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《计算思维》教学设计
作为一名专为他人授业解惑的人民教师，就难以避免地要准备教学设计，借助教学设计可以更大幅度地提高学生各方面的能力，从而使学生获得良好的发展。我们应该怎么写教学设计呢？以下是小编为大家收集的《计算思维》教学设计，仅供参考，希望能够帮助到大家。
《计算思维》教学设计1
一、课程名称
《计算思维》三个学科形态
二、课程参考教材
陈国良.计算思维导论.高等教育出版社.20xx
三、教学目标
1．理解“学生选课”例子的E-R模型和关系模型，掌握简单数据库系统的建模方法，实现客观世界到信息世界的抽象。
2．掌握将模型与系统设计进行实现的方法，能够构建简单的关系数据库系统。
3．了解抽象、理论和设计3个学科形态内容划分的背景和意义。
四、重要概念
抽象、理论和设计三个学科形态的划分，使原来的大量概念变得有序，从而大大降低了计算学科认知的复杂性。
五、教学重点、难点
教学重点：E-R图的简单绘制，计算学科的三个学科形态（抽象，理论和设计）的区别。
教学难点：计算学科的三个学科形态（抽象，理论和设计）的区别。
六、教学过程
第一步回顾计算思维的定义和本质
同学们还记不记得计算思维的定义，这是华裔美籍的计算思维研究学者周以真教授给出的定义，简单地说，计算思维就是围绕计算机科学的一系列思维活动。计算思维又叫构造性思维，以设计与构造为特征。它的本质是抽象和自动化。
第二步讲授新的课程内容
1.介绍新的课程内容主要提纲。
计算学科中的三个学科形态，首先我们要知道它指的是什么，指的是抽象形态、理论形态和设计形态。它反映了人们从感性认识到理性认识，再由理性认识回到实践的认识过程。我们将从这三个方面进一步学习三个学科形态。
2.引入“学生选课”的例子。
这里给大家引一个“学生选课”的例子，它给出了学生和课程两个实体，也给出了它们的联系，要求我们建立一个信息管理系统，实现对学生选课这一信息的管理。其实，在我们刚进入大学，每个同学都会遇到选课这件事情，大家都知道选课是在网上进行的，很方便很快捷。那么大家是否知道选课这件事是如何从现实世界转移到信息世界，给我们带来方便的呢。这这个过程就跟我们的三个学科形态相关了，怎么相关呢，其实就是现实世界客观对象抽象的过程。对学生选课例子的感性认识——抽象形态，对学生选课例子的理性认识——理论形态，对学生选课例子的工程设计——设计形态。
3.介绍抽象形态。
我们人看到的是现实世界，通过人脑认识抽象；就得到概念模型，也就是信息世界；将这个概念模型用计算机能识别的语言进行描述，就得到了数据模型，也就是机器世界。这就是一个现实世界中客观对象抽象过程。
结合“学生选课”的例子，我们人首先看到并获取的信息就是学生和课程，它们之间的关系是一个学生可以选修若干门课程,每门课程可以被任一学生所选修。我们第一眼看到并获取的信息实际就是感性认识，将学生、课程以及它们之间的联系对应起来，实际上就是将客观世界抽象为信息世界。
概念模型的定义是：是客观世界到信息世界的.抽象，用于信息世界的建模。其中的主要概念有，实体、属性、码、域、联系等，概念模型最典型的就是数据库领域的ER模型。ER模型是一种用实体和实体之间的联系来描述客观世界并建立概念模型的抽象方法。ER图是对ER模型的表述，它有一定的规则，实体：用矩形表示，属性：用椭圆形表示，联系：用菱形表示，实体之间的联系：用数字标注在图上。
小结：抽象源于实验科学。按客观现象的研究过程，抽象形态包括以下4个步骤：
（1）形成假设；
（2）建造模型并作出预测；
（3）设计实验并收集数据；
（4）对结果进行分析。通过建立E-R模型和概念模型，实现了对“学生选课”问题的抽象（感性认识）。
4.介绍理论形态。
完成了对客观世界的感性认识，就应该上升到理论认识。概念模型(E-R图)不是机器世界所支持的数据模型，仅仅是客观世界到机器世界的一个中间层次。概念模型还需要转换成机器世界能支持的数据模型。在数据库领域中，数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型主要有：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。我们这里主要介绍关系模型。关系模型：基于关系理论，体现为二维表结构的数据模型每个关系对应于一张二维表。
结合“学生选课”的例子，从ER图，我们就会得到三条信息，学生信息，课程信息，学生选课信息。从这三条学生信息，课程信息，学生选课信息，我们就得到数据模型对应的这些二维表。到此就完成了理论形态的认识。
小结：理论形态包括以下4个步骤的内容：
（1）表述研究对象的特征；
（2）假设对象之间的基本性质和可能存在的关系（定理）；
（3）确定这些关系是否为真（证明）；
