与发展他们的智能，首先是发展他们的创造性思维联系在一起的。而这一工作成就的首要条件是引人入胜的学习，若自己对所学的知识产生了浓厚的兴趣，就会迸发出极大的学习激情，进而形成一种优势的意识倾向性。”

中学信息技术课程，是一门知识性与技能性相结合的基础学科。我们在信息技术教育过程中，既要重视信息技术基础知识的教学和基本操作技能的训练，更要重视培养学生的思维能力和创新精神。因为，中学信息技术教学的目的，不仅仅在于让学生学习信息技术知识和技能，更重要的是发展他们的智力、培养他们的能力。

一、思维、创新能力的重要性

从心理学的角度来看，能力是直接影响活动的效率，是活动顺利完成的个性心理特征。每个人必须具备各种能力，但思维、创新能力是各种能力的核心。中学信息技术的教学内容非常有利于培养学生的思维、创新能力：可以培养他们的分析、综合、形象、抽象的能力，也可以培养类比、联想、判断、推理及想象能力。中学生具备了较强的思维、创新能力，今后不论到学习岗位还是工作岗位，都能很快地适应和胜任。所以，我们说培养和发展学生的

思维能力、创新能力，是为了让学生适应信息时代的需要，对他们当前的学习和今后的发展都有十分重要的意义。

通过中学信息技术的教学，使学生的思维能力得到充分的发展，并富有创新精神，这也是我们努力的方向。下面，本人结合中学程序设计的教学体会，对如何培养和发展学生的思维能力、创新能力作了探索，以与大家共同探讨。

二、思维能力的培养

思维是人脑对客观事物间接的、概括的反映，它所反映的是客观事物共同的，本质的特征和内在联系。人的思维属于认识的理性阶段，是更复杂、更高级的认识过程。程序设计能很好地激发、培养中学生的思维能力。

1．善于观察，解决问题

许多发现和创新，往往来自善于观察。因为它是认识事物的基础，是创造性思维的起点。对学生勤于观察、善于观察能力的培养，有利于激发他们的求知欲、提高他们的学习兴趣。所以，在教学过程中，教师要根据学生的心理特点及知识结构等实际情况，要求学生按照一般规律，由局部到整体，又由整体到局部进行全面观察，不仅观察表面的明显特征，而且要注意隐含的内部规律，还要引导学生在掌握计算机程序设计逻辑顺序的基础上，结合知识的正迁移，逐步实现“观察——解疑——编程”的过程。

从下面的实例我们可以看到学生在编程过程中，由于善于观察，促使思维能力的逐步提高。

[例一] 设计一个程序，显示由下列数字组成的三角形：

1

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

设计这个程序并不困难，许多学生经过细致观察这个数字三角形的排列之后，得出它的规律——杨辉三角形。同学们根据杨辉三角形规律确定了程序设计思想方法：杨辉三角形的第2行是（a+b）1的各项系数；

第3行是（a+b）2的各项系数；

第4行是（a+b）3的各项系数；

……

这样，我们就可以根据数据表的规律来设计程序。

用二维数组y ( i , j)来表示这组有序数，采用格式函数tab(x)，按照题目排列成下面形式并打印出来。

y

)1,1(=

1

y

)2,2(=

1

y1

)1,2(=

)3,3(=

y

y1

y2

1

)1,3(=

)2,3(=

……

教师培训教程序设计

y ( i , j)的计算规律为：

初始式 y ( i , j)=1 （当j =1 或j =i时）

递推式y ( i, j )=y( i-1 ,j-1) +y(i-1, j ) （其他）

编写的程序代码如下：

dim y(10,10)

let n=5

print tab(20);1

for i=1 to n-1

let y(i ,1)=1

let m=20-2*i

print tab(m); 1;

for j=1 to i

let y(i+1, j+1)=y(i ,j+1) +y(i, j)

print tab(m+4*j);y(i+1,j+1);

next j

print

next i

end

程序编出后，我并没有到此结束，而是诱导学生对这个三角形作进一步的观察，要求他们编写更为简洁易读、易理解的程序。值得高兴的是，观察能力较强的同学发现：这个三角形的第一行数是110，第二行数是111，第三行数是112，第四行数是113，第五行数是114。由此，他们编写出了较好的程序，主要程序段如下：

For i = 1 To 5

Print Tab(20 - i);

Print 11 ^ (i - 1)

Next i

只要平时加强学生观察能力的培养，他们就会对问题的领会逐步深化，并能不断揭出知识之间的内在联系，从而编写出许多好程序。

2．学会联想，扩大思维

在教学过程中，应该培养学生善于从一个问题联想到相关问题的能力，这也是探索、发现、创新的前提。在启发学生联想时，既要教会学生对同一类问题有一个基本想法及解决方法，又要鼓励他们独辟蹊径。

联想是一种心理上的条件反应，在教学中如能正确运用，犹如穿针引线，引导学生展开积极的思维活动。联想的形式多种多样，下面我们来认识类比联想和创造性联想。

西安电子科技大学附中

（1）类比联想

这是最常用的联想方法，它好像搭桥引渡，能使学生温故知新。因为类比是从一般到特殊的一种逻辑推理方法，所以教师要精选题目，一方面要符合学生的实际能力，另一方面要能够承前启后、合乎逻辑。这样，才能引导学生扩大思维。

