计算思维是所有编程方法的基石,这是计算机思维与编程的关系。
计算思维与编程语言的关系计算机思维是什么概念,跟我们数学的计算有什么联系?是不是计算题的那个计算?
通俗来说,计算思维是一系列思维活动,找出问题,并以计算机、人以及及我们都能理解的方式找到解决方案。
理解了计算思维,那我们再来说说计算思维的作用,我们80后、90后都记忆犹新的一个小品:如何把大象装进冰箱里?
把大象放进冰箱看到这个图片,大谭老师相信你已经知道答案了,就是三个步骤:
1、打开冰箱门;
2、把大象装进去;
3、把冰箱门关上。
这是宋丹丹的经典台词,其实就是一个典型的计算思维的题目。
计算思维简单来说,就是把一个困难的问题分解成几个简单的小问题,然后再有序地解决这些问题,把一个复杂的大任务分解成若干个简单的小任务逐个有序完成。
生活中的计算思维应用
在日常生活中,我们经常会用到计算思维,可以帮助我们有序高效地解决问题,举个例子,比如,圣诞节快到了,我们该如何给给孩子准备圣诞礼物呢?
购买礼物第一步,分解任务。我们把这个大任务进行拆分成几个小任务:
1、确定送什么礼物他会喜欢。
2、如何准备这个礼物,是亲手制作,还是网购或线下购买?
3、如何送,是装在长筒袜中还是藏在床头枕头下?
这就是大任务拆分成小任务。
第二步,模式识别。比如解决给孩子送什么礼物的问题,首先要判断的是:孩子喜欢的东西一般是什么类型的,比如是玩具呢,还是零食呢,还是穿的服装呢。孩子是喜欢买来的东西呢,还是喜欢家长自己做的东西呢。有了分类之后,就更容易找到答案了。
第三步,抽象化,除去细节,比如送圣诞礼物和送别的礼物,都是有相似性的,可以总结归纳为“送礼物”任务。回想一下以前是如何完成任务的,或者查看网上攻略是如何完成任务的,如果有现成的操作流程,可以再用一次。
第四步,算法设计,找到每一个小任务的解决方案,然后按时间顺序依次完成。每完成一个小任务,在心里默默地打上一个勾勾。
数学学习中的计算思维
数学学习中,孩子也会经常遇到新问题、复杂的问题、难题。比如,做应用题,很多孩子理解不了题意,即使已经学过了公式,但也不知道用哪个公式去解决当前的问题,这里面也是应用了计算思维。
计算思维与数学第一步,就是拆解题目,将题目拆解为:
1、找到所有的已知项。
2、找到所有的未知项。
3、找到已知项和未知项之间的关系。
第二步,就是模式识别。在找已知项和未知项之间的关系时,要通过模式识别,来判断是什么类型的问题。其实每个学习阶段的问题类型并不多,很容易进行匹配。
第三步,就是抽象化。不要被表面的假象所迷惑,到底是两车相遇问题,还是水池放水问题,还是工程的进度问题,还是轮船船在水里开,飞机在天上飞,高铁在轨道上跑,这些都是表象。可能就是追及问题,或者相遇问题,抽象化之后,相似的问题,就可以用相同的方法进行解题。
第四步,算法设计。不同类型的问题,可以根据对应的公式列出等式,等式完成后,就可以把已知和未知带入,剩下的就是简单的计算了。
物理化学的学习中计算思维的应用
比如:如何完成科学实验,首先明确的,就是哪些条件是可变的,哪些条件是不可变的。实验是要保证每次实验只有一个条件不同,其他条件必须相同。
计算思维与科学第一步,就是拆分任务,把设计科学实验的任务拆分成:
1、确定实验目标;
2、确定可变条件;
3、确定不可变条件;
4、设计实验步骤。
第二步,模式识别,实验目标往往跟知识点相关,每个学习阶段的知识点都是确定的,只需要根据模式识别,将知识点与实验目标相匹配。
第三步,抽象化。知识点确定后,忽略具体的实验细节,要抓住实验目标的知识点,确定可变条件和不可变条件。
第四步,算法设计。根据目标和条件,确定实验步骤。
划重点
计算思维已经是实证思维、逻辑思维之后科学研究的第三大思维,没有计算思维,很多科学研究甚至无法进行,未来,计算思维将会与阅读、写作和算术一样,成为每个孩子的基本技能。
在生活中,每当我们遇到复杂的问题时,我们都会需要计算思维方式来帮忙,熟练运用后可以让我们更高效更从容不迫地去解决每一个新面临的问题。