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【转载】小学生计算机编程课程简介  

2017-06-25 11:20:59|  分类: 摘录 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、关于计算机程序的一些概念:
计算机程序:
 可由计算机执行,以解决特定问题的计算机命令组合。程序由编程产生。在计算机上运行的程序有两类,一类为支撑计算机正常运行的系统程序,提供系统运行和用户界面等,如DOS、linux、unix等;一类为用户需要而设计的应用程序,以解决用户的特定问题,如word、mplayer、各种游戏等。

编程: 为解决特定问题,用某种程序语言编写程序代码的过程。
编程语言:
 随着计算机软硬件发展和用户需求的大量增加,先后出现面向机器的程序设计语言(机器语言、汇编语言)、面向过程的程序设计语言、面向对象的程序设计语言三大种群,机器语言和汇编语言称为低级语言,后两类称为高级语言。目前大量的软件主要采用易于编写和理解,易于移植的面向对象的程序设计语言来编写。虽然程序设计语言根据不同的用途有较大不同,但整体而言,发展趋势是模块化、简明化、形式化、并行化和可视化。

面向过程和面向对象的编程语言:
 面向对象的语言,主要解决的是面向程序语言存在的重用性、扩充性、可靠性、维护性问题。面向对象的程序设计,不光是编程语言,在编程思想上也是不同的。 对于编程语言而言,并不存在面向过程或面向对象的严格区分。但即使过程语言也可以设计成面向对象的程序,实现的难易程度却是不同的。典型的如C是面向过程的,虽然也可以编辑面向对象的程序,但C++则天生容易实现面向对象的设计。

编程语言发明的时间:
 1946年,德国工程师Konrad Zuse,就独立开发了Plankalkul,用于国际象棋的算法。
 1957年,John Backus领导开发FORTRAN——数学公式转换系统(FORmula TRANslating,FORTRAN名字的由来)。
 1959年,COBOL在数据系统和语言大会(Conference on Data System and Languages)上被创建。
 1960年,ALGOL 60 ,第一种结构化语言出现。
 1964年,在达特茅斯大学,John G.Kemeny和Thomas E.Kurtz教授发明了BASIC。
 1969年,瑞士Niklaus Wirth教授设计并创立Pascal。
 1972年,Dennis Ritchie设计了C。 同年,Alain Colmerauer和Phillip Roussel完成了Prolog的第一个实现。
 1975年,美国工程师 Ratliff 开发了一个在个人计算机上运行的交互式的数据库管理系统,这是foxpro的前身。
 1983年,微软和Digital Research共同发布第一个微型计算机的C编译器。同年,第一个C++面世。
 1991年,微软公司推出了Visual Basic 1.0版。
 1995年,Sun Microsystems公司推出的Java程序设计语言和Java平台。美国Borland(宝兰)公司Anders Hejlsberg开发出dephi。
在上面提到的FORTRAN、COBOL、ALGOL、BASIC、PASCAL、C、PROLOG、FOXPRO、C++、VB、JAVA、DEPHI等一些常见的程序语言,在发明后都经历了多次升级改版,互相融合优点,并在特定领域衍生出多个细分品种。

二、几种主要的编程语言:

机器语言:
  二进制指令,是计算机硬件能直接执行的语言,但由于和硬件紧密绑定和二进制代码指令自身难懂的原因,极难编写和移植,仅在计算机发展早期使用。
汇编语言: 用符号来替代二进制指令,其他和机器语言一样晦涩难懂,用于特定场合和用途。
FORTRAN: FORmula TRANslator公式翻译器是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言,广泛应用于科学和工程计算领域。
Basic:  
  是一种设计给初学者使用的程序设计语言,Beginner's All-purpose Symbolic Instruction code。初学者的全方位符式指令代码。QBASIC是其一种,QUICK BASIC,微软提供,使用方便。
C :  一种面向过程的计算机程序设计语言,是C++的一个子集。
C++:  是通用程序设计语言,支持过程化程序设计、面向对象程序设计等多种程序设计风格。
VB:  微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言,目前使用广泛,但只限于windows环境。
VC:  微软的可视化C++开发平台。
PASCAL: 是一种计算机通用的高级程序设计语言,第一款结构化设计语言。
Delphi: 由PASCAL演化而来,可视化编程环境,是一种方便、快捷的Windows应用程序开发工具
FOXPRO:  微软公司推出的数据库管理系统,原名FOXBASE.
.NET平台 微软为开发应用程序创建的跨平台,易于使用,广泛支持网络应用的程序平台,从JAVA和C++移植过来。
C#:  微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。
Python: 是一种面向对象的解释性的计算机程序设计语言,也是一种功能强大而完善的通用型语言,昵称胶水语言。
Java : 
  Sun公司于1995年5月推出的Java程序设计语言,他是一种面向对象的跨平台语言,支持开源,提供大量的支持库和开源项目。使用广泛,尤其在大企业的应用。JAVA主要从C++演化而来。Java又划分为三个平台:j2se,j2ee,j2me,j2se是主要用来支持java底层的应用,比如胖客户端应用,j2ee是java的重点,应用大型互联网系统,j2me用在手机端的java程序。
GCC:  用于linux系统下的编译器,可处理C、C++、 Fortran、Pascal、Objective-C、Java, 以及 Ada与其他语言。
Simple
  Google2009年推出的的程序设计语言,基于BASIC。其开发平台是开源的,主要目的是激励人们去开发基于Android平台下的应用程序。
Go:  谷歌2009发布的第二款开源编程语言,具有c和C++的执行效率,但开发效率更高。

几种脚本语言:对软件进行控制的动态语言,只在调用时解释或编译运行。
 ASP:  是一种服务器端脚本编写环境,运行在IIS,默认语言为VBS。
 JSP:  Sun公司推出的服务器端开发语言,跨平台。
 PHP:  跨平台的服务器端的嵌入式脚本语言。

