呢?学生很容易联想到已学过的红外避障传感器,只要机器人装上红外避障传感器,它就能像人一样感知周围的环境。人需要双手配合才能走出迷宫,相应地,机器人至少也需要两个红外避障传感器来寻找迷宫出口。
人在黑暗中走迷宫与机器人走迷宫的异同如表2所示。
任何事物都有相似性,模式识别教会了学生寻找到事物之间的共同特点,并利用这些规律去解决问题。
所谓“模式归纳”,即探寻形成这些模式背后的一般规律,寻找一类问题的一般方法,开发可用于解决许多类似问题的解决方案。模式归纳也称为抽象化。这是计算思维的基础。
这时,教师会分发迷宫图与小机器人给各小组,各小组试着寻找方法引领机器人走出迷宫,学生通过小组间的讨论、分析发现,机器人走迷宫的策略跟人很相似,走出迷宫的方法可以有两种,即靠左墙走或靠右墙走,也就是走迷宫的左手定则与右手定则。在探究过程中,分解出来的三种机器人走迷宫状况该分别采取什么行动,学生也有了初步的答案。层层递进的任务,引导学生学会思考,学会分析问题,在不知不觉中培养了他们的计算思维能力。
抽象化是将重要的信息提炼出来、去除次要信息的能力,学生掌握了抽象化的能力,就可以将一个解决方案应用于其他事物中,触类旁通,制订出解决方案的总体思路。
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当我们遇到复杂的问题时,可以将问题分解成较小的部分,然后按照合适的顺序组合起来解决问题。程序的灵魂是算法,流程图是一种很好的算法表示方法,它的特点是结构清晰、直观,可以让学生对程序的运行过程及逻辑关系有更透彻的了解,笔者带领学生根据前两步的分解,概括、画出机器人走迷宫的流程图(如图2)。同时,使用流程图可以辅助学生学习程序设计,将复杂的问题直观化,帮助学生加深对程序设计的理解,提高课堂学习效率。
有了流程图,编程就变得容易多了,接下来,学生需要反复测试来修改程序(如上页图3)。在程序设计过程中,学生通过编程、仿真,不断发现问题、分析问题,然后修改程序,再仿真,如此往复,最终解决问题完成任务。学生主动探索,快乐学习,这也会使他们在不断尝试中获得成功的体验。本节课学生跟随教师进行玩游戏、做任务、小组探究等环节,95的学生都完成了教学目标,让机器人顺利走出了迷宫。另外,在课堂中开展小组间比赛,如看看哪组机器人走出迷宫的时间最快,寻找机器人走出迷宫的最优策略等。有不少学生发现,如果机器人沿着墙的右边走,也就是用右手定则可以更快r