一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统及方法，系统包括数据结构定义模块、算法流程图设计模块和思维能力评估模块；数据结构定义模块用于以结构体的方式自定义复合数据类型；算法流程图设计模块用于绘制并组织算法流程图，同时记录绘制过程中对流程图元素进行操作的类型、发生时间和屏幕坐标；思维能力评估模块基于算法流程图的质量和组织结构以及流程图绘制过程记录进行思维能力量化评估。本发明专利技术通过对常规流程图属性和设计规范的改进实现了对计算思维中“关注点分离”、“模式抽象”和“自动化运算”三类核心能力要素有效表达和量化评估。

A computational thinking training teaching system and method based on algorithm flow chart

The invention discloses a computational thinking training teaching system and method based on the flow chart of the algorithm, including system module evaluation algorithm flow chart design module and data structure definition module, thinking ability; the definition of the data structure to the structure of the module is used to customize the way composite data types; algorithm flow chart design module for drawing and organization chart the algorithm, while recording the occurrence time and screen coordinate type, operation flow chart drawing elements in the process; quality and structure flow chart of the algorithm and flow chart drawing process records thinking ability assessment based on quantitative evaluation module thinking ability. The present invention realizes the effective expression and quantitative evaluation of three core competence elements, namely, separation of concerns, mode abstraction, and automatic computation, by improving the conventional flowchart attributes and design specifications.

【技术实现步骤摘要】
一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统及方法
本专利技术属于计算思维教学
，具体涉及一种通过绘制算法流程图来进行算法思维训练的教学系统及方法。
技术介绍
在当前信息时代，计算思维被认为是与阅读、写作和算术同等地位的一项基础能力，而学习计算机算法设计是开展计算思维训练的有效途径。在训练过程中利用流程图等图形化模型表达算法往往更易于规避编程语言复杂语法的干扰，专注于思维表达，因而得到了广泛应用。但由于思维过程的抽象性和隐藏性，准确进行思维水平评估成为教学过程的主要技术瓶颈，目前还缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术通过对算法流程图的属性和画法规范进行改进，并在此基础上引入三类量化评估指标，提出了一种通过绘制算法流程图来进行算法思维训练的教学系统及方法，实现了对计算思维中“关注点分离”、“模式抽象”和“自动化运算”三类核心能力要素的有效训练方案。本专利技术的系统所采用的技术方案是：一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统，其特征在于：包括数据结构定义模块、算法流程图设计模块和思维能力评估模块；所述数据结构定义模块用于以结构体的方式自定义复合数据类型；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统，其特征在于：包括数据结构定义模块、算法流程图设计模块和思维能力评估模块；所述数据结构定义模块用于以结构体的方式自定义复合数据类型；所述算法流程图设计模块用于绘制并组织算法流程图，同时记录绘制过程中对流程图元素进行操作的类型、发生时间和屏幕坐标；所述思维能力评估模块基于算法流程图的质量和组织结构以及流程图绘制过程记录进行思维能力量化评估。

【技术特征摘要】
1.一种基于算法流程图的计算思维训练教学系统，其特征在于：包括数据结构定义模块、算法流程图设计模块和思维能力评估模块；所述数据结构定义模块用于以结构体的方式自定义复合数据类型；所述算法流程图设计模块用于绘制并组织算法流程图，同时记录绘制过程中对流程图元素进行操作的类型、发生时间和屏幕坐标；所述思维能力评估模块基于算法流程图的质量和组织结构以及流程图绘制过程记录进行思维能力量化评估。2.根据权利要求1所述的基于算法流程图的计算思维训练教学系统，其特征在于：所述计算思维训练教学系统，使用者绘制的所有算法流程图均为训练数据，以流程图库的形式存储训练结果，流程图之间通过调用关系相关联，算法可由多个流程图组合而成，非递归算法表现为树状结构的流程图组合，递归算法表现为环状结构的流程图组合。3.一种基于算法流程图的计算思维训练教学方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：加载预定义基本数据类型；步骤2：使用者自定义复合数据类型；复合数据类型是由基本数据类型和/或复合数据类型为元素组合形成的新类型；预定义的基本数据类型和自定义的复合数据类型合并形成使用者在算法设计中使用的全部数据类型，称为“数据定义域”；步骤3：绘制并组织算法流程图，同时记录绘制过程中对流程图元素进行操作的类型、发生时间和屏幕坐标；步骤4：基于算法流程图的质量和组织结构以及流程图绘制过程记录进行思维能力量化评估。4.根据权利要求3所述的基于算法流程图的计算思维训练教学方法，其特征在于：步骤1中，预定义基本数据类型包括数值型number、符号型symbol；所有由数字形式表达的数据都是number型，所有由单个符号形式表达的数据都是symbol型。5.根据权利要求3所述的基于算法流程图的计算思维训练教学方法，其特征在于：步骤3中所述绘制并组织算法流程图，流程图由框图和框图之间带箭头的连线所构成，并且每个框图都具有“数据变换类型”的属性，需要设置为“数据引入”、“数据产出”和“数据运算”三者之一；所述“数据运算”包括“复合运算”和“基本运算”两个小类；每个框图与一个确定的数据变换类型相对应；“数据引入”类框图具有一个InputData属性，表示将外部数据引入到流程图过程中，一个流程图有且只有一个“数据引入”框图，它的InputData属性表示了流程所需的初始数据，也定义了流程调用时的输入参数接口；“数据产出”类框图具有一个OutputData属性，表示向外界提供了新的数据，流程图的“结束”框图是一种特殊的“数据产出”类框图，它的Output属性表示了整个流程的输出数据，而其他流程内部“数据产出”类框图的Output属性所产生的数据仅在流程内部有效；“数据运算”类框图具有InputData、OutputData和Computat...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓盼，马晓燕，袁江棋，时磊，叶开，刘耀午，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42