許多人總是喜歡將計算思維與機器人編程混為一談,覺(jué)得計算思維就是機器人編程的衍生品。其實(shí)不然!它們之間還是存在著(zhù)很大差異的。
計算思維是指運用計算機科學(xué)的基礎概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統設計、以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。
說(shuō)白了就是通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉化和仿真等方法,把一個(gè)看來(lái)困難的問(wèn)題重新闡釋成一個(gè)我們所熟知的問(wèn)題怎樣解決的方法
是一種遞歸思維,是一種并行處理,是一種把代碼譯成數據又能把數據譯成代碼的方法,是一種多維分析推廣的類(lèi)型的檢查方法
是一種采用抽象和分解來(lái)控制龐雜的任務(wù)或進(jìn)行巨大復雜系統設計的方法,是基于關(guān)注分離的方法(SoC方法)
是一種選擇合適的方式去陳述一個(gè)問(wèn)題,或對一個(gè)問(wèn)題的相關(guān)方面建模使其易于處理的思維方法
是按照預防、保護及通過(guò)冗余、容錯、糾錯的方式,并從最壞情況進(jìn)行系統恢復的一種思維方法
是利用啟發(fā)式推理尋求解答,即在不確定情況下的規劃、學(xué)習和調度的思維方法
是利用海量數據來(lái)加快計算,在時(shí)間和空間之間,在處理能力和存儲容量之間進(jìn)行折中的思維方法。
另外,計算思維是概念化不是程序化,計算機科學(xué)也不是計算機編程,像計算機科學(xué)家那樣去思考問(wèn)題意味著(zhù)遠遠不止局限于為計算機編程,還要能夠在抽象的多個(gè)層次上思考。
而機器人編程則是指為使機器人完成某種任務(wù)而設置的動(dòng)作順序描述。機器人運動(dòng)和作業(yè)的指令都是由程序進(jìn)行控制,常見(jiàn)的編程方法有兩種,示教編程方法和離線(xiàn)編程方法。
其中示教編程方法包括示教、編輯和軌跡再現,可以通過(guò)示教盒示教和導引式示教兩種途徑實(shí)現。由于示教方式實(shí)用性強,操作簡(jiǎn)便,因此大部分機器人都采用這種方式。離線(xiàn)編程方法是利用計算機圖形學(xué)成果,借助圖形處理工具建立幾何模型,通過(guò)一些規劃算法來(lái)獲取作業(yè)規劃軌跡。與示教編程不同,離線(xiàn)編程不與機器人發(fā)生關(guān)系,在編程過(guò)程中機器人可以照常工作。工業(yè)上離線(xiàn)工具只作為一種輔助手段,未得到廣泛的應用。
隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)+、大數據、信息技術(shù)、人工智能普及的新時(shí)代的到來(lái),計算思維也越來(lái)越受到了學(xué)校、老師、同學(xué)和家長(cháng)們的廣泛關(guān)注與高度重視。而教育部更是落地有聲地召開(kāi)了新聞發(fā)布會(huì )并鄭重宣布:計算思維已被列入了高中新課標。具體內容如下:
2018年1月16日,教育部召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì ),介紹了《普通高中課程方案和語(yǔ)文等學(xué)科課程標準(2017 年版)》相關(guān)情況并答記者問(wèn)。
教育部負責人在答記者問(wèn)中表示“2003年印發(fā)的普通高中課程方案和課程標準實(shí)驗稿,指導了十余年的高中課程改革實(shí)踐,在全面推進(jìn)素質(zhì)教育中發(fā)揮了重要作用,但是,面對社會(huì )經(jīng)濟、科技文化發(fā)生的巨大變化,對人才培養提出的更高要求,還有一些不相適應和亟待改進(jìn)之處,需要進(jìn)行修訂完善?!?同時(shí)他表示:“新課標確了普通高中教育的定位。針對長(cháng)期以來(lái)存在的片面追求升學(xué)率的傾向,強調普通高中教育是在義務(wù)教育基礎上進(jìn)一步提高國民素質(zhì)、面向大眾的基礎教育,不只是為升大學(xué)做準備,還要為學(xué)生適應社會(huì )生活和職業(yè)發(fā)展做準備,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎?!?/span>
因此,為適應互聯(lián)網(wǎng)+、大數據、信息技術(shù)、人工智能普及的新時(shí)代,“計算思維”與信息意識、數字化學(xué)習與創(chuàng )新、信息社會(huì )責任共同作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養列入新課標中?!靶抡n標”中強調:“具備計算思維的學(xué)生,在信息活動(dòng)中能夠采用計算機可以處理的方式界定問(wèn)題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據;通過(guò)判斷、分析與綜合各種信息資源,運用合理的算法形成解決問(wèn)題的方案;總結利用計算機解決問(wèn)題的過(guò)程與方案,并遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題解決中”。 同時(shí),此次頒布的“新課標”中“強調創(chuàng )新精神、實(shí)踐能力的培養,在信息技術(shù)、通用技術(shù)、數學(xué)等課標中要求學(xué)生學(xué)習了解物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據處理等內容”。
相比指導我國教育教學(xué)十多年的 2003 版課標,在此次 “新課標”中的信息技術(shù)必修課程中減少了對于基本操作軟件使用的要求,增加了計算思維、算法方面的思維要求與人工智能、數據結構、網(wǎng)絡(luò )空間安全等知識模塊。
此外,“新課標”還強調了學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的評測。有很多教育專(zhuān)家指出,如果不重視測評,計算思維很難與其他課程相融合,真正進(jìn)入教育。也正因如此,我們需要規范一系列的可靠的數據常模及科學(xué)的測評方法,以使得教師能夠了解并測試學(xué)生學(xué)習狀況。
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