計(jì)算機(jī)專業(yè)群的教學(xué)案例-讓計(jì)算機(jī)改變我們的思維方式

計(jì)算機(jī)專業(yè)群的教學(xué)案例——讓算機(jī)變我的思方式【背景分析】自從1946年第一臺計(jì)算機(jī)誕生以來已遍布世界的各個(gè)角落，計(jì)算機(jī)的教育也得到了逐步普及但不少人對計(jì)算機(jī)教育的看法是無非就是學(xué)習(xí)WordExcel和PowerPoint打打、畫畫表格、放放PPT等等，計(jì)算機(jī)教育都把目光大部分都聚焦在計(jì)算機(jī)操作技能培訓(xùn)上但我們是否考慮過90后和00后的孩子們從出生以后他們周圍都充斥著豐富的電子產(chǎn)品我們喜歡把這類孩子稱“數(shù)字土著，對于“數(shù)字土著”來說，計(jì)算機(jī)教育中除了計(jì)算機(jī)操作技術(shù)外，還有一樣重要的東西需要掌握這樣?xùn)|西就是計(jì)算思維而計(jì)算思維的自動化算法邏輯優(yōu)化抽象等一些重要概念已滲透到我們的日常生活中它使計(jì)算機(jī)教育從培養(yǎng)操作技術(shù)能力提升到了思維能力的獲得上它讓學(xué)生不僅成為軟件的使用者，而且成為問題的解決者。接下來需要考慮的就是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)中，教師自身如何研究和運(yùn)用計(jì)算思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力?！景咐枋觥俊禘xcel函數(shù)是中等職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)模塊的第五單元電子表格處理第三小節(jié)第二課時(shí)的內(nèi)容前一節(jié)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了SUMAVERAGE、COUNT、MAX、MIN等一般簡單函數(shù)。本節(jié)課的授課班級是中職2017機(jī)電班，學(xué)生35名，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是IF、RANK、ROUND、SUMIF、COUNTIF等較為復(fù)雜的函數(shù)。師：同學(xué)們，前一節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)了SUM、AVERAGE、COUNT、MAX、MIN等相對簡單的Excel函數(shù)大家有沒有發(fā)現(xiàn)在使用這些函數(shù)時(shí)有沒有一個(gè)共性？我想請同學(xué)們說說自己的想法（學(xué)生面露難色，迅速低下了頭）師：請我們的科代表說說看。生：我覺得，它們的應(yīng)用都是為了求得一個(gè)預(yù)定的值。師科代表張雯同學(xué)說得非常好一語中的雖然每個(gè)函數(shù)都有它的特定功能但在我們的眼里它們只是幫助我們找到解決一個(gè)問題的具體答案也就是我們心中所期望的一個(gè)預(yù)定值這一節(jié)課我們所學(xué)習(xí)的IFRANKROUNDSUMIF、COUNTIF等復(fù)雜函數(shù)也具有這樣的共性所面對的要解決的問題可能會變得復(fù)雜一點(diǎn)，但是最終它們也一樣能幫助我們找到那個(gè)預(yù)定。下面，我以RANK函數(shù)為例，看看它是如何幫助我們解決實(shí)際問題的（教師展示要解決的排名問：根據(jù)10名學(xué)生的身高數(shù)值按由高到矮的順序確定序號）生（學(xué)生很是期待）師：根據(jù)剛才的總，通過應(yīng)用RANK函數(shù)是不是要找到一個(gè)預(yù)定的值來確定每一個(gè)學(xué)生的身高序號？生：是的（異口同聲）師如果認(rèn)可這一點(diǎn)那么問題就好解決多了以求第一個(gè)學(xué)生的身高排名序號為，首先我們在指定的D2單元格，輸入“＝RANK（，如果參數(shù)設(shè)置正確，敲“回車”或打“√，計(jì)算機(jī)就能自動化運(yùn)行得出一個(gè)預(yù)定值。接下來的問題是，如何正確設(shè)置參數(shù)，RANK函數(shù)應(yīng)該設(shè)置幾個(gè)參數(shù)才是合理的，請同學(xué)們想一想。生（蔣寶龍：至少要知道是誰要比。師對這一點(diǎn)實(shí)在是太重要了是誰要比要確定排序名次那他的身高數(shù)值是不是要首先給出呀這么來說第一個(gè)小問題就迎刃而解了只要將要比較學(xué)生的身高值給出不就行了嗎（教師給出第一個(gè)參數(shù)C2同學(xué)們想一想要不要其它什么參數(shù)？生（韓杰：還需要有一個(gè)能夠反映比較范圍的參數(shù)。師韓杰同學(xué)說得非常好既然要排名就要有比較跟誰比是個(gè)繞不開的問題，題目中每個(gè)學(xué)生的身高值是不是都要跟其他同學(xué)的比較一次呀？