谈用可视化编程做数据模拟类课型的尝试

管海蓉

在小学阶段，学生通过可视化编程软件的学习，来进行算法学习，尝试通过程序和算法解决问题。本课一方面希望尝试使用可视化编程建立数学模型进行数据计算和模拟，帮助人们做推理和决策，以探索可视化编程的其他教学方向;另一方面希望在这个过程中，帮助学生习得借助程序设计工具解决生活问题的一般方法。其设计思路有以下特点。

借助可视化编程做模拟类课型的目标

对于中高年级的学生来说，已经具备使用可视化编程软件解决问题的实际能力，但是他们并不了解计算机语言能解决的问题有很多，也不具备系统分析问题和解决问题的能力。因此，本课在学习使用计算机语言进行数据模拟的基础上，注重培养学生将现实问题抽象为数学和计算机科学能够解决的问题的能力，帮助学生理解问题解决的思路，形成解决问题的一般方法。教师基于学生的原有认知和已具备的能力，设计时下热门话题的相关活动，通过建模研究“人群活动范围对新冠疫情传播的影响”，激发学生对计算机语言学习和应用的兴趣。学生在数据模拟的过程中，自主尝试并且归纳出计算机语言解决问题的一般方法。

数据模拟过程中解决问题能力的提升

在授课过程中，教师设计了四个任务，以解决问题的一般方法贯穿全课，通过一次次引导学生分析问题，最终让学生能独立分析问题求解。遇到一个问题要使用可视化编程语言解决，首先要分析问题中涉及的角色，包括角色的各种造型和角色的初始状态，注重培养学生使用算法分析问题求解时，设置初始状态的良好习惯。其次将要解决的大问题分解成一个个小问题解决。再次是依次分解两个小问题，逐一突破求解。在每一个小问题的分解和用可视化编程解决的过程中，学生还会遇到很多问题，如随机函数的范围设置不精确、控制角色执行脚本的启动指令选择不合适、条件判断时选择的侦测条件不完美、变量的应用缺乏逻辑性等。在课堂上根据学生出现的问题，以提问的形式引导学生分析问题，最终找到最佳的解决方案，培养学生严谨、规整、有序的逻辑思维。

数据模拟过程中计算思维能力的养成

本课在引导学生解决问题的过程中，帮助学生了解解决问题的一般方法，其过程中的思考更是有助于提升计算思维能力。学生从生活中发现问题，站在计算机自动执行的角度，建立“人群活动范围对新冠疫情传播的影响”模型，分解处理问题的过程，并用可视化编程语言实现模拟效果。学生在分解问题的过程中，将一個复杂的问题转化成若干子问题并将其进一步简化，直至分解成计算机可直接解决的问题，从而掌握解决问题的一般方法，形成问题解决的思路，在实践中提高了自身的思维和解决问题的能力。在整个项目活动中，学生不断发现问题，分析和解决问题，逐渐具备问题求解的思维，能将解决问题的方案用“程序化”表达，形成了解决此类问题的一般策略。