浅谈计算机语言教学中的科学思维

浅谈计算机语言教学中的科学思维

　　电子计算机是一个仿生电子设备，仿的就是我们自己的大脑。为实现人机对话，人们发明了计算机语言，然而计算机语言使用为数很少的一些关键词，程序结构又只有顺序、选择、循环三种，使得学生在学习计算机语言时感到“词汇量”太少，算法的设计与描述也遇到了前所未有的麻烦。
　　计算机语言教与学的困惑的根源在于教师过于强调语法的教学，程序设计的应用性目的不强，注重抽象、逻辑性思维，忽略了形象思维，使学生感到程序是一个虚无缥缈的世界，看不见，摸不着，想不到，用不了。久而久之，对计算机语言产生了厌恶逃避之心，教与学走入了一个“死胡同”。
　　走出计算机语言教学困境的方法是要求教师通过教学使学生深刻体会到马克思主义世界观和方法论的科学真理性和力量；将教会学生科学的思维作为自己的崇高目标，为思维而教，教会思维；充分发挥左脑与右脑的抽象思维与形象思维能力，让语言与算法由抽象的虚拟世界变成一个实实在在的东西，让学生在一个“现实世界”里领悟语言与算法，使学生从传统的思维中走出来，创新思维及创新能力得到极大的发展。
　　本文结合c语言的教学，从哲学理念与科学思维两方面作一些计算机语言教学法方面的研究与实践。
　　一、树立哲学理念，用辩证唯物主义指导教学，培养创新精神
　　大家都知道中药，为了治疗某一个疾病，不同的医生开出的药方可能是不同的，药方里多味药共同起作用，有的疗效好，有的不太好，而有的医生神秘地加上某味药后，就有了药到病除的神效。在中药的配方里头蕴含着普遍联系的理念：药与药的联系，药与病的联系。
　　同样，知识与知识之间，知识与应用之间也有着内在的关联。在程序设计教学过程中，教师应设计一些具有现实应用价值的任务，它能让学生把与任务有关的知识点紧密联系在一起而形成一张网，在这张网中，既有旧知识，也隐藏着新知识，旧知识某方面的功能得到应用并得以巩固，新知识因为需要而学习，整个网也体现了知识的综合应用。知识的价值在应用中得到了充分体现。
　　教师要在学生熟悉的事物和陌生的事物之间运用类比，找到它们的相似与不相似之处，如生物的进化是生物自身的否定之否定，反映了生物现在与历史之间的、生物与生物之间的联系，在计算机语言中同样有着进化现象，如类型-数组-结构体-类的发展就如同单细胞生物向多细胞生物的进化，无机物向有机物的进化。高阶知识的雏形是基础知识，也是基础知识的合理组合，明了知识之间的血缘关系，学生更加重视基础知识的学习，而对高阶知识的理解就显得容易得多了。
　　在程序设计中，要培养学生的论文联盟http://“求异”精神，实现辩证的肯定与否定。教师的讲解不是权威，不是唯一正确答案，鼓励学生进行小修小改，甚至另辟蹊径，找出一个更为睿智的思路，学生的任何思考都应辩证地肯定。学生在另觅思路的过程中，有的想法正确，有的想法错误，其实正确与错误不是绝对的，正确的程序可能在时间或空间上或许有一些问题，而错误的程序只要稍作修改（如语句顺序的改变）就是正确的，有时错误本身是正确的，只是因为它出现的时机或地方不对而已，正确与错误只有一步之遥。学生走过的不可能是一条“直路”，让他们在这条“曲折”的思路上做一回苦行僧，在这条创新的道路上完成一次洗礼，实现自我新的发展。
　　二、协调左右脑思维，提高科学思维素质，培养创新能力
　　美国的罗杰.斯佩里教授通过实验证实了左右脑分工理论。大脑分为左半球和右半球，一般左脑具有言语、概念、分析、计算、逻辑推理，将复杂事物细化等功能；右脑具有音乐、绘画、空间几何、想象、创造、综合等功能，右脑最重要的贡献是能进行创造性思维，研究表明右脑具有的巨大潜能并没有被充分利用。
　　现今的计算机语言教学大多都是以左脑为中心的教学，右脑基本处于睡眠状态，而学生的左脑也在抽象与逻辑思维中昏昏欲睡。
　　充分利用右脑惊人的形象思维能力，调动右脑思维的积极性是科学思维的关键。
　　计算机的数字世界是现实世界的一面镜子，现实世界里有什么，数字世界里就有什么，只是表现形式可能不同而已。计算机语言的概念、理论、方法在现实世界里都能找到它的“生活原型”。以概念教学为例，概念的重要性在于它是一种语义规定，弄不清楚就会出现“个个字都认识，句句话都听不懂”的现象，概念教学要加强形象思维。 c语言的指针概念是学生的一大难点，对于c系统中这一灵魂性的知识点，“地址”是它的原型，“地址”是一个“范围”概念，它不仅包含开始信息，也包含结束信息，还包含此范围内数据的特征三方面的信息。形象地理解了指针的概念后，对指针的重要性、指针的运算，通过指针获取数据的运算就有了一个“实实在在”的理解。这样的例子举不胜举，如容器与变量，时分秒的变化与循环，族谱与树结构等等。
　　李政道教授倡导科学与艺术的结合，他邀请画家们“画科学”。爱因斯坦描述他的思维过程是先用形象思维，再将形象思维转换成语言。计算机程序设计既是一门技术，也是一门艺术，在进行程序设计的过程中利用左右脑分工理论，重视右脑功能，并将左右脑“并联”起来协调工作。左脑将复杂的过程进行功能分解，右脑负责过程的形象化，将过程想象成一幅幅形象生动的画面，最后，由左脑负责将画面描述的算法抽象成一个个的语句，最后形成完整的程序。
　　右脑的思维具有无序性、不拘泥于局部的分析，而是统观全局，以大胆猜测跳跃式地前进，达到直觉的结论。在程序设计中有一个很有意思的现象，学生很快地想出了方法，但要求他们用计算机语言描述步骤时，他们却犯了难！步骤难以描述了，甚至在看似简单的顺序结构上也出现了困难，没有了头绪，此时可利用左脑的分析与细化功能对右脑绘制的主要画面做一些重组，变无序为逻辑上的有序，对右脑的思维进行“慢镜头”式的细化，细化到每一个“镜头”都能用一个语句加以描述为止。
　　人的右脑就像一台照相机，将输入大脑的信息以直观的图像加以思考并记忆，“图像记忆”这种右脑特有的机能，是右脑高速海量记忆的奥秘所在。在学习过程中,不妨“模糊性”学习，对接触到的东西先混个眼熟，混个耳熟，有意识地训练右脑的形象记忆与情感记忆，使记忆更生动、长久不忘。
　　人的创新能力与右脑思维密切相关，在左脑的配合下，右脑充分发挥想象力，在一闪念间产生顿悟，将一些看似不相干的知识与知识，知识与应用联系起来，并能进行综合应用。程序设计中不断“求异”的精神，是对右脑思维潜能的充分发挥，使我们的学生成为洋溢着创新欲望、充满活力的人。
　　三、结束语
　　做任何事情都要讲究一个“算法”，教师要用聪明的办法将学生教聪明。计算机语言教学追求一种科学思维方法，在哲学思想的指导下，正确进行左右脑思维，特别重视右脑思维，为我国培养更多的创新型人才。