（4）结论。在数据库理论（理性认识）的基础上，在“学生选课”关系模型的基础上，建立对“学生选课”问题的理性认识，从而为“学生选课”管理系统的设计奠定了基础。
5.介绍设计形态。
我们完成了概念模型和数据模型的建立，就应该根据具体的关系数据库管理系统对该模型进行定义，从而可以由计算机进行处理。这是“学生”数据表的SQL语句。我们再创建课程数据表的SQL语句，学生选课数据表的SQL语句。那么我们就完成了数据库的建立。
接下来，便可以进行数据的输入、修改和查询，从而完成对“学生选课”的管理。一个简单的查询：查询成绩在90分以上的所有学生的学号和姓名。SELECT SNO,SN FROM STUDENT,SC,COURSE WHERE STUDENT.SNO=SC.SNO AND SC.CNO=COURSE.CNO AND GRADE>90;系统运行以上语句后，即可在屏幕上显示所求的结果。
小结：一步一步建立起了一个信息管理系统。设计形态包括以下4个步骤的内容：
（1）需求分析；
（2）建立规格说明；
（3）设计并实现该系统；
（4）对系统进行测试与分析。最后借助某种关系DBMS实现“学生选课”应用软件的编制，而这里我们就用的是SQL server数据库。这里只是实现了一个简单的数据库管理，在实际的工程开发中将是包括用户交互软件的开发。
6.介绍三个学科形态的内在联系。
接下来我们讲三个学科形态的内在联系。抽象源于现实世界。建立对客观事物进行抽象描述的方法，建立具体问题的概念模型，实现对客观世界的感性认识。理论源于数学。建立完整的理论体系，建立具体问题的数学模型，实现对客观世界的理性认识。设计源于工程。在对客观世界的感性认识和理性认识的基础上，完成一个具体的工程任务，对工程设计中所遇到的问题进行总结，由理论知识去解决它。
《计算思维》教学设计2
苏教版《义务教育课程标准实验教科书数学》四年级（上册）第100～101页。
教学目标
1. 在具体的活动中了解计算器的结构和基本功能，能正确地运用计算器进行较大数目的一、两步式题的计算。
2. 能运用计算器探索一些基本的数学规律，解决一些简单的实际问题。初步感受应根据计算的需要灵活确定不同的计算方式。
教学过程
一、 谈话导入
谈话：在电视里，我们经常会看到一种游戏，叫“魅力联想”，看过吗？想不想玩这个游戏？（依次展示下列各项，得出答案是“算盘”）
提问：还想玩吗？（把“提示三”中的内容改为“诞生于上世纪”，把“提示四”的内容改为“很轻，可握在手中”，得出答案为“计算器”）
揭题：本节课，我们就来学习“用计算器计算”。
谈话：了解计算器吗？你在哪儿看到过计算器？把你知道的与同桌交流。
投影出示计算器模型，引导学生说出计算器上主要键的名称及功能。
提问：你还知道哪些关于计算器的信息？
二、 初试本领
谈话：会使用计算器吗？我们先来“初试本领”。注意，看谁算得又对又快。准备好身边的学习用品，开始！
投影出示：
计算下列各题：
① 1 256 - 768 = ② 477 × 167 =
③ 32 ÷ 4 = ④ 36 × 99 ≈
交流计算结果。
小结：为什么有的同学计算得这么快呢？能把你的经验与大家一起分享吗？（交流并得出：在计算时，能口算或要求估算时，不需要使用计算器）
三、 再显身手
谈话：看来，大家对计算器的使用真的比较熟练。想不想“再显身手”？请看这组题：
① 438 × 15 - 1 274 ② 2 940 ÷ 28 + 763
③ 40 000 - 165 × 182 ④ 25 120 ÷ （449 - 289）
提问：这四道题与上面四道题相比，有什么不一样？会做吗？请试一试。
学生独立用计算器计算。
交流计算结果（学生的答案可能出现不一致的情况）。
引导：你有没有感觉到这四道题的计算过程不一样？（第③、④题要先算后一步，而①、②两题只要按顺序计算就行了）
讨论：用计算器计算③、④两题，该怎么操作呢？我们以第③题为例，谁来介绍介绍你是怎样算的？（突出记住中间数、使用MR键、倒减等方法）
四、 欣赏史料
谈话：同学们学习得非常投入，我们一起来欣赏一则短片，好吗？
短片配音：
你知道吗
在人类计算工具发展的历史上，人们一直就没有停下自己追求的脚步。
远在商代，我们的祖先就创造了十进制计数法，领先于世界千余年。到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹。算筹是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算时，通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。
到了东汉末年，我国人民又发明了算盘，这也是计算工具发展史上的一次重大的发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，至今仍在人们的生产和生活中发挥着巨大的作用。
