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计算思维的灵活性

导读 计算思维(CT)是学生利用计算机科学思想解决各种难题的一套技能。这些技能包括:算法思维:使用明确定义的一系列步骤来实现期望的结果分解:

计算思维(CT)是学生利用计算机科学思想解决各种难题的一套技能。这些技能包括:

算法思维:使用明确定义的一系列步骤来实现期望的结果

分解:通过一次集中一件来解决复杂的问题

抽象:用简单的模型表示复杂的系统

模式识别:分析数据并使用趋势为解决方案提供信息

CT可以用来解决远远超出计算机科学的问题,具有社会公正重点的项目为学生提供了一个平台,让学生将这些技能应用到吸引人的,真实的学习机会中。正如悉尼查菲在她关于学校社会公正的TEDx讲座中所说,“真实的学习使学生能够在他们周围的世界中看到并建立联系”,帮助学生理解为什么他们所学的东西至关重要。

以下是通过计算思维镜头教授社会公正主题的三个项目示例。

改革美国刑事司法制度

在这个英语语言艺术部门,七年级学生在阅读沃尔特迪恩迈尔斯的怪物时学习美国刑事司法系统,这是一本关于青少年审判和监禁的小说。在阅读小说的同时,学生们对熟悉的角色蝙蝠侠进行模拟试验,使用流程图来演示犯罪嫌疑人遇到的步骤(算法)。蝙蝠侠是一个有用的被告,因为学生一般都了解他并同意他的行为是非法的,尽管他们不同意他是否应该因这些行为而受到惩罚。

学生团队利用分解的力量打破我们复杂的法律体系,设计自己的司法系统。他们制定了12个主题的政策,包括毒品,强制性最低限度,身体照相机和少年拘留。使用Twine,一个交互式讲故事的平台,团队将他们的法律适用于六个真正的刑事案件。每个案例的结果由该团队以前制定的政策决定,可以在案件结束时进行修订。

学生们逐渐意识到,最初看似明显的决策在应用于不同的现实场景时会产生意想不到的后果。他们离开了这个单位,内部化了我们刑事司法系统重大改革的必要性,以及为什么一些政策变化不像他们最初出现的那样简单。

模拟非洲的争夺战

在这个由Andrew Patterson的课程改编的社会研究模拟中,7 - 9年级的学生代表了欧洲主要殖民化非洲大国的利益。使用具有简化目标集(例如,资源类型,地理区域和气候)的抽象和大陆的网格化地图,学生选择特定方块来声明每一轮。他们声称的土地数量取决于他们国家在那个时代的相对实力和殖民地重点。

在游戏结束时,学生将他们的结果与20世纪初非洲殖民化的真实结果进行比较。尽管模拟的性质过于简单,但地图之间的相关性通常很强。政治和后勤的细微差别已经被抽象出来,帮助学生了解所涉及的高层动机和决策。

在第一次运行期间,学生们毫不犹豫地展示他们的竞争性质。然而,他们的任务是应对其殖民努力的深层影响 - 例如,这些欧洲军队要求非洲土地,绑架劳工奴役和耗尽自然资源的真正意义。在随后的几轮中,球队努力平衡他们的行动背后的道德与他们“赢得”比赛的愿望。

评估交通站点中的种族偏见

在这一系列关于概率和人口抽样的数学课程中,七年级学生计算在交通站点搜索的不同种族的驾驶员的比率。他们将他们的发现与人口普查数据进行比较,以确定数字是代表随机抽样还是显示出种族偏见的证据。

为了确定背景,学生将了解他们在交通停留期间的合法权利以及与警方互动时种族问题的原因。接下来,他们使用来自司法统计局的数据创建树形图,以确定被种族阻止的概率,这与一般人口数据形成对比。使用模式识别,学生解释数据(例如,所有司机中有10%是非洲裔美国人,但所有搜索过的司机中有23%是非洲裔美国人)并形成有关全国交通站点种族偏见的证据支持结论。

最后,学生再次使用当地警方数据的随机抽样来比较他们县的搜索率与他们的国家结果,使问题更加接近家庭。

将社会正义和计算思维带入课堂

与社会正义问题相关的活动可以加强任何课堂的学习,通过CT镜头处理这些主题,学生可以更轻松地跨学科建立联系。以下是一些成功的提示:

通过让自己变得脆弱并确保所有学生都能听到您的声音,在您的课堂中营造尊重,安全的氛围。

当前事件是学生自然联系的宝贵思想来源。

考虑让学生说出对他们最重要的问题。

不要回避有争议的话题,因为这些话题可以带来最丰富的讨论。

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