淺析小學(xué)信息技術(shù)程序設(shè)計(jì)課中的計(jì)算思維

1、    淺析小學(xué)信息技術(shù)程序設(shè)計(jì)課中的計(jì)算思維    高俊一、程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)大體分為：分析問題、確定問題、設(shè)計(jì)算法、編程、調(diào)試測(cè)試、編寫程序文檔這6個(gè)步驟。分析問題是對(duì)事件本身的分析，找出解決問題的規(guī)律，選擇解題的方法等;設(shè)計(jì)算法是將一個(gè)大問題分解為若干個(gè)具體的子問題逐一解決;人類通過編程使計(jì)算機(jī)按照規(guī)定的計(jì)算方式對(duì)某一問題計(jì)算，最終得到相應(yīng)的結(jié)果。編寫程序文檔即是程序的說明書，方便他人理解程序。二、計(jì)算思維簡(jiǎn)述周以真認(rèn)為，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一級(jí)人類行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的本質(zhì)是

2、抽象和自動(dòng)化，如同所有人都具備“讀、寫、算”能力一樣，計(jì)算思維是必須具備的思維能力。程序設(shè)計(jì)主要是基于語言級(jí)的問題求解，從抽象程度以及理解難度上講，學(xué)習(xí)語言級(jí)的問題求解方法是最適宜、最容易理解計(jì)算思維。計(jì)算思維可以劃分為四個(gè)重要組成部分：算法思維，使用自然語言和流程圖描述問題解決方案;分解，將復(fù)雜的問題分解為不同的小問題以求解;抽象，結(jié)合分析實(shí)際問題抽取共同特征建立問題模型;評(píng)價(jià)，知道算法的多樣性有意識(shí)的設(shè)計(jì)和篩選算法優(yōu)化問題解決方案。三、小學(xué)信息技術(shù)課程序設(shè)計(jì)與計(jì)算思維密碼探秘是一堂小學(xué)六年級(jí)的程序設(shè)計(jì)課。密碼探秘教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)1：學(xué)生通過使用自然語言描述微信紅包發(fā)送密碼驗(yàn)證判斷，

3、明確密碼驗(yàn)證工作流程;2：通過使用“如果-那么-否則”關(guān)聯(lián)詞，串聯(lián)密碼驗(yàn)證的核心步驟，了解分支結(jié)構(gòu)，掌握判斷命令的使用;3：通過設(shè)計(jì)多個(gè)密碼及提高密碼的安全級(jí)別，鞏固判斷命令的使用并提高學(xué)生信息安全意識(shí)。理解程序設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。重點(diǎn)：通過使用“如果-那么-否則”關(guān)聯(lián)詞，串聯(lián)密碼驗(yàn)證的核心步驟，了解分支結(jié)構(gòu)，掌握判斷命令的使用。難點(diǎn)：通過設(shè)計(jì)多個(gè)密碼及提高密碼的安全級(jí)別，鞏固判斷命令的使用并提高學(xué)生信息安全意識(shí)。理解程序設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。在預(yù)設(shè)的課程“目標(biāo)2”是算法思維和程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也體現(xiàn)了計(jì)算思維。如果按照傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)思路里新知授課，教師會(huì)直接告訴學(xué)生分支結(jié)構(gòu)的特征

4、與使用方法，但是這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去思考的機(jī)會(huì)。作為一個(gè)微信紅包的發(fā)送者，學(xué)生肯定更關(guān)心身份的驗(yàn)證。思維和語言有著密切的關(guān)系。當(dāng)教師要求學(xué)生通過使用自然語言描述密碼驗(yàn)證時(shí)，學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)集中在此過程，驗(yàn)證通過會(huì)怎樣？失敗會(huì)怎樣？從計(jì)算思維的角度來看，教師設(shè)定“目標(biāo)1”，在課程的開始階段引導(dǎo)學(xué)生用自然語言描述了密碼驗(yàn)證的過程，明確了思考的重點(diǎn)、梳理了驗(yàn)證的流程。這符合計(jì)算思維中的分解與抽象。密碼探秘教學(xué)過程片段1一、導(dǎo)入：微信紅包引入。1.  誰能說說微信怎么發(fā)紅包？二、分析密碼驗(yàn)證環(huán)節(jié)1使用自然語言描述密碼驗(yàn)證過程，精煉自然語言。（1）輸入密碼（2）判斷（3）顯示發(fā)送（4）顯示錯(cuò)誤2教師

