程序设计课程对非计算机专业学生系统思维能力培养的作用
引言
现代教育是以培养具有自主思维、独立解决问题能力及创新能力的人才为目标。培养人的科学思维能力已成为教育的核心内容。知识教学转向思维教学已成必然之势。系统思维作为科学思维中的一种重要思维方式，一直以来都受到各类学科的重视。CNKI检索显示，近十年来，有关系统思维培养的文献高达35万篇，涵盖了经济、哲学、医学、语言学、建筑学等多个学科，平均每个学科有数千甚至上万篇相关文献。系统思维是将对象视为一个系统来思考，关键是要运用系统的概念。中国人民大学苗东升教授发表了一系列论文论述系统思维。他指出系统是由多个组成部分相互联系形成的一个统一体，具有多样性、相关性和一体性3个基本属性，同时派生出整体性、有序性、动态性及不确定性等其他属性。例如，交通控制系统是一个典型的复杂系统，以其中红绿灯时长的设置为例，红绿灯的时长并非每一个路口都一样。交通灯时长设置不仅要考虑该路口各方向车流量，更要考虑整个大的系统内不同时间点的车流量、周边路况，甚至节假日、气象条件等要素。
当然，非计算机专业学生不必开发如此复杂的系统，但即使是求解一个简单实际问题，运用系统概念来分析、求解问题的思
维方式却是一样的。程序设计课程的教学方式就是有意识地设计教学内容，将思维训练融合到知识教学的每个环节中，潜移默化地对学生进行思维意识及思维技能的培养与训练。由于程序设计自身的特殊性，它对系统思维中多样性、相关性、一体性、结构性、有序性和动态性这几个方面的思维训练有极大的帮助。 1多样性思维培养
多样性是系统思维的基本要求。系统多样性包含两个要素，一是应有多个组成元素，二是元素之间应有差异性。如果仅仅只有多个组成元素，彼此没有明显差异，则无法体现系统思维的价值。对学生多样性思维的培养，要求所开设课程必须具备这两个基本要素，而程序设计课程则恰恰完全符合多样性的两个要求。 以C语言程序设计为例。C语言有许多基本知识点，例如数据类型、程序结构、算法等，均从不同的角度体现了多样性原则。C语言中最基本的概念是变量。变量根据存储数据的不同定义为不同数据类型。生活中数据多种多样，如整数、小数、字符，还有一些具有复杂的对象，例如学生个人信息、考试成绩等，为处理这些不同类型的数据，C语言提供了多样数据类型，如整型、实型、字符型、结构体、指针、数组及枚举型等。在求解实际问题时，除了要分析清楚数据对象特征，还要了解各种数据类型之间的差异及其使用方法，并通过大量练习，掌握并灵活应用这些数据类型，这对于训练学生多样性思维有极大帮助。 另外，多样性还体现在求解问题的算法设计中。通常解决同
一个问题会有不同算法。算法设计是程序设计的核心。讲解循环结构时，以求解1至100的和为例，引导学生思考不同算法。如直接求和：1+2+3+…+100；采用高斯计算法，即：（0+100）+（1+99）+（2+98）+…+（49+51）+50=（50×100）+50；采用等差数列求和公式，即：100（1+100）/2。分析三个算法的特点，引导学生学会利用已有知识，学会从多个角度分析问题。教学过程中，鼓励学生打开思路、从不同的角度思考，采用不同的类型、结构实现，都能解决问题。同时，引导学生进一步分析各个算法的差异，不仅能够巩固知识点学习，也能够加深学生对不同数据类型、程序结构优缺点的认识，这有助于学生提高独立思考能力、培养多样性思维。 2相关性思维培养
系统的相关性是指系统中的多个元素必然是相互关联、相互作用、相互交往的。考察各个组成部分之间、变量之间的相互关系，这是系统思维的基本要求。
C语言是一门模块化程序设计语言。在求解一个复杂问题时，一般采用逐步分解、分而治之的方法，即将一个大问题分解成若干相对较易求解的小问题，再分别进行求解。学生在编写一个复杂程序时，是将整个程序的功能划分为若干功能较为单一的程序模块，即用函数实现每个单一功能。然后再将所有的函数模块像搭积木一般，组合起来。因此，C语言程序中，函数才是程序的基本组成单位，也是相关性在程序设计中的典型体现。
函数有其独立性，但却不是孤立的。只有被其他程序调用的函数才具有生命力，这使得在学习函数时，不仅要分析函数功能的实现过程，更要着眼于函数与程序其他部分之间的调用、。被调用关系。对于调用函数而言，无须了解函数功能实现细节，但应了解如何使用函数的返回类型、函数名称、形参的个数和类型。对于被调用函数而言，实参所有传递过来值（地址）的所有可能性，都应予以考虑，并定义有相应的反馈。由此可见，教学中，鼓励学生理解这些相关知识、正确编写调用与被调用函数，不仅是保证函数之间相互交往、相互作用达到预期效果最基本的要求；.同时，通过大量函数运用的练习，能够很好地训练学生在分析问题时运用系统思维中的相关性来思考、解决问题。 3一体性思维培养
系统思维中最重要的是每个系统所涵盖的多个部分如何统一运行，服从统一规律，呈现出怎样的“个性”。系统囊括对象多、却无法构成统一体，则称不上系统。只有按照特定方式关联起来而形成统一体的才可称之为系统。
程序设计课程中每一个程序的编写。都是对一体性思维训练的强化。同样以函数为例，函数是c语言程序的基本单位，任何一个函数都有其独立的功能。学生在编写程序过程中，为了实现程序自身的整体性功能，或多或少都要用到函数，这要求学生必须遵循函数使用的统一规则，却又根据不同函数的特点采用不同的函数调用方法；另外，同一函数在不同程序中又能呈现出不同
的个性或作用。每一次程序编写都要求学生具。有一个一体性层面的思维，来整体把握程序中各类函数的定义与调用，从而实现统一的目标。 4结构性思维培养
系统思维中的结构性是指系统内部各组成要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩序，即各要素在时间或空间上排列和组合的具体形式。生活中的实际问题多种多样，求解问题的方法亦不相同。
C语言提供了3种不同的程序结构来满足求解问题所需，即顺序结构、选择结构和循环结构。3种结构体现了在求解问题时所需的各类方法特点。C语言中包含大量知识点，能够训练学生结构化思维方式。例如函数的使用，只有在对程序整体结构清晰、求解方法明确的前提之下，才能正确地完成函数的定义与调用，又如构造数据类型的学习。结构体是一种典型的构造数据类型，结构体中包含不同成员，这种方式能够将各种不同类型的数据关联起来，形成一种特殊的结构，能够解决生活中许多现实问题。不具备程序整体结构性思维及相应的知识，就无法正确地编写程序，无法完成课程任务。由此可见，在C语言的学习过程中，能够不断强化学生的结构化思维训练。 5有序性思维培养
有序性是指系统中各要素之间有秩序的联系。它是保证一个系统的基本特征，并维持一个系统生存与发展的关键。在现实系统中，系统有序性的表现多种多样，不同系统的各要素之间也可
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