程序设计中逐步培养学生逻辑思维能力

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　　摘  要：阐述程序设计与学生逻辑思维能力培养的重要性，如何在程序设计中逐步培养学生逻辑思维的方法，程序设计应分析问题且精心设计算法并调试成功的过程，进而更好地发挥学生的学识和才智。
　　关键词：程序设计  算法设计  调试  逻辑思维
　　中图分类号：TP311.52    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（a）-0222-02
　　在程序设计中较为关心的是程序效率与正确性。程序效率常由算法的效率来决定。程序设计有一个特点，就是它必须与实践密切相联。在计算机上进行实际操作是学好程序设计的重要环节，它直接关系着教学质量的好坏。因此，在上机实践中，我们应该培养学生掌握正确的逻辑思维方法，只有养成好的程序设计习惯，才能使其编制的程序具有良好风格。心理学家纽威尔在总结人类大量的思维活动经验的基础上发现，人在解决各种不同的问题时，存在某些共同的规律。概括起来主要为以下3个方面：首先先想出大致的“解题计划”，其次根据理论和推理规则，去“组织解决”，最后进行“方法—目的分析”。因此，我们编制程序时应提倡独立思考，要讲点思维逻辑。程序设计一般要经过分析问题、确定算法、编制程序、上机调试这样几个步骤。
　　1  在分析问题时逐步培养学生独立思维的能力
　　上机操作前，我们强调让学生做好前期准备工作，最好把程序写好。一般来讲，写完一个程序只能说完成了设计任务的一半。往往有这样的情况，有的程序编好了，在上机时又全部被否定。现象一：程序的运行没有得到预期的结果。现象二：想让程序做的事，程序并没有去做或者是做错了。
　　为什么会发生这样的现象呢？有的学生对客观实际问题了解得不够全面，有的则是没有掌握好解决问题的方法。可以这样说，各种计算机语言都是用来解决客观问题的工具。编制程序时，除掌握好工具之外，更要有解决客观实际的科学思维方法。我们常在学生提出问题时，不是马上去告诉其如何去做，而是启发他“再想一想”。以问题促进思考，用问题启发思维，这个“再想一想”就是一个培养其从借助于感觉和表象认识客观事物的外部，联系到借助于判断和推理逐步认识客观事物的内部联系的思维过程。为了解决一个问题，学生们都在进行思考，有的同学善于看到问题的焦点，有的同学却走了许多弯路，可见，这个过程不是一朝一夕就能完成的。
　　2  在程序設计中有意识地运用逻辑思维
　　计算机技术具有实践性很强的技术。要求从事这一领域的人不仅应了解和熟悉有关理论和方法，还要求自己动手实践。计算机可以像“人脑”一样进行计算、进行逻辑判断，但计算机的计算和判断都是受到程序制约的。用高级语言编写程序，可以摆脱计算机本身的特性限制，而集中精力于算法本身。
　　2.1 注重算法设计
　　算法设计是整个程序设计的核心。算法设计必须精益求精，算法要经得起各方面的推敲。如果算法有误，可能导致整个程序的失败。对于一般的数值运算，有成熟的算法可供参考。我们要求学生掌握这些算法，并能根据需要做必要的修改，善于从基本常用算法中归纳总结出解决同类问题的算法。比如：学习了递推法，知道求N！的算法，这个算法做点修改就可以得到用近似公式，求自然对数底的值算法。对于非数值的算法，由于实际问题多样化，没有统一的算法，学生应能根据需要认真分析问题，设计所需算法。一旦程序运行结果不对，很多同学懂得这样去想：“我这个算法对吗？”“错在哪？”。
　　算法用于解决客观实际问题，要求同学们要进行周密的思考，思维方式要符合客观实际的逻辑规律，才能尽量避免出现逻辑错误。解题常常需要借助于一定的逻辑规律，我们要求学生从题目出发，对整个问题不断分析，一步步细化，直至每一个子问题都简明易解。引导学生由浅入深，由表及里，即可轻而易举地设计算法框图，再用高级语言来描述之。在算法设计的过程中，逐步培养学生的逻辑思维能力和严谨的科学作风。
