1. 研究目的与意义
计算是现代社会必备的素养,计算具备其独有的思维和行为习惯。
计算通过程序设计实现。
因此,程序设计中最直接地体现了计算思维。
2. 课题关键问题和重难点
通过游戏的方式解析其中的计算思维方法及其具体运用,在此过程中要运用算法思想。计算思维的核心思想是算法问题,即对某个问题进行算法设计来进行问题求解。在此次课题中涉及的具体算法包括:对不同数据类型进行拟物化设计;对常量和变量进行拟物化设计;对堆叠、关联和绑定三种操作进行拟物化设计;要理解这些算法的精髓,然后用程序设计语言来表现。游戏任务是整个游戏的核心模块。课题难点是如何确定游戏的主题以及闯关任务的设置。在做小游戏的过程中,要如何将三个不同的算法实例化,将它们融入到游戏中,进而完成整个程序设计,这些都是本次课题的难点。
3. 国内外研究现状(文献综述)
计算机思维的产生已经有很久的历史,它在无形当中给人类的某些行为许多启示。在当今这个高科技发展的社会,计算机游戏也已经得到普及。为了更好地培养学生的计算思维,我们应当把游戏与学习结合起来。计算通过程序设计实现,因此,程序设计中最直接地体现了计算思维。本文主要从计算思维的研究历程以及通过游戏来培养计算思维来分析相关国内外专家的研究成果。
1.计算机思维相关的研究
2006年周以真教授首次提出了计算思维的概念:计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。文章中她认为计算机思维应当是都具备的思维能力,因为计算思维渗入到我们每个人的生活之中。在生活中我们遇到事情要处理,问题处理及解决的过程就是计算思维的体现。她告诉我们计算思维就是把一个看来困难的问题重新阐述成一个我们知道怎样解决的问题,如通过约简、嵌入、转化和仿真的方法。2009年陈杰华对于计算思维的形成提出两个训练途径:(1)以上机实验为重点的计算思维训练;(2)通过算法多样化训练计算思维。从而达到程序设计课程的终极目标。通过此中训练途径会让学生体会到计算思维是一个问题求解的过程。在本篇文章中强调了算法对计算思维培养的重要性,学生要学习对问题求解的思路与方法,理解怎样使用计算机编程的方式来实现算法。通过这种方式最终让学生形成计算思维。
4. 研究方案
本次课题是计算思维小游戏---数据组织基础,首先根据课题确定游戏的主题,然后根据主题设置游戏闯关的任务以及难度级别。在游戏设计方法中用到三个算法:堆叠、关联、引用。堆叠是变量组成的数组;关联用指针实现;引用就是一个变量取另一个名字。将这三个方法同时运用到游戏设计过程中进行代码的编写,实现游戏的功能。
5. 工作计划
1-2周首先理解课题,理解毕业设计任务书,明确针对课题自己要完成什么样的设计,熟悉相关技术
3-4周完成外文翻译、开题报告
5-8周进行设计与实现
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