程序设计系统化思维培养模式的探讨..doc

程序设计系统化思维培养模式的探讨 摘要：程序设计系统化思维模式培养是程序设计课程的内在要求，也是理工科大学生综合素质培养的要求。本文根据软件工程的思想，提出了程序设计系统化思维的培养模式，从学生学习方法，教师教学方法的角度提出了程序设计系统化思维的培养方法。并通过教学实践，说明该方法是行之有效的。BR　　关键字：. 计算机毕业网 程序设计；系统化思维；培养模式BR　　　　　　BR　　1引言BR　　BR　　程序设计过程本身就是系统化思维的过程，首先要对解决的问题有一个系统化的认识，从系统的观点出发，进行可行性分析，需求分析，设计出系统的整体模型，进行功能模块的划分，在此基础上进行详细设计，然后在程序设计风格的基础之上编写程序代码，进行编译、调试和测试。BR　　1975年，有四十年软件设计和软件管理经验的美国软件管理专业作家杰拉德·M·温伯格在他的《系统化思维导论》一书中给出了系统化思维的定义：“这种思维先于专门的学科知识的存在而存在——有时绕过专门的学科知识，有时又把专门的学科知识综合起来。我们把这种思维和教育方法称为一般系统论的方法。”同时他认为“计算机语言的变化比人们思维模式的变化要快得多，所以我将编程语言的事情交给别人，自己则将精力集中到更加普遍的思维原理方面”。因此，系统化的思维与计算机编程思维与之有着深刻的内在联系[1，2]。BR　　BR　　2现状分析BR　　BR　　程序设计是理工科大学生，尤其是计算机专业大学生的一项基本技术技能，是进行科学研究和科技工作的有力工具，如科学计算，计算机仿真、企业管理等等。BR　　根据我国软件产业“十五”发展规划，高校每年有5万名计算机专业的毕业生，而国家对软件人才的需求已达到20多万人，并且这个需求每年都以20%左右的速度增长[2]。而实际情况是我国软件企业急需合格的程序员，而每年有相当数量的计算机及相关专业的大学毕业生找不着理想的工作。BR　　（1） 软件企业对合格程序员的素质要求BR　　根据调查分析，合格程序员必须具有：① 扎实的专业基础知识；② 很强的综合分析和解决问题的能力；③熟练的编程调试能力；④ 创新能力；⑤ 团队合作能力；⑥ 持续的自学能力；⑦强烈的好奇心；⑧较高的英语水平和软件工程的实践能力等。BR　　（2） 软件企业没有对程序员持续发展能力的培养方案BR　　有的软件企业对计算机及相关专业的大学生提出了相当高的要求，严重地挫伤了大学生的信心；个别软件企业的急功近利的思想，要求大学生一进入企业就能象熟练程序员一样工作。既没有进行系统的培训，也没有制定提高程序员综合素质和持续发展的培养方案。如何培养合格的程序员，也就是提高大学生的编程能力，解决我国软件人才短缺问题已经摆在高等学校计算机专业面前，成为急需解决的问题。BR　　BR　　3系统化思维模式培养的内涵BR　　BR　　程序设计的系统化思维培养模式，一是要调动学生的学习主动性，二是要改革现有的教学模式，使之适应计算机技术的发展，满足社会对合格计算机人才的需求[3]。BR　　3.1 程序设计系统化思维培养模式BR　　按软件工程的原理，可以将软件设计分解为需求分析、总体设计、详细设计、软件编码、调试、测试和维护。对程序设计语言的初学者，将程序设计过程分解成下面几个容易理解的步骤：BR　　(1) 理解问题：分析问题的已知条件，求什么或要求得到什么结果，据此找到求解该问题的数学方法或建立相应的数学模型。BR　　(2) 归纳程序的基本功能：当(1)解决之后，经过分析，确定程序要完成的功能，也就知道了努力的方向。BR　　(3) 计算机解题的算法：这一步要求设计者将要解决的问题转换成计算机能理解的算法，并用伪代码描述算法。即进行数据结构设计和算法设计。符合著名的公式：程序=高级语言+数据结构+算法。BR　　(4) 用程序设计语言实现算法：用学习过的高级语言编写程序，并输入到计算机。BR　　(5) 对源程序进行编译与调试：这一步对源程序中的语法错误、算法错误进行纠正。BR　　(6) 对程序进行测试：这一步对程序算法的正确性进行测试，如果通过，则认为程序是正确的，否则转(3)，重新设计算法。BR　　(7) 对已完成或调试运行正确的算法进行改进或用新的方法再求解：这一步是启发思维，寻找更好的算法或解决方案，使程序功能更齐全、运行效率更高存储空间更省。BR　　3.2 程序设计过程本身是一个系统化思维过程BR　　程序设计过程本身就是系统化的过程，首先要对解决的问题有一个系统化的认识，从系统的观点出发，设计出系统整体模型，再进行功能模块的划分，然后在遵循程序设计风格的基础之上编写程序代码。本科学生在开始学习程序设计课程，并进行程序设计时，是不具备这种系统化思维模式的，这就要求程序设计课程的教