 VBScript: Visual Basic Script的简称,用于服务器端或浏览器端的动态网页,用于IE浏览器。
 Javascript: 一种由Netscape的LiveScript发展而来的脚本语言,和JAVA完全不同,用于浏览器端,跨平台。


几种不常见但重要的语言:
COBOL:  一种适合于商业及数据处理的类似英语的程序设计语言,用于大型机和银行财务部门。
ADA:  高度可靠的大型语言,Ada语言是美国国防部指定的唯一一种可用于军用系统开发的语言。
Prolog  Programming in Logic,是一种逻辑编程语言,用于人工智能等应用方面。
LISP  
  全名LIStProcessor,即链表处理语言,由约翰·麦卡锡在1960年左右创造的一种基于λ演算的函数式编程语言。lisp在cad绘图软件上的应用非常广泛,普通用户均可以用lisp编写出各种定制的绘图命令。
Smalltalk 一种面向对象的程序设计语言,特点在于把一切因素都看成对象。
Perl  一般被称为“实用报表提取语言”,内部集成了正则表达式的功能,对数据快捷便利的处理是其特点。
AWK  是一种用于处理文本的编程语言工具。


三、适合少年儿童学习的编程语言:
 SCRATCH:8岁-12岁,多媒体、拖放编程,现代编程思想的多方面都得到体现,编程基础训练。
 LOGO:命令编程,图形展示,进一步熟悉命令行环境,编程基础训练。
 basic:命令编程,功能强大,编程基础训练。
 pasacl:严谨的结构性语法,通往专业编程之起点。
 C和C++:绝大多数高级语言的始祖,均提供良好嵌入支持,程序员必修。

四、课程设置:
 SCRATCH课程:(建议10岁之前,但10岁以上的学生必须学至少一个阶段的课程)
  分初级、提高、设计三个课程阶段,每个课程阶段2-4个月,各15课,分别对应上下学期和暑假。在学期中,每周一个课时(1.5小时),暑期每周两个课时(1.5小时*2)。
  初级班内容:计算机软硬件认识和维护、操作基础、第一个小程序、程序运行原理、制作和调用自己的图片、录制和调用声音、动画制作初步、为什么和设想的不同。。。共15课
  提高班内容:设计一个小熊维尼程序、问题和算法、程序的条件结构、第二个小程序,程序的循环结构,发现问题和解决问题。。。。共15课
  设计班内容:每个人构想一个游戏画出游戏步骤图及算法、一步步指导如何完成各个步骤、如何细化和美化、达到较完善的程度。
 LOGO课程:(建议10岁之后)
  一个课程阶段,但必须有SCRATCH的基本训练。
  该课程的要求是达到熟练使用命令编程,以及判断命令逻辑关系。
 BASIC课程:(建议10岁之后)
  两个课程阶段,在LOGO基础上进行。
 C或PASCAL课程:(建议12岁之后)
  至少两个课程阶段,在BASIC基础上进行。这个课程根据需要可以扩充到数个阶段。

 以上至少8个课程阶段,跨度不低于三年。


五、少儿学习编程的步骤:
 第一步:寓教于玩乐,熟悉编程环境,培养逻辑思维
  从形象到抽象的思维训练是循序渐进的一步,对于年龄小的学生更是如此,这个需要较长时间的培养。逻辑思维能力的提高不光是对编程,对所有知识的学习和应用都是非常有用的。
  SCRATCH语言的有趣生动,好玩背后较真的逻辑性,是导入逻辑思维训练的良好开端。
  SCRATCH学习时间:
  10岁前,应持续参加课程的学习,三个课程,并能够完成所有的基本要求。
  10岁后,应参加至少一个阶段的课程学习,并能够完成所有的基本要求。

 第二步:有趣的课题,成就感,熟悉命令编程环境和计算机运行原理,进一步培养逻辑思维
  10岁后,少儿的抽象思维有了一定基础,并且可以理解初步的逻辑关系。就可以熟悉命令编程环境,但是,仍然是以玩乐的方式。在教学内容选择上,突出趣味性和开放性,发挥学生自己的想象力和创造力。
  LOGO语言是一个不错的选择,不但有助于逻辑思维能力的培养,也有助于平面图形的认识。所有的学生应该经过这个过程来为下一阶段的学生打基础。
  该课程只设置一个阶段,是因为,如果有了命令行编程的认识,应该尽快过度到真实的编程环境。

 第三步:真实的编程环境,兴趣和成就感成为新的推动力。
  10岁之后,当有了LOGO的学习基础后,就可以接受BASIC的学习。
  解决数学和语文问题,会带来成就感和更高的兴趣。
  BASIC课程至少为两个阶段,着重深化逻辑思维培养,以及较广泛的计算机知识。
  课程主要用来解决现实中的其他课程上的问题,鼓励学生创新。

 第四步:专业的编程训练基础。
  12岁之后,通过之前几个课程的学习,学生有了较强的逻辑思维和计算机知识。现在就可以深入去学习专业的计算机编程课程了。
  C或PASCAL课程是首选。
  这个阶段应突出程序设计的规则,结构化和模块化设计,简明和可靠性。以及编译器的使用。力求去解决现实中的问题。
  这个阶段至少为两个课程阶段,根据需要可以进一步扩充到更多课程。
  在这个阶段中,学生很容易做出自己的实用程序,可以说,已经具备一个小程序员的素质,并且学生的逻辑思维能力已经远超过没有经过学习的学生。
  
  现在,学生已经有了很好的计算机软硬件知识和技能基础了!未来的科幻世界,学生将会是其中的主动性角色。

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