　　2.2 程序的逻辑结构要严密
　　程序的逻辑结构是程序的骨架，我们目前大多数程序都是用模块化结构来设计的。一个程序的逻辑结构安排是否合理，也是程序能否编制好的关键问题之一。学生编制的程序有时会出现这样的情况，程序结构松散不能将算法和各模块紧密结合起来，我们要求学生要学会分析，全面细致地分析各模块之间的内在联系，只有通过分析明确各模块之间的内在联系，才能用综合方法把解决不同问题的各个模块联系起来，以便完成程序的整体逻辑结构。
　　程序应当是深思熟虑且通盘思考精心设计的结果，而不应是信手拈来或东拼西凑的产物。
　　在“软件工程”的课程设计过程中经常要完成复杂的题目，有的学生花几小时编完了程序，修改与调试的时间往往比编程所花费的时间要多好几倍，这就是由于该同学忽视程序的逻辑结构设计，没有遵循一定的规律，他希望把结构设计是否合理留给计算机系统去判断，当出现问题再去修改，这样的程序即使勉强通过，质量也会很差，最可惜的是它还浪费了宝贵的机时。
　　因此，如果程序的逻辑结构严密，在编制各个模块的程序代码时相对出现的问题较少，这给程序调试节省了时间。
　　3  排除程序的逻辑错误
　　编写好的程序是否有错误是我们极其关心的问题，尽管我们在编写时十分认真，但程序有时难免蕴含着各种错误。程序设计的各个环节都是密切相关的，哪一个环节出现错误，其最终都以非正常的运行结果表现出来。
　　由于缺乏程序设计的经验，所以在程序调试时会遇到这样那样的问题。为了尽量减少排除人为疏忽造成的纸面上的静态错误所占用的时间，我们要求学生在上机前编写程序，并经人工检查无误时才输入程序，以提高上机效率。
　　程序中的语法错误比逻辑错误容易排除。下面我们来看看，在C语言中要实现：1+2+3+…+100之和为多少这样一段程序。
　　Main（）
　　{int  i，sum=0;
　　i=1;
　　while （i<=100）
　　 sum=sum+i;
　　i++;
　　printf（”sum=%d＼n ”，sum）;}
　　这段小程序中无语法错误，源程序的编译和链接都能通能通过，但程序的运行结果却不对，while语句的循环只能到其后的第一个分号为止，所以这段程序只能重复sum=sum+i的操作，无输出结果，而循环不终止（其错误在于没有用花括号将循环体的复合语句括起来）。C编程系统无法辨别程序的语句是否符合设计者的意愿，只是忠实地执行sum=sum+i这条指令。程序出现的这种错误就是常说的“这个程序有逻辑问题”，即广义上指的是一种思维混乱现象，它是由于人为因素而造成的对客观事物的非准确反应。这种逻辑错误必须排除，否则会使程序设计的结果难以预料。
　　对于程序的逻辑错误而言解决的方法很多，通常需要检查流程图或设置输出“断点”，或检查算法或使用DEBUG（调试）工具来找出逻辑错误，避免在以后的程序设计中产生类似的错误。我们调试程序的目的，不仅仅是证明程序是正确的，而且要去找出并排除程序的逻辑错误。
　　4  结语
　　总之，程序设计是一项细致而复杂的工作，需要学生多动脑多动手。在实际操作中总结经验，用合乎逻辑规律的方法分析解决不同程序设计中的问题，我们对程序设计的目的不仅仅要使程序正确，更重要的是要使学生提高程序设计的科学逻辑思维能力，更好地发挥学生的学识和才智，为今后的学习和工作打下良好的程序设计基础。
　　参考文献
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　　[3] 李文生，吴舜歆.面向计算思维能力培养的程序设计课程[J].计算机教育，2014（3）：57-60.
　　[4] 张晨静.用计算机思维知道程序设计课程[J].科教文汇. 2013（36）：63-65.
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