初中信息技術(shù)計算思維培養(yǎng)之機器人走迷宮

黃敏

摘要：本文就初中信息技術(shù)計算思維培養(yǎng)之機器人走迷宮這一論題進行分析。首先闡述計算機思維的分解、模式的判斷。隨后，對模型的歸納和算法的設(shè)計進行分析，利于確保學生更好的掌握思維分析方法和流程，引導學生有效思考問題和分析問題，更有效的解決掉遇到的問題。

關(guān)鍵詞：初中信息技術(shù);計算思維;培養(yǎng);機器人走迷宮

中圖分類號：G434 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-9129（2017）16-0186-02

Abstract： in this paper， the author analyzes the topic of the maze of the robot in the training of computing thinking in junior middle school. First， the decomposition of computer thinking and the judgment of mode. Subsequently， the model induction and algorithm design are analyzed to ensure that students can better master thinking analysis methods and procedures， guide students to think and analyze problems effectively， and solve problems more effectively.

Key words：middle school information technology;Computational thinking;Culture;Robot maze

新課改教學標準給出，信息技術(shù)這一學科的核心素養(yǎng)為計算思維，其是指人們可以利用計算機科學理論、思想方法，來形成一個解決問題的思維方式和解決方案。利于學生更好的去應(yīng)用計算機，處理應(yīng)用期間出現(xiàn)的各類問題，如方式界定的問題、抽象特征的分析、模型的建立以及數(shù)據(jù)的合理組織等，利用合理的判斷、信息資源的整合，形成系統(tǒng)化的解決問題方案，強化計算機的應(yīng)用性，培養(yǎng)學生的計算機思維以及邏輯思維能力。

1 分解

計算思維可把各類問題進行分解，分解成較小的管理問題，利于學生探索出更好的解決問題方案。機器人要想從迷宮中走出來，此過程較為復雜，學生必須去應(yīng)付各種情況，依據(jù)任務(wù)的實際需求，去走出迷宮。在總結(jié)學生把機器人與迷宮內(nèi)可能出現(xiàn)突發(fā)情況和面對各類事件后，對可能面對各類問題分解，給出可能會出現(xiàn)以下三種情況如。機器人前面不存在墻，左邊有墻存在;右邊沒有墻;左邊和前邊均有墻。要想解決此類問題，可以利用采取如下行動：把此任務(wù)進行分解處理，困擾有效的降低難度，激發(fā)學生嘗試的熱情。

2 模式的判斷

所謂的模式判斷，就是找出分解后出現(xiàn)的各類問題，了解各類問題的差異性。首先，學生可以蒙上眼睛去走迷宮，判斷機械人在走迷宮期間的的相同性和差異性。結(jié)合以往實驗情況來說，學生在蒙住雙眼后可能會出現(xiàn)找不到方向類問題，如果此時在要求一名學生去通過雙手來配合去尋找到出口，則可以有效做出判斷，并尋找到教師的出口。學生也會意識到自己于拐角處，可能很好的去做出相應(yīng)判斷，能夠順利的找到出口。未參與到實際活動中的學生，則可以去認真的分析和研究，整個尋找過程，積極的思考、人身的觀察，思考各個學生是怎樣去應(yīng)對不同情況，并做好記錄。這樣學生就可以容易的發(fā)現(xiàn)，在黑暗環(huán)境中人們需要利用雙手去探索路線，在空曠的教室中學生僅有利用墻才能找到出口。

3 模型的歸納

所謂的模型歸納，就是探索模型形成的常見規(guī)律，尋找出一類問題的實際解決方法，并可探索出解決大量類似問題的有效解決方法。模式歸納也被叫做抽象化概括，此為思維計算的基礎(chǔ)。在此環(huán)節(jié)，教師可對學生進行分組處理，把小機器人與迷宮分發(fā)給各個組別，學生可以利用小組間研討、分析，意識到機器人在迷宮中行走策略和人類相似，其從迷宮走出的方法包括兩種。其一為沿左墻走，其二為沿著右墻走，也就是在走迷宮期間，依據(jù)右手定則和左手定則來走。探究期間，分解出來的這三種機械人在走迷宮期間，學生可以結(jié)合實際情況，很好分析出，應(yīng)該選擇利用哪一種舉措，應(yīng)該采取怎樣的行動。層層遞進、循序漸進的任務(wù)，可培養(yǎng)學生的思考能力，引導學生在問題分析時，強化自身的計算思維能力等。需要注意的是，在此環(huán)節(jié)人需要利用雙手去尋找迷宮的出口，那么機器人應(yīng)該利用什么去充當雙手是有一個值得深思的問題。教師可以引導學生去充分發(fā)揮想象力，引出利用紅外避障的傳感設(shè)備去充當雙手，利于可以像人一樣去感受周圍環(huán)境。

4 算法的設(shè)計

一旦我們遇到復雜性問題，就可以利用對問題的分解，把其分解成很小部分，再依據(jù)有序的順序去組合，后解決實際問題。對于程序的靈魂來說就是算法，而流程圖可以有效對算法進行表示。流程圖的特點為直觀性強、結(jié)構(gòu)清晰，可以引導學生更加清晰得不了解程序?qū)嶋H運行過程以及邏輯關(guān)系。結(jié)合程序環(huán)節(jié)，學生可在算法設(shè)計時，優(yōu)先對前兩步分解，去總結(jié)和畫出機器人在走迷宮時間的流程圖。此外，學生也可以利用流程圖去設(shè)計學習的程序，把復雜的問題簡化處理，可加深學生對于程序設(shè)計的理解，利于強化課堂的學習效率。如上圖2所示，為機器人走迷宮時流程圖。待走迷宮基本流程圖確定后，學生應(yīng)反復檢測去修改程序。在程序設(shè)計和修改中，學生可以利用仿真、編程，去不斷的發(fā)現(xiàn)問題，深入分析問題，最終來解決問題。并延續(xù)此流程，修改程序后再仿真，利于順利完成任務(wù)。

結(jié)語：初中信息技術(shù)計算思維培養(yǎng)之機器人走迷宮，需于計算機課程中培養(yǎng)學生的計算思維。在實際教學期間，教師利用引入問題、分解問題、概括問題、設(shè)計問題和尋求實際解決問題的方法，來培養(yǎng)學生的計算思維，提高學生的計算能力。這樣才能保證在遇到問題時，學生可以更好的通過計算機技術(shù)，去對問題抽象分析、尋求最佳解決問題的方法。提高學生對于開放性、復雜性、模糊性問題信息的解決效果，為學生的長遠發(fā)展提供保障。

參考文獻：

[1]任靜.基于“計算思維”的計算機公共課程教學模式研究與實踐——以西安航空學院計算機公共課程為例[J].西安航空學院學報，2013，36（05）：93-96.

[2]蔡美玲.培養(yǎng)計算思維能力的計算機基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容設(shè)計[J].吉林省教育學院學報，2015，34（10）：79-82.

[3]余海燕.初中信息技術(shù)課堂中計算思維培養(yǎng)研究——以初中“機器人走迷宮”為例[J].中國信息技術(shù)教育，2016（06）：25-27.