談用可視化編程做數(shù)據(jù)模擬類課型的嘗試

管海蓉

在小學階段，學生通過可視化編程軟件的學習，來進行算法學習，嘗試通過程序和算法解決問題。本課一方面希望嘗試使用可視化編程建立數(shù)學模型進行數(shù)據(jù)計算和模擬，幫助人們做推理和決策，以探索可視化編程的其他教學方向;另一方面希望在這個過程中，幫助學生習得借助程序設計工具解決生活問題的一般方法。其設計思路有以下特點。

借助可視化編程做模擬類課型的目標

對于中高年級的學生來說，已經(jīng)具備使用可視化編程軟件解決問題的實際能力，但是他們并不了解計算機語言能解決的問題有很多，也不具備系統(tǒng)分析問題和解決問題的能力。因此，本課在學習使用計算機語言進行數(shù)據(jù)模擬的基礎上，注重培養(yǎng)學生將現(xiàn)實問題抽象為數(shù)學和計算機科學能夠解決的問題的能力，幫助學生理解問題解決的思路，形成解決問題的一般方法。教師基于學生的原有認知和已具備的能力，設計時下熱門話題的相關活動，通過建模研究“人群活動范圍對新冠疫情傳播的影響”，激發(fā)學生對計算機語言學習和應用的興趣。學生在數(shù)據(jù)模擬的過程中，自主嘗試并且歸納出計算機語言解決問題的一般方法。

數(shù)據(jù)模擬過程中解決問題能力的提升

在授課過程中，教師設計了四個任務，以解決問題的一般方法貫穿全課，通過一次次引導學生分析問題，最終讓學生能獨立分析問題求解。遇到一個問題要使用可視化編程語言解決，首先要分析問題中涉及的角色，包括角色的各種造型和角色的初始狀態(tài)，注重培養(yǎng)學生使用算法分析問題求解時，設置初始狀態(tài)的良好習慣。其次將要解決的大問題分解成一個個小問題解決。再次是依次分解兩個小問題，逐一突破求解。在每一個小問題的分解和用可視化編程解決的過程中，學生還會遇到很多問題，如隨機函數(shù)的范圍設置不精確、控制角色執(zhí)行腳本的啟動指令選擇不合適、條件判斷時選擇的偵測條件不完美、變量的應用缺乏邏輯性等。在課堂上根據(jù)學生出現(xiàn)的問題，以提問的形式引導學生分析問題，最終找到最佳的解決方案，培養(yǎng)學生嚴謹、規(guī)整、有序的邏輯思維。

數(shù)據(jù)模擬過程中計算思維能力的養(yǎng)成

本課在引導學生解決問題的過程中，幫助學生了解解決問題的一般方法，其過程中的思考更是有助于提升計算思維能力。學生從生活中發(fā)現(xiàn)問題，站在計算機自動執(zhí)行的角度，建立“人群活動范圍對新冠疫情傳播的影響”模型，分解處理問題的過程，并用可視化編程語言實現(xiàn)模擬效果。學生在分解問題的過程中，將一個復雜的問題轉(zhuǎn)化成若干子問題并將其進一步簡化，直至分解成計算機可直接解決的問題，從而掌握解決問題的一般方法，形成問題解決的思路，在實踐中提高了自身的思維和解決問題的能力。在整個項目活動中，學生不斷發(fā)現(xiàn)問題，分析和解決問題，逐漸具備問題求解的思維，能將解決問題的方案用“程序化”表達，形成了解決此類問題的一般策略。