[例2] 要求编写判别一个自然数是不是质数的程序。学生根据质数是除1和本身外，不能被任何数所整除的数的定义，编出了如下程序：

10 input “n=”; n

20 for i=2 to n-1

30 if n/i=int(n/i) then 60

40 next i

50 print n:end

60 print “no”

70 end

之后，可以要求学生编出一个能打印出3 ~ n之间的所有质数的程序。学生会很自然地与上例进行类比联想，他们在程序中加上外循环从3到n，并对内循环体作适当修改，问题就迎刃而解了。

那么在这两个程序的基础上，能否编制一个验证哥德巴赫猜想的程序呢？学生已经掌握了如何判断质数的方法，只要先确定出一个质数，然后用要验证的那个偶数减去这个质数，再判断其差是否是质数？若是，即已得到验证。若否，再确定另一个质数，依上述步骤重复进行。因此，学生通过这种类比联想方法，顺利地编出了正确的程序。

（2）创造性联想

这种联想较类比联想更为重要，它是探索发现新知识、新问题的先导。请看下面的例子：[例3] 编写求S=20+21+22+……+299的程序。

在一般教科书上，均采用设置一个循环结构来制定0-99的2i幂运算，并用累加原理实现它。程序如下：

s =0

for I=0 to 99

s=s+2^I

next I

print “=”; s

为了诱导学生进行创造性联想，应启发他们将数学中的“递推法”迁移到程序设计中来。如果要求编写程序的题目，可以用一个数列来表示，并且能找出这个数列前项与后项之间的数量关系。那么，这类题目就能采用“递推法”这个很有用的方法。从上例中很容易看出该数学表达式为：

a i=2a i-1 S i=S i-1+a i

下面就是学生利用递推关系编出的程序：

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a=0.5

S=0

for i=1 to 100

a=2*a

S=S+a

next i

print “S=”;S

end

实践证明，该方法对提高学生的逻辑推理能力和逻辑表达能力都大有好处。

3、一题多编，发散思维

发散思维是一种不拘常规、常法的思维方式。在思考问题时，要求学生多角度、多方式地去思索。这样，对同一个题目，将会得到许多不同的解题方法。在程序设计教学中要求学生一题多编，这是培养学生发散思维的一种行之有效的好方法。它能使学生在一题多解的过程中，掌握知识之间的内在联系，深入透彻地理解教材，巩固所学知识，提高解题能力，激发学习兴趣，开阔知识视野，这也是我们进行教学改革的方向。因此，我们应注意这方面的教学。

[例4] 在编写交换两个变量的值的程序时，我首先介绍了通过设置一个新变量来完成的方法。

s=x

x=y

y=s

对这个问题，我又要求学生，能否不借用新的变量，而用别的方法来完成。经过引导，学生编出了如下程序：

x=x+y

y=x-y

x=x-y

由于平时加强了这方面的训练，所以学生在设计程序过程中，思路开阔，方法灵活。

三、创新能力的培养

心理学家认为：创造是发展的灵魂。近20年来，时代的发展对自主性、创造性的人才需要日显紧迫，特别是处于信息时代的今天，中小学信息技术教师更是面临着非常紧迫的任务：如何才能让学生更具创新能力，以适应时代需求，振兴国家与民族。

创新能力是在学习过程中不断培养起来的，普及信息技术教育和培养学生的创新精神，是当前基础教育改革的一个热点问题，创新也是素质教育的重要内容。教师在课堂教学过程中应起到导演的作用，要探索适合中学信息技术学科，培养学生具有创新精神的方法。为了让学生在学习信息技术的过程中，学会思考，学会创新，我们应注意以下几点：

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（1）培养学生学习兴趣的自我激发，使他们有强烈的好奇心；

（2）发展学生的主动性和积极因素；

（3）创新的起点是质疑，应采取多种方法让学生发现问题，提出问题和研究问题。并要鼓励和保护他们的好奇心与探索性；

（4）要根据学生的思维能力，选择与之相应的教学方法，发展学生的个性特长，特别要注重现代化教学手段的应用。

（5）充分重视多侧面、全方位、立体化的思维训练，培养良好的思维素质和科学品质。

为此，我辅导的兴趣小组学习了VB程序设计之后，让学生以小组（2-3人一组）为单位设计完成一个作品——制作一个计算器。一开始，学生都模仿平时自己使用的计算器来设计，功能十分的简单，外观也很“统一”。于是，我就引导学生在计算器的外观、功能、使用情况等各方面下功夫，充分发挥各自的想象，来设计自己的作品。最后，我看到了许多不仅外观十分奇特、漂亮的计算器（有的像手机形、有的像心形，等等），而且功能也十分的强大（除了加、减、乘、除之外，还具有各种其它的功能，如三角函数的转化功能，存储容量单位的转化功能，等等）；在使用方便性上，有的小组还加上了提示声音和优美的背景音乐功能。于是，我专门用了一节课的时间来让每个小组展示、交流各自的作品，从而相互学习、相互竞争、相互促进。看了这些优秀的学生作品，我深深感到自己的学生真的很了不起，这真是“青出于蓝，胜于蓝”啊！

在中学信息技术教学过程中，能力的培养和发展是我们认真研究的新课题。为了充分发挥学生的课堂主体作用，为了更好地激发学生的创造性思维，我们必须认真学习，积极探索，不断研究，及时总结，以促进学生的思维能力、创新能力更好地发展。