一、图形化编程三级核心知识点及能力要求

1.1 综合能力及适用性要求

在二级能力要求的基础上,要求能够综合应用所学的编程知识和技能,合理地选择数据结构和算法, 设计和编写程序解决实际问题,完成复杂项目,具备良好的计算思维和设计思维。

示例:设计雪花飘落的动画,展示多种雪花的细节,老师引导学生观察雪花的一个花瓣,发现雪花的每一个花瓣都 是一个树状结构。这个树状结构具有分形的特征,可以使用递归的方式绘制出来。

1.2 图形化编程三级综合能力要求如下

编程能力:能够阅读并理解复杂程序,并能对程序的运行及展示效果进行预测;能够熟练利用多种调试方法对复杂程序进行纠错和调试;

应用能力:能够合理利用常用算法进行简单数据处理;具有分析、解决复杂问题的能力,在解决问题过程中体现出一定的计算思维和设计思维;

创新能力:能够根据项目需求发