计算思维虽然不是源于计算机,但是计算机却推动它疾速发展。可以这样说,计算机课程不是培养计算思维的唯一课程,但却是最好的课程。
本书以面向对象程序设计语言Visual Basic为讲解对象,来培养计算思维,就是希望初学者不要只为了编程而学习,而要首先把重点放在如何去分析问题、解决问题上,就是先学会如何对问题进行抽象,然后再用程序设计语言去解释抽象。
通过计算机课程培养计算思维,应遵循以下原则:
1)站在“程序设计盲”的角度去分析问题,对于初学者来说更容易接受。
2)由浅入深,首先引用人们习以为常的、熟悉的、能轻松解决的问题,然后对其进行分析,描述出解决问题的详细步骤和关键点,实现对问题的抽象,集中体现计算思维。
3)分析案例时,应站在人的角度,而不是计算机的角度进行,然后逐渐引导学生建立各步骤之间的联系。
4)摆脱过去那种“以多取胜”的观念,认为学习语言越多、记住的语法越多,计算思维培养的效果就越好。应该把重点放在对问题的抽象上,然后才是解释。
5)强调“调试”的重要性。调试的过程就是能力培养的过程,就是对抽象的方法再斟酌的过程,就是检验解释抽象的过程,也是提高对计算机语言驾驭能力的过程。调试能力提高了,分析问题、解决问题、语言驾驭能力都会得到极大的提高,计算思维能力就会得到相应提升。
6)为了更好地培养计算思维能力,提出了“三步法”原则。
做什么(www.xing528.com)
分析问题,明确目标,明确完成任务需要哪些必备条件,明确这些条件的来源,在这些条件中哪些是需要用户来完成的,哪些是需要程序员完成的。
怎么做
根据已知条件,为实现任务目标,探索解决问题的方法。
方法抽象:用该方法实现问题,需要多少步骤?各步骤之间的关系是什么?它们有没有先后顺序?有没有需要进行判断的步骤?是否要根据不同判断结果,执行不同的步骤?有没有根据某个条件需要重复的步骤?然后把所有的步骤用自然语言描述出来,描述要清楚,每个步骤不能出现二义性。要让任何一个人,不管他对该问题了解多少,哪怕是一无所知,只要根据这些步骤描述,就能解决该问题。这个过程,实际上就是计算思维中的抽象,而形成的步骤描述也就是计算机科学中“算法”。可以看出,到目前为止,与用何种计算机语言没有任何关系。
实现
解释抽象:既然选择用计算机语言来解释,那就需要编写代码。把前面抽象的结果(算法)转换为程序设计语言描述,此过程就是用计算机语言对计算思维中的抽象进行解释。
运行并验证程序的正确性,如果出现错误,要反复修改。这个步骤可能要重复很多次,这就是“调试”,也就是检验“抽象”和“解释”的正确性。
上述3个步骤称为“三步法”原则。在以后的案例中都会用这个原则去分析问题、解决问题,逐步建立计算思维能力。
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