生：是（齊聲回答得非常響亮）師：那么出現(xiàn)的第二個(gè)小問題就應(yīng)該能解決好了，比較的范圍都應(yīng)該是“C2:C11把它填寫到函數(shù)的括號中去（教師填寫過程中發(fā)現(xiàn)有學(xué)生舉手發(fā)問）請這位舉手的同學(xué)說說有什么看法？生（鞠瑩：老師，你這樣確定比較范圍，是不是同一個(gè)學(xué)生也要跟自己比較一次呀？這樣豈不是不太合理呀？師噢問得好如果人工來處理是不合理同自己比較一次白白浪費(fèi)了比較時(shí)間但是對于用計(jì)算機(jī)來處理該問題就不一樣了隨著比較的對象改變可以讓被比較的范圍相對固定下來便于計(jì)算機(jī)自動化處理從這個(gè)角度來說看似無效的比較會變得有意義了結(jié)合我們前面所學(xué)習(xí)的絕對地址題目中每個(gè)學(xué)生要比較的范圍是不是都“$C$2:$C$11（教師將欲比較的范圍重新添加4個(gè)$符號。同學(xué)們，再想想，還要不要再設(shè)置什么參數(shù)了？生（曹佩琦：要的。還需要一個(gè)確定排序方向的參數(shù)，是由高到矮排序的呢，還是由矮到高排序的呢？師：我的本家分析問題真是太仔細(xì)了，這個(gè)小問題好多人往往是會忽視的。雖然如果你不給出這個(gè)參數(shù)的話計(jì)算機(jī)會默認(rèn)為降序本題也就是由高到矮的順序但是如果我們想要的是相反的順序的話沒有這個(gè)參數(shù)就不行了那接下來的第三個(gè)小問題就出現(xiàn)了如何用參數(shù)確定排序的方向呢？還得應(yīng)用計(jì)算機(jī)二進(jìn)制的特性，如果該參數(shù)為“0”或忽略，則為降序，非零值，則為升序。（教師填寫第三個(gè)參數(shù)分別“0忽略和非零值演示結(jié)果并用公式復(fù)制演示所有的排序結(jié)果下面請同學(xué)們根據(jù)剛才分析和解決問題的方法試著完成任務(wù)導(dǎo)學(xué)單上的第二個(gè)任務(wù)，用RANK函數(shù)解決總分排名的問題。生（自主完成練習(xí)題）……接下來學(xué)生依照任務(wù)導(dǎo)學(xué)單完成IFROUNDSUMIFCOUNTIF等復(fù)雜函數(shù)的學(xué)習(xí)?！景咐治觥勘景咐ㄟ^對RANK等復(fù)雜函數(shù)的學(xué)習(xí)，主要體現(xiàn)了教師是如何運(yùn)用計(jì)算思維讓學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題的方法本節(jié)課起始部分回顧前一節(jié)所學(xué)的簡單函數(shù)通過抽象的方法揭示了函數(shù)的本質(zhì)也就是計(jì)算的本質(zhì)計(jì)算是映射或基于規(guī)則的符號的變換過程即從一個(gè)已知的符號串開始按照一定的規(guī)則，一步一步地改變符號串經(jīng)過有限的步驟最后得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號串。其次以應(yīng)用RANK函數(shù)分析與解決學(xué)生身高排序問題為例引導(dǎo)學(xué)生思考，是否可以把問題公式化“＝函數(shù)（參數(shù)以便借助計(jì)算機(jī)的力量來解決它們是否可以通過收集分析數(shù)據(jù)來理解問題是否能夠把一個(gè)較為復(fù)雜的難題拆解分成多個(gè)小問題比如如何設(shè)置第一個(gè)參數(shù)來確定要比較的對象如何設(shè)置第二個(gè)參數(shù)確定要比較的范圍如何設(shè)置第三個(gè)參數(shù)確定要排序的方向這樣做目的不僅僅是為了解決單個(gè)問題而是能夠去除細(xì)節(jié)概括抽象尋找模式利用計(jì)算思維的分層思想讓學(xué)生學(xué)會把一個(gè)難的問題或一個(gè)復(fù)雜的問題可以分解成若干個(gè)簡單的問題分而治之通過分層可以很好地隱藏掉很多技術(shù)的細(xì)節(jié)讓學(xué)生可以關(guān)注問題本身可以很容易將學(xué)生的創(chuàng)意通過計(jì)算機(jī)的自動化來實(shí)現(xiàn)，從而解決問題，最后學(xué)生掌握了制定解決問題的步驟后通過相類似的總分排名問題的解決進(jìn)一步讓學(xué)生學(xué)會建立算法模型對解法進(jìn)行測驗(yàn)和測試在自主學(xué)習(xí)IF、ROUNDSUMIFCOUNTIF等函數(shù)的過程中當(dāng)學(xué)生遇到一個(gè)個(gè)實(shí)際問題時(shí)學(xué)生就會利用應(yīng)用RANK函數(shù)解決排序問題的計(jì)算思維去進(jìn)行推理和分析，學(xué)會如何正確選擇工具如何形成自動化的解決方案如何選擇最優(yōu)解以及形成通用的解決方案，從而能夠找到更有效、高效解決實(shí)際問題的途徑。總之，未來社會的生存，人們除了會用工具之外，還需要思維方式的變革，不管是不是學(xué)計(jì)算機(jī)的學(xué)任何一門學(xué)科的計(jì)算思維都是一種基本的能力無論