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摘 要 本文从《C++程序设计》课程的教学实践中，结合学生学习的现状，推行启发式教学方法，并且积累了一些教学的案例，探索在C++启发式教学中采用形象化思维方式设计教学情景的新方法与新思路,文中给出了几个启发式教学情景设计的实例。
关键词 启发教学 形象化思维 C++
《C++程序設计》是我校非计算机专业本科学生，大学一年级第二学期进行的一门必修考试课程。从以往的实践经验来看，计算机程序设计入门难，学生学习中普遍有困难。这主要是因为对计算机解决问题的思路不理解，学习积极性还没有被激发起来。在我们的传统教学中没有充分发挥出教学的启发，引导和提高作用，思路只是集中在手把手灌输上，教学思路和方法需要更新。本论文的目的就是：改变填鸭式教学方法，探索启发式教学模式，推动学生自主学习的积极性。发掘出学生自身学习能力和创造力。启发式教学，增强课堂互动，是我们教学中的最紧迫的问题，很有难度，也必须攻克，否则我们的教学是很难有突破的。只有真正实现了启发式教学，我们的教学才能从被动走向主动，这是大方向，大趋势，是毋庸置疑的。
一、什么是形象化思维方式
形象化思维方式就是将抽象的概念和看不见的事物，用日常生活中喜闻乐见的活泼形式准确的表达出来，并能进行推理的思维方式.常见的比如，打比方，举例子，画图表，模拟演示，使用道具等等。
形象思维方式并不是幼稚的方法，而是人脑认识事物，学习知识的独特的方式，是一种高级的人脑思维方式，有时甚至是独特的解决问题的理论方式。比如，电磁场理论，离不开左手螺旋定理和右手螺旋定理，这其实就是形象化的理论表达，不可替代。又如，基因理论，只有画出基因序列图，才算解决问题。原子结构模型，分子结构模型，DNA的双螺旋结构模型等，都是形象化的理论成果。
计算机科学技术理论中也有大量形象化的成果，例如：冒泡排序法，数列前哨，堆栈，队列等概念和原理都是形象化的表达方式。再比如图灵机模型，是算法设计与分析技术的重要理论基础。
二、形象化思维方式在启发式教学中的使用
（一）什么是启发式教学。
启发式教学是和传统的灌输式教学方法相对应的新兴的教学方法，是符合人脑学习规律的先进的教学方式，主要特点就是教师不是直接宣布，讲授理论结果，而是有意识的引导学生进入研究问题，发现问题的情景，引导学生重温解决问题的思路，自主得出最终的结论。这个过程中，学生的思维是主动的，处于创新状态。学生在自主探索，得到结果的过程中，不是仅仅的照葫芦画瓢，而是自身能力取得突破性进步。
采用启发式教学，比较传统教学方式在教案设计上有很大难度。首先，启发式课堂需要每一堂课仔细设计情景，课件和教案，激发起学生的互动，都是我们目前需要突破的主要问题。
形象化思维在设计启发式教学情景时，常常是很自然的思维方式，可以把复杂的问题生动的，立体的呈现，吸引学生注意力，保持学生持续的注意力集中，启发学生自己发现问题，探索方法，自主得出结论，这样的教学过程印象深刻。
（二）形象化思维在设计启发式教学情景中的应用。
结合C++的教学实践，我设计了几个教学案例，介绍本人在这方面的工作，说明C++启发式教学中采用形象化思维方式的可行性和合理性，及表现出的优越性。
1.用扑克牌做道具演示数组排序算法。
情景：使用扑克牌做道具可以模拟，插入排序法，选择排序法，冒泡排序法。
主要特色：将数组概念从看不见的内存中，展示在人们生活中熟悉的扑克牌中，帮助学生理解算法的原理。用手工操作，演示计算机工作的过程，易于理解。并且教会学生用道具的学习方法和表达方法，学生使用这种方法，可以学习其他数组问题，也可能会有新的发现和应用。
2.用电线做道具，演示二分查找法。
情景：一段电线，电线中有很多接点，接点从一头到另一头顺序编号，电路不通时，断点就出在这些接点上。现在说明电路中间有断点，用电表可测试每个接点的连通性，思考怎么选择监测点的顺序，使得检测次数尽量少，确定断点位置。
