STEM教育实践计算机思维的六个关键步骤

计算机思维究竟是什么?Google告诉我们是一种解决问题的流程化思维,包含了四个关键要素,即分解问题、模式识别、概念抽象和算法设计。这四个关键要素给我们指明了方向,但究竟如何实施呢?我们用一个日常生活中经常遇到的问题来谈谈计算机思维的实现步骤。现在有这样一个现实问题:小明(如您是小明,请给我电话)是个名牌大学的大三学生,即将毕业找工作。他想到充满希望和繁荣的江苏沿江城市工作,因为听说这个地方将会成为未来中国最大、最繁荣的城市圈。现在放暑假了,小明想利用这段空闲的时间去实地考察一下,看看实际的状况,然后决定到哪个城市去工作。如果您是小明,该怎么做才好呢?下面我将按照计算机思维的方式来解答这个问题。    准确阐述问题要实地查看,您得要看看您都有些什么?有什么限制条件?例如,您的预算是多少,您有多少时间可以花在这个事情上,中间有没有朋友或者意向的公司想去拜访,江苏沿江城市有哪几个……您得要把自己的问题都想清楚了,阐述出来,您才能有效地进行下一步的工作。好,您思考这些问题后,您终于把问题阐述出来了:我有块,想在四天的时间内去实地考察一下南京、苏州、常州、镇江、无锡、扬州、泰州、南通这八个城市。好,第一步算完成了。组织和分析数据下一步就是根据逻辑来组织和分析数据了。块需要花在交通、住宿、吃饭上,四天要去八个城市。好像预算还算比较充足,但时间好像紧了点。住宿需要三个晚上,我不讲究,每天块应该够了,三天算块吧。吃饭嘛,丰俭由人,四天最多12顿,价格范围可以从块(吃快餐、面包等)到0块(顿顿吃点好的),按照块的中位数吧,那么住宿和吃饭总共要花块,还有块可用于交通。交通费用很充裕啊。选择无非是自驾或者做公共交通工具。而公共交通工具在沿江8市挺方便的,高铁、出租车、滴滴等应有尽有,可是时间紧,半天一个城市,不知道公共交通是不是太赶啊?如果自驾是不是太累了?还是公共交通和自驾交错进行呢?这需要进一步获取各个城市之间的距离、方位等信息了。发现这些城市距离其实都不远,城市之间无论是自驾还是公共交通工具都挺方便,但如果想要在比较短的时间内看到尽可能多的城市样貌的话,当然是自驾比较好了。然后,去租车公司看看报价,连保险块一天,不限里程,ohyeah!四天租车费用才块,加上过路费和油费,公里左右的路程,块也应该够了。完全可以承受。多余的钱干啥?哼,不告诉你们。直观表示数据经过上面一步,差不多把出行所需要的数据都拿到了,从数据分析来看,自驾更符合自己的实际情况。吃饭住宿没有多大问题。关键要解决的就是要让自驾的里程最少,这样,自己可以轻松些,还能省油省钱省路费。上面的那种毛估估的方法可不行了,得要找到最好的方案。好吧,把地图再次拿出来,把目的地标注出来,这样可以直观地看到各个城市之间相对的距离、位置啦。采用算法思维然后我们开始观察地图,首先是从哪个城市开始这个旅程可以尽可能少走回头路呢?其次,按照什么顺序来考察可以让自驾距离最短呢?再次,晚上住宿在哪里呢?这实际上有很多可能,我列举几例:从南京出发,途径镇江、常州、无锡、苏州、南通、泰州、扬州,在扬州还车,然后在扬州做火车或者飞机离开;从南京出发,途径镇江、常州、无锡、苏州、南通、泰州、扬州,回到南京还车,然后离开南京;从苏州出发,过南通大桥去南通,然后到泰州、过江阴大桥到无锡,再到常州、镇江,过润扬大桥去扬州、再从扬州去南京,南京还车,结束行程;从南通出发,去苏州、无锡、常州、泰州、扬州、镇江,最后到南京……比较选择优解有了一些可能的步骤后,下一步就是识别、分析和实施可能的解决方案,以获得最高效和最有用的步骤和资源组合。再进行分析和用地图工具来测量:我们不能从中间选城市,因为那会导致很多回头路;由于各个城市之间距离短,分布在长江两侧,且过江通道有多个,所以,走大环线的话距离也比较远。所以,比较好的线路是从某一处于头部或尾部的城市开始旅程,然后以长江为轴,两边穿梭交叉前进。所以,可能比较好的路线是从南京出发,过镇江,经润扬大桥到扬州,再到泰州,从泰州大桥至常州,然后是无锡、苏州,经南通大桥往南通……反过来从南通出发也是差不多的。抽象扩展推广最后是总结和抽象这个问题解决流程,并把它应用到更广范围的不同问题上。例如,就出行来讲,关键要素有三个:预算、时间、目的地,这三个要素可以把要解决的问题给描述清楚了。然后开始收集信息、把信息直观地表示出来,进行估算、路线规划等,最后是找出几个可行的方案,再在其中选出最适合自己的方案。如果要把解决方法扩展到更大的适用范围,就要进行进一步抽象,计算机思维实际上就是解决各类现实问题的高度抽象的产物,您按照它的步骤一步一步地去分析和选择,你可以解决大多数问题。本号精选文章:计算机思维的四个核心要素STEM教育|孩子学习电脑是用Windows还是Linux系统?美国为何把STEM教育提高到国家安全的战略高度?四大STEM教育编程工具——让孩子赢在未来STEM教育的这四个问题,您有什么想法?担心技术让您失业吗?解码三种不可替代的工作,让您未雨绸缪STEM教育需要向这三大技术趋势靠拢谨记:这些影响了我们一辈子的事,不要让它们再次影响孩子


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