基于编程解决问题的青少年计算思维培养框架

发布时间：2020-12-04 01:47

　　介绍不同学者关于计算思维的定义,按时间线分析计算思维在发展历程中的重要时期及发展意义,提出在编程解决问题背景下关于计算思维内涵的理解,根据不同阶段学者对计算思维的理解,总结出3种计算思维在问题解决中所体现的一般步骤,并利用编程题对步骤的具体过程进行说明,最后对所列举的3种一般步骤进行提炼,生成一种具有代表性的操作过程,并在学科基础和能力发展的视角下,提出在青少年编程环境下计算思维培养的框架。 

【文章来源】：计算机教育. 2020年07期 第98-101页

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

问题分解与解决过程

在此步骤中，需要将问题中存在的数据提取出来，判断并观察数据之间的联系与规律，将问题抽象并重新定义为具有该数据特征的“问题母版”。接下来，根据所建立的“问题母版”研究解决问题的步骤，一般由浅至深、由易至难，从低级到高级。递归思想是在这个过程中常用到的思想，指递进并回归，从大问题分解至小问题，再从小问题进行解决，依次攻破，层级不断上升，最终回归所要解决的根本问题。确定问题解决步骤之后，将步骤模型化，模型的建立有利于在大脑中建立相对完整的问题解决系统，将其纳入认知网络之中，也有利于在今后将知识内化为能力，并进行能力的迁移。最后一个步骤是在不断检验的过程中进行调试，相当于迭代过程，多次的试误可以观察方案中的不足之处，计算机会在学习者进行尝试后予以反馈，帮助学习者发现问题，及时修改，不断逼近目标，最终得到最优解。第1种步骤的具体过程如图2所示。第2种步骤：在计算机特性的基础之上，将问题进行抽象，使其转化为计算机可以解决的计算问题，最终，通过程序设计语言实现问题的自动求解。当选择第二种方法进行问题解决时，问题类型通常为比较复杂的计算问题。首先，需要理解问题的特性，在此过程中，会对问题进行关键词的提取，过滤掉冗余信息，并对其重新排列组合成一道计算问题，过程中要考虑数据或者变量之间存在的规律，以便进行下一步的解决。

计算思维培养框架主要用来指导计算思维培养活动，教师可以依据此内容对课程进行教学设计或者维度设计，也可以依据本框架对计算思维活动进行模块化评价，具体框架内容如图3所示。该框架主要分为4个部分：计算思维的问题解决步骤、能力培养、遵循原则和学科基础。


本文编号：2896817