在实际情境中，启发学生选择中间的接点，一下就可以将监测范围缩小一半。引导学生寻找快速找到断点的方法，让学生自己找到下一个测试点，判断下一个测试点，直到找到断点。 引导学生总结出二分检索的原理，由学生自己写出算法原代码。
特色：印象深刻，理论联系实际，牢固掌握算法。
3.C++三重循环中循环变量的变化规律。
学生理解两层以上的循环，尤其是三层以上循环，对循环变量的变化，语句在循环嵌套中的执行顺序，常常感觉困难。一般的方法是把循环变量嵌套输出，这样有一些帮助，但是因为过程繁琐，可能还是理解不清，如果有一个道具，这个问题就迎刃而解了。
情景：用时钟做道具，如图：
■
图1 钟表模拟三层循环嵌套
时针代表最外层循环变量I,分针代表第二层循环变量J，秒针代表最内层变量K。当表正常转动的时候，学生就会恍然大悟，领悟三层循环变量的变化规律。
4.演示求最大公约数的模拟过程。
求最大公约数算法，常常出现在《C++程序设计》的教材中，这个程序短小简洁又实用，是很好也很实用的例题。因为算法的抽象有三个难题需要解决：（1）学生常常不能理解算法的思想；（2）学生希望能证明算法的正确性；（3）学生记不住这个算法。用两根竹竿的模拟可以很好解决上面三个问题。
情景：最好用专业教具来演示，使用一长一短两根竹竿代表需要求最大公约数的两个整数。用短竹竿除长竹竿（比量），如果剩下不能除尽，就折断，保留余下这一节。用剩余的一段继续除短竹竿。反复这个过程，直到除尽为止，最后得到的整除的小段，就是最大公约数。
可以交给学生两个不同长度的竹竿道具，让学生自己摸索，如果时间足够，学生自己就能发现方法。 然后引导学生写出代码，并进一步写成函数的形式。
特色：
（1）学生可以理解算法。
（2）在理解的基础上，学生很容易证明算法 （证明我将在另一篇文章中给出）。
（3）印象深刻，学生很容易记住算法思路。
这个演示可以帮助学生，理解算法，并且熟记算法。也学习到用道具计算的技巧。
三、总结
从上面几个小例子，我们可以领略到形象化启发式教学的新颖性和创新性，会给C++教学带来新思路，打开全新的局面。
关键词 启发教学 形象化思维 C++
《C++程序設计》是我校非计算机专业本科学生，大学一年级第二学期进行的一门必修考试课程。从以往的实践经验来看，计算机程序设计入门难，学生学习中普遍有困难。这主要是因为对计算机解决问题的思路不理解，学习积极性还没有被激发起来。在我们的传统教学中没有充分发挥出教学的启发，引导和提高作用，思路只是集中在手把手灌输上，教学思路和方法需要更新。本论文的目的就是：改变填鸭式教学方法，探索启发式教学模式，推动学生自主学习的积极性。发掘出学生自身学习能力和创造力。启发式教学，增强课堂互动，是我们教学中的最紧迫的问题，很有难度，也必须攻克，否则我们的教学是很难有突破的。只有真正实现了启发式教学，我们的教学才能从被动走向主动，这是大方向，大趋势，是毋庸置疑的。
一、什么是形象化思维方式
形象化思维方式就是将抽象的概念和看不见的事物，用日常生活中喜闻乐见的活泼形式准确的表达出来，并能进行推理的思维方式.常见的比如，打比方，举例子，画图表，模拟演示，使用道具等等。
形象思维方式并不是幼稚的方法，而是人脑认识事物，学习知识的独特的方式，是一种高级的人脑思维方式，有时甚至是独特的解决问题的理论方式。比如，电磁场理论，离不开左手螺旋定理和右手螺旋定理，这其实就是形象化的理论表达，不可替代。又如，基因理论，只有画出基因序列图，才算解决问题。原子结构模型，分子结构模型，DNA的双螺旋结构模型等，都是形象化的理论成果。
计算机科学技术理论中也有大量形象化的成果，例如：冒泡排序法，数列前哨，堆栈，队列等概念和原理都是形象化的表达方式。再比如图灵机模型，是算法设计与分析技术的重要理论基础。
二、形象化思维方式在启发式教学中的使用
（一）什么是启发式教学。
