介紹不同學(xué)者關(guān)于計(jì)算思維的定義,按時(shí)間線分析計(jì)算思維在發(fā)展歷程中的重要時(shí)期及發(fā)展意義,提出在編程解決問題背景下關(guān)于計(jì)算思維內(nèi)涵的理解,根據(jù)不同階段學(xué)者對(duì)計(jì)算思維的理解,總結(jié)出3種計(jì)算思維在問題解決中所體現(xiàn)的一般步驟,并利用編程題對(duì)步驟的具體過程進(jìn)行說明,最后對(duì)所列舉的3種一般步驟進(jìn)行提煉,生成一種具有代表性的操作過程,并在學(xué)科基礎(chǔ)和能力發(fā)展的視角下,提出在青少年編程環(huán)境下計(jì)算思維培養(yǎng)的框架。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)教育. 2020年07期 第98-101頁

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

問題分解與解決過程

在此步驟中，需要將問題中存在的數(shù)據(jù)提取出來，判斷并觀察數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系與規(guī)律，將問題抽象并重新定義為具有該數(shù)據(jù)特征的“問題母版”。接下來，根據(jù)所建立的“問題母版”研究解決問題的步驟，一般由淺至深、由易至難，從低級(jí)到高級(jí)。遞歸思想是在這個(gè)過程中常用到的思想，指遞進(jìn)并回歸，從大問題分解至小問題，再從小問題進(jìn)行解決，依次攻破，層級(jí)不斷上升，最終回歸所要解決的根本問題。確定問題解決步驟之后，將步驟模型化，模型的建立有利于在大腦中建立相對(duì)完整的問題解決系統(tǒng)，將其納入認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)之中，也有利于在今后將知識(shí)內(nèi)化為能力，并進(jìn)行能力的遷移。最后一個(gè)步驟是在不斷檢驗(yàn)的過程中進(jìn)行調(diào)試，相當(dāng)于迭代過程，多次的試誤可以觀察方案中的不足之處，計(jì)算機(jī)會(huì)在學(xué)習(xí)者進(jìn)行嘗試后予以反饋，幫助學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改，不斷逼近目標(biāo)，最終得到最優(yōu)解。第1種步驟的具體過程如圖2所示。第2種步驟：在計(jì)算機(jī)特性的基礎(chǔ)之上，將問題進(jìn)行抽象，使其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以解決的計(jì)算問題，最終，通過程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)問題的自動(dòng)求解。當(dāng)選擇第二種方法進(jìn)行問題解決時(shí)，問題類型通常為比較復(fù)雜的計(jì)算問題。首先，需要理解問題的特性，在此過程中，會(huì)對(duì)問題進(jìn)行關(guān)鍵詞的提取，過濾掉冗余信息，并對(duì)其重新排列組合成一道計(jì)算問題，過程中要考慮數(shù)據(jù)或者變量之間存在的規(guī)律，以便進(jìn)行下一步的解決。

計(jì)算思維培養(yǎng)框架主要用來指導(dǎo)計(jì)算思維培養(yǎng)活動(dòng)，教師可以依據(jù)此內(nèi)容對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)或者維度設(shè)計(jì)，也可以依據(jù)本框架對(duì)計(jì)算思維活動(dòng)進(jìn)行模塊化評(píng)價(jià)，具體框架內(nèi)容如圖3所示。該框架主要分為4個(gè)部分：計(jì)算思維的問題解決步驟、能力培養(yǎng)、遵循原則和學(xué)科基礎(chǔ)。


本文編號(hào)：2896817