初中信息技术计算思维培养之机器人走迷宫

黄敏

摘要：本文就初中信息技术计算思维培养之机器人走迷宫这一论题进行分析。首先阐述计算机思维的分解、模式的判断。随后，对模型的归纳和算法的设计进行分析，利于确保学生更好的掌握思维分析方法和流程，引导学生有效思考问题和分析问题，更有效的解决掉遇到的问题。

关键词：初中信息技术;计算思维;培养;机器人走迷宫

中图分类号：G434   文献标识码：A   文章编号：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

新课改教学标准给出，信息技术这一学科的核心素养为计算思维，其是指人们可以利用计算机科学理论、思想方法，来形成一个解决问题的思维方式和解决方案。利于学生更好的去应用计算机，处理应用期间出现的各类问题，如方式界定的问题、抽象特征的分析、模型的建立以及数据的合理组织等，利用合理的判断、信息资源的整合，形成系统化的解决问题方案，强化计算机的应用性，培养学生的计算机思维以及逻辑思维能力。

1 分解

计算思维可把各类问题进行分解，分解成较小的管理问题，利于学生探索出更好的解决问题方案。机器人要想从迷宫中走出来，此过程较为复杂，学生必须去应付各种情况，依据任务的实际需求，去走出迷宫。在总结学生把机器人与迷宫内可能出现突发情况和面对各类事件后，对可能面对各类问题分解，给出可能会出现以下三种情况如。机器人前面不存在墙，左边有墙存在;右边没有墙;左边和前边均有墙。要想解决此类问题，可以利用采取如下行动：把此任务进行分解处理，困扰有效的降低难度，激发学生尝试的热情。

2 模式的判断

所谓的模式判断，就是找出分解后出现的各类问题，了解各类问题的差异性。首先，学生可以蒙上眼睛去走迷宫，判断机械人在走迷宫期间的的相同性和差异性。结合以往实验情况来说，学生在蒙住双眼后可能会出现找不到方向类问题，如果此时在要求一名学生去通过双手来配合去寻找到出口，则可以有效做出判断，并寻找到教师的出口。学生也会意识到自己于拐角处，可能很好的去做出相应判断，能够顺利的找到出口。未参与到实际活动中的学生，则可以去认真的分析和研究，整个寻找过程，积极的思考、人身的观察，思考各个学生是怎样去应对不同情况，并做好记录。这样学生就可以容易的发现，在黑暗环境中人们需要利用双手去探索路线，在空旷的教室中学生仅有利用墙才能找到出口。

3 模型的归纳

所谓的模型归纳，就是探索模型形成的常见规律，寻找出一类问题的实际解决方法，并可探索出解决大量类似问题的有效解决方法。模式归纳也被叫做抽象化概括，此为思维计算的基础。在此环节，教师可对学生进行分组处理，把小机器人与迷宫分发给各个组别，学生可以利用小组间研讨、分析，意识到机器人在迷宫中行走策略和人类相似，其从迷宫走出的方法包括两种。其一为沿左墙走，其二为沿着右墙走，也就是在走迷宫期间，依据右手定则和左手定则来走。探究期间，分解出来的这三种机械人在走迷宫期间，学生可以结合实际情况，很好分析出，应该选择利用哪一种举措，应该采取怎样的行动。层层递进、循序渐进的任务，可培养学生的思考能力，引导学生在问题分析时，强化自身的计算思维能力等。需要注意的是，在此环节人需要利用双手去寻找迷宫的出口，那么机器人应该利用什么去充当双手是有一个值得深思的问题。教师可以引导学生去充分发挥想象力，引出利用红外避障的传感设备去充当双手，利于可以像人一样去感受周围环境。

4 算法的设计

一旦我们遇到复杂性问题，就可以利用对问题的分解，把其分解成很小部分，再依据有序的顺序去组合，后解决实际问题。对于程序的灵魂来说就是算法，而流程图可以有效对算法进行表示。流程图的特点为直观性强、结构清晰，可以引导学生更加清晰得不了解程序实际运行过程以及逻辑关系。结合程序环节，学生可在算法设计时，优先对前两步分解，去总结和画出机器人在走迷宫时间的流程图。此外，学生也可以利用流程图去设计学习的程序，把复杂的问题简化处理，可加深学生对于程序设计的理解，利于强化课堂的学习效率。如上图2所示，为机器人走迷宫时流程图。待走迷宫基本流程图确定后，学生应反复检测去修改程序。在程序设计和修改中，学生可以利用仿真、编程，去不断的发现问题，深入分析问题，最终来解决问题。并延续此流程，修改程序后再仿真，利于顺利完成任务。

结语：初中信息技术计算思维培养之机器人走迷宫，需于计算机课程中培养学生的计算思维。在实际教学期间，教师利用引入问题、分解问题、概括问题、设计问题和寻求实际解决问题的方法，来培养学生的计算思维，提高学生的计算能力。这样才能保证在遇到问题时，学生可以更好的通过计算机技术，去对问题抽象分析、寻求最佳解决问题的方法。提高学生对于开放性、复杂性、模糊性问题信息的解决效果，为学生的长远发展提供保障。

参考文献：

[1]任静.基于“计算思维”的计算机公共课程教学模式研究与实践——以西安航空学院计算机公共课程为例[J].西安航空学院学报，2013，36（05）：93-96.

[2]蔡美玲.培养计算思维能力的计算机基础课程教学内容设计[J].吉林省教育學院学报，2015，34（10）：79-82.

[3]余海燕.初中信息技术课堂中计算思维培养研究——以初中“机器人走迷宫”为例[J].中国信息技术教育，2016（06）：25-27.