启发式教学是和传统的灌输式教学方法相对应的新兴的教学方法，是符合人脑学习规律的先进的教学方式，主要特点就是教师不是直接宣布，讲授理论结果，而是有意识的引导学生进入研究问题，发现问题的情景，引导学生重温解决问题的思路，自主得出最终的结论。这个过程中，学生的思维是主动的，处于创新状态。学生在自主探索，得到结果的过程中，不是仅仅的照葫芦画瓢，而是自身能力取得突破性进步。
采用启发式教学，比较传统教学方式在教案设计上有很大难度。首先，启发式课堂需要每一堂课仔细设计情景，课件和教案，激发起学生的互动，都是我们目前需要突破的主要问题。
形象化思维在设计启发式教学情景时，常常是很自然的思维方式，可以把复杂的问题生动的，立体的呈现，吸引学生注意力，保持学生持续的注意力集中，启发学生自己发现问题，探索方法，自主得出结论，这样的教学过程印象深刻。
（二）形象化思维在设计启发式教学情景中的应用。
结合C++的教学实践，我设计了几个教学案例，介绍本人在这方面的工作，说明C++启发式教学中采用形象化思维方式的可行性和合理性，及表现出的优越性。
1.用扑克牌做道具演示数组排序算法。
情景：使用扑克牌做道具可以模拟，插入排序法，选择排序法，冒泡排序法。
主要特色：将数组概念从看不见的内存中，展示在人们生活中熟悉的扑克牌中，帮助学生理解算法的原理。用手工操作，演示计算机工作的过程，易于理解。并且教会学生用道具的学习方法和表达方法，学生使用这种方法，可以学习其他数组问题，也可能会有新的发现和应用。
2.用电线做道具，演示二分查找法。
情景：一段电线，电线中有很多接点，接点从一头到另一头顺序编号，电路不通时，断点就出在这些接点上。现在说明电路中间有断点，用电表可测试每个接点的连通性，思考怎么选择监测点的顺序，使得检测次数尽量少，确定断点位置。
在实际情境中，启发学生选择中间的接点，一下就可以将监测范围缩小一半。引导学生寻找快速找到断点的方法，让学生自己找到下一个测试点，判断下一个测试点，直到找到断点。 引导学生总结出二分检索的原理，由学生自己写出算法原代码。
特色：印象深刻，理论联系实际，牢固掌握算法。
3.C++三重循环中循环变量的变化规律。
学生理解两层以上的循环，尤其是三层以上循环，对循环变量的变化，语句在循环嵌套中的执行顺序，常常感觉困难。一般的方法是把循环变量嵌套输出，这样有一些帮助，但是因为过程繁琐，可能还是理解不清，如果有一个道具，这个问题就迎刃而解了。
情景：用时钟做道具，如图：
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图1 钟表模拟三层循环嵌套
时针代表最外层循环变量I,分针代表第二层循环变量J，秒针代表最内层变量K。当表正常转动的时候，学生就会恍然大悟，领悟三层循环变量的变化规律。
4.演示求最大公约数的模拟过程。
求最大公约数算法，常常出现在《C++程序设计》的教材中，这个程序短小简洁又实用，是很好也很实用的例题。因为算法的抽象有三个难题需要解决：（1）学生常常不能理解算法的思想；（2）学生希望能证明算法的正确性；（3）学生记不住这个算法。用两根竹竿的模拟可以很好解决上面三个问题。
情景：最好用专业教具来演示，使用一长一短两根竹竿代表需要求最大公约数的两个整数。用短竹竿除长竹竿（比量），如果剩下不能除尽，就折断，保留余下这一节。用剩余的一段继续除短竹竿。反复这个过程，直到除尽为止，最后得到的整除的小段，就是最大公约数。
可以交给学生两个不同长度的竹竿道具，让学生自己摸索，如果时间足够，学生自己就能发现方法。 然后引导学生写出代码，并进一步写成函数的形式。
特色：
（1）学生可以理解算法。
（2）在理解的基础上，学生很容易证明算法 （证明我将在另一篇文章中给出）。
（3）印象深刻，学生很容易记住算法思路。
这个演示可以帮助学生，理解算法，并且熟记算法。也学习到用道具计算的技巧。
三、总结
从上面几个小例子，我们可以领略到形象化启发式教学的新颖性和创新性，会给C++教学带来新思路，打开全新的局面。