5、在將學(xué)生所描述流程圖，貼在黑板上。三、學(xué)生練習(xí)1 學(xué)生根據(jù)教師下發(fā)的資源包內(nèi)容，查找scratch中的命令支撐流程圖的功能。2學(xué)生展示命令并說出在流程圖中的作用。“當(dāng)角色被點(diǎn)擊”、“詢問并等待 回答”、“將造型切換為”、“如果-那么-否則”、“等于”3學(xué)生根據(jù)找出的命令上機(jī)編寫程序從本教學(xué)過程中，可以看出主體流程是：1生活情景導(dǎo)入;2自然語言描述驗(yàn)證過程;3抽象問題特征繪制流程圖;4自主探究。這一過程與計(jì)算思維培養(yǎng)所特有的分解、抽象非常符合。計(jì)算思維的傳授不是簡(jiǎn)單知識(shí)傳授即可實(shí)現(xiàn)的。要滲透在方法與過程之中，本設(shè)計(jì)中教師采取使用自然語言描述問題，提煉出自然語言中的關(guān)鍵詞，并用如果-那么關(guān)聯(lián)詞語將

6、分支結(jié)構(gòu)用語言表述出來，一方面使學(xué)生容易理解分支結(jié)構(gòu)，另一方面能夠理清分支結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是一種基于條件的選擇。讓學(xué)生很順利體驗(yàn)到了，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法與技巧。流程圖是算法表示的方法之一，在算法與程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用流程圖描述算法，可以方便的表述算法，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)過程。但是在實(shí)際操作中要避免過多的對(duì)流程圖規(guī)整性要求，過度在意規(guī)整性勢(shì)必會(huì)影響到創(chuàng)造力的發(fā)揮。在計(jì)算思維的培養(yǎng)過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過抽象的方法從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，從而形成解題方法，然后還需要通過設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將理性知識(shí)還原到感性認(rèn)識(shí)。本課中教師引導(dǎo)學(xué)生制作單密碼驗(yàn)證程序后，又將學(xué)生拉回現(xiàn)實(shí)引出生活中多密碼驗(yàn)證問題。學(xué)生將生

7、活中的感性認(rèn)識(shí)在潛意識(shí)上與理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合制作多密碼驗(yàn)證程序。人們比較容易理解計(jì)算機(jī)有序地執(zhí)行即自動(dòng)化實(shí)施過程，同時(shí)也能從程序的編制、調(diào)試、運(yùn)行中了解感性到理性、從具體到抽象，最后又從理性回到感性、從抽象回到具體進(jìn)行校驗(yàn)的計(jì)算過程。四、小學(xué)程序設(shè)計(jì)課的展望程序設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該講計(jì)算思維的本質(zhì)：抽象和自動(dòng)化作為主線，貫穿于程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中。從描述問題出發(fā)，抽象成解決問題的算法描述，然后用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)問題求解的自動(dòng)化。程序設(shè)計(jì)課程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授計(jì)算思維的問題求解過程，才能達(dá)到突出思維方法的訓(xùn)練。將原來面向語法的程序設(shè)計(jì)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦騿栴}求解的程序設(shè)計(jì)教學(xué)。教師可以采用一題多解或一題多用的方式來引導(dǎo)學(xué)生深入思考，同時(shí)也是一種教學(xué)策略。例如，猜數(shù)字游戲這一實(shí)例，可以使用問題和任務(wù)的驅(qū)動(dòng)方式，由淺入深、循序漸進(jìn)地