1945年，世界上第一台电子计算机诞生于美国，它被人们誉为“人类文明最光辉的成就之一”。
1977年，日本卡西欧公司生产出了第一部微型计算器，这种袖珍型计算器可握在手中，使用方便，适合所有人的使用。
如今，计算机技术正日新月异地向前发展，先进的计算机技术正被许多行业所使用，有的计算机每秒钟可计算1 000万亿次，过去需要几代人才能完成的计算，现在片刻间就能算出结果。
提问：感受到科学前进的脚步了吧？看了上面的短片，你有什么想法？
五、 一展风采
谈话：让我们尽情享受科学带来的快乐吧！请拿起计算器，一展自己的风采！
谈话：请看问题1——有一个没有关紧的水龙头。
① 每天大约滴水16千克，照这样计算，一年（按365天计算）要浪费（ ）千克的水。
② 把这些水装入饮水桶，若每桶装25千克，大约可装（ ）桶。
③ 如果一个家庭每天需要4桶水，这些水可够（ ）个家庭用一天。
学生独立完成后，核对答案。
提问：解决了上面的问题，你有什么想法？
谈话：再来看问题2——有一天，小明在用计算器计算“490 × 16”时，发现计算器的键“4”坏了，聪明的小明灵机一动，很快还是用这个计算器把正确的结果算出来了，你知道他是怎样算的吗？
学生独立思考，完成练习。
组织交流，并选择其中一种方法用计算器验证。
六、 挑战极限
谈话：同学们的表现很出色，真的让老师领略了大家的风采，想挑战计算器的极限吗？
计算：111 111 111 × 111 111 111。
学生尝试计算。（发现计算结果前面多了一个“E”字，且不同的计算器显示的结果不一样）
提问：有问题吗？有什么问题？（计算器的数位不够了）
追问：谁能帮大家解决这个问题？
谈话：我们来向书本请教，先完成课本第101页“想想做做”的第4题，做了这道题，相信你一定能找到答案。
引导学生渐次观察，直至发现其中的规律。
小结：做了这道题，你有什么想说的吗？（计算器并不能帮助我们解决所有的计算问题，解决问题更多的要依靠人的智慧）
播放短片：“珠心算”比赛现场录像片断。
谈话：这个片断是20xx年全国珠心算现场会上，二年级小朋友表演的镜头。珠心算，就是在头脑里面打算盘，看到这个镜头，你又想说什么？（突出：先进的工具也有它的局限性，有时看起来比较传统的计算方式，也能显示出它的奇妙之处）
总结：看来，无论是学习还是生活，工具都不是最重要的，重要的是人，培根说过：“人的智慧才是天下最伟大的力量！”（投影出示）
总说明
一、 关于教材
“用计算器计算”一课的教材，与新课程所倡导的教学理念非常合拍，给教师的教学定位、教学创新提供了很好的'条件。具体说有如下几个特点：一是遵循知识建构的规律，不同层次的学生都能从这里找到学习的起点，拾级而上；二是内容鲜活，与生活实际结合得很紧；三是数学味很浓，习题中编排了许多体现数学本质的内容，比如“找规律”、“认识有趣的数142857”等；四是定位巧妙，围绕普通型计算器展开，为教学留有更为广阔的加工和改造的空间。教学时，我以学生的发展为宗旨，充分把握教材所带来的便利，并对教材巧妙加以整合。
二、 关于计算器功能键的教学
计算器功能键的教学，是本课的教学重点之一。但教到什么程度？用什么方法展开？确实值得思量。我认为，教学中不应该花太多的时间对它的各种功能键的作用及使用方法逐一介绍，而应该抓住生活中经常使用、对学生建构科学素养起核心意义的内容进行教学。因此，我凸显了计算器中“记忆键MR”、“清除键AC”等键的使用，而计算器其他键的作用及有关信息，则在师生交流的过程中，随机地动态解决。又因为各种键的使用不需要太多的智力参与，也没有多少探究的价值，故而，我将这些教学内容通过谈话的形式，在学生认识的空白处描摹，由学生或由老师直接介绍。
三、 关于教学目标的定位
“知识经济时代，人不能沦为工具的奴隶”已成为人类的共识。计算器教学只是一个载体，它应该承载着益智、辅德和育美的功能。本课中，我安排了“魅力联想”“初试本领”“再显身手”“一展风采”和“挑战极限”等几个教学环节，每个环节都在全力彰显上述理念。“魅力联想”目的是引出课题，盘活课堂、预留悬念；“初试本领”是尝试用计算器进行基本计算，掌握使用计算器的方法，初步体会应根据计算的需要灵活选择不同的计算方式；“再显身手”是本节课知识层面的教学，解决用计算器进行混合运算的方法，旨在完善学生的认知结构；“一展风采”以生活问题为依托，在解决实际问题的过程中，强化计算器的使用，沟通知识间的内在联系，形成一定的数学意识；“挑战极限”力求让学生在认知不平衡的矛盾状态中，引发数学思考，提升数学素养，通过自己的探索达成新的认知平衡。
四、 关于算盘的介入
课的开始，我引出了算盘，课末又以算盘收尾，主要出发点是让学生在问题情境中感悟数学文化的广袤与久远，感受“人”和“工具”这一对矛盾在人类文明进程中的作用，初步受到辩证思想的教育和熏陶。
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