计算机专业群的教学案例-让计算机改变我们的思维方式

计算机专业群的教学案例——让算机变我的思方式【背景分析】自从1946年第一台计算机诞生以来已遍布世界的各个角落，计算机的教育也得到了逐步普及但不少人对计算机教育的看法是无非就是学习WordExcel和PowerPoint打打、画画表格、放放PPT等等，计算机教育都把目光大部分都聚焦在计算机操作技能培训上但我们是否考虑过90后和00后的孩子们从出生以后他们周围都充斥着丰富的电子产品我们喜欢把这类孩子称“数字土著，对于“数字土著”来说，计算机教育中除了计算机操作技术外，还有一样重要的东西需要掌握这样东西就是计算思维而计算思维的自动化算法逻辑优化抽象等一些重要概念已渗透到我们的日常生活中它使计算机教育从培养操作技术能力提升到了思维能力的获得上它让学生不仅成为软件的使用者，而且成为问题的解决者。接下来需要考虑的就是在计算机应用基础课程教学中，教师自身如何研究和运用计算思维，从而培养学生的计算思维能力。【案例描述】《Excel函数是中等职业学校计算机应用基础课程基础模块的第五单元电子表格处理第三小节第二课时的内容前一节课学生已经学习了SUMAVERAGE、COUNT、MAX、MIN等一般简单函数。本节课的授课班级是中职2017机电班，学生35名，主要学习内容是IF、RANK、ROUND、SUMIF、COUNTIF等较为复杂的函数。师：同学们，前一节课我们共同学习了SUM、AVERAGE、COUNT、MAX、MIN等相对简单的Excel函数大家有没有发现在使用这些函数时有没有一个共性？我想请同学们说说自己的想法（学生面露难色，迅速低下了头）师：请我们的科代表说说看。生：我觉得，它们的应用都是为了求得一个预定的值。师科代表张雯同学说得非常好一语中的虽然每个函数都有它的特定功能但在我们的眼里它们只是帮助我们找到解决一个问题的具体答案也就是我们心中所期望的一个预定值这一节课我们所学习的IFRANKROUNDSUMIF、COUNTIF等复杂函数也具有这样的共性所面对的要解决的问题可能会变得复杂一点，但是最终它们也一样能帮助我们找到那个预定。下面，我以RANK函数为例，看看它是如何帮助我们解决实际问题的（教师展示要解决的排名问：根据10名学生的身高数值按由高到矮的顺序确定序号）生（学生很是期待）师：根据刚才的总，通过应用RANK函数是不是要找到一个预定的值来确定每一个学生的身高序号？生：是的（异口同声）师如果认可这一点那么问题就好解决多了以求第一个学生的身高排名序号为，首先我们在指定的D2单元格，输入“＝RANK（，如果参数设置正确，敲“回车”或打“√，计算机就能自动化运行得出一个预定值。接下来的问题是，如何正确设置参数，RANK函数应该设置几个参数才是合理的，请同学们想一想。生（蒋宝龙：至少要知道是谁要比。师对这一点实在是太重要了是谁要比要确定排序名次那他的身高数值是不是要首先给出呀这么来说第一个小问题就迎刃而解了只要将要比较学生的身高值给出不就行了吗（教师给出第一个参数C2同学们想一想要不要其它什么参数？生（韩杰：还需要有一个能够反映比较范围的参数。师韩杰同学说得非常好既然要排名就要有比较跟谁比是个绕不开的问题，题目中每个学生的身高值是不是都要跟其他同学的比较一次呀？生：是（齐声回答得非常响亮）师：那么出现的第二个小问题就应该能解决好了，比较的范围都应该是“C2:C11把它填写到函数的括号中去（教师填写过程中发现有学生举手发问）请这位举手的同学说说有什么看法？生（鞠莹：老师，你这样确定比较范围，是不是同一个学生也要跟自己比较一次呀？这样岂不是不太合理呀？师噢问得好如果人工来处理是不合理同自己比较一次白白浪费了比较时间但是对于用计算机来处理该问题就不一样了随着比较的对象改变可以让被比较的范围相对固定下来便于计算机自动化处理从这个角度来说看似无效的比较会变得有意义了结合我们前面所学习的绝对地址题目中每个学生要比较的范围是不是都“$C$2:$C$11（教师将欲比较的范围重新添加4个$符号。同学们，再想想，还要不要再设置什么参数了？生（曹佩琦：要的。还需要一个确定排序方向的参数，是由高到矮排序的呢，还是由矮到高排序的呢？师：我的本家分析问题真是太仔细了，这个小问题好多人往往是会忽视的。虽然如果你不给出这个参数的话计算机会默认为降序本题也就是由高到矮的顺序但是如果我们想要的是相反的顺序的话没有这个参数就不行了那接下来的第三个小问题就出现了如何用参数确定排序的方向呢？还得应用计算机二进制的特性，如果该参数为“0”或忽略，则为降序，非零值，则为升序。（教师填写第三个参数分别“0忽略和非零值演示结果并用公式复制演示所有的排序结果下面请同学们根据刚才分析和解决问题的方法试着完成任务导学单上的第二个任务，用RANK函数解决总分排名的问题。生（自主完成练习题）……接下来学生依照任务导学单完成IFROUNDSUMIFCOUNTIF等复杂函数的学习。【案例分析】本案例通过对RANK等复杂函数的学习，主要体现了教师是如何运用计算思维让学生学会分析问题和解决问题的方法本节课起始部分回顾前一节所学的简单函数通过抽象的方法揭示了函数的本质也就是计算的本质计算是映射或基于规则的符号的变换过程即从一个已知的符号串开始按照一定的规则，一步一步地改变符号串经过有限的步骤最后得到一个满足预先规定的符号串。其次以应用RANK函数分析与解决学生身高排序问题为例引导学生思考，是否可以把问题公式化“＝函数（参数以便借助计算机的力量来解决它们是否可以通过收集分析数据来理解问题是否能够把一个较为复杂的难题拆解分成多个小问题比如如何设置第一个参数来确定要比较的对象如何设置第二个参数确定要比较的范围如何设置第三个参数确定要排序的方向这样做目的不仅仅是为了解决单个问题而是能够去除细节概括抽象寻找模式利用计算思维的分层思想让学生学会把一个难的问题或一个复杂的问题可以分解成若干个简单的问题分而治之通过分层可以很好地隐藏掉很多技术的细节让学生可以关注问题本身可以很容易将学生的创意通过计算机的自动化来实现，从而解决问题，最后学生掌握了制定解决问题的步骤后通过相类似的总分排名问题的解决进一步让学生学会建立算法模型对解法进行测验和测试在自主学习IF、ROUNDSUMIFCOUNTIF等函数的过程中当学生遇到一个个实际问题时学生就会利用应用RANK函数解决排序问题的计算思维去进行推理和分析，学会如何正确选择工具如何形成自动化的解决方案如何选择最优解以及形成通用的解决方案，从而能够找到更有效、高效解决实际问题的途径。总之，未来社会的生存，人们除了会用工具之外，还需要思维方式的变革，不管是不是学计算机的学任何一门学科的计算思维都是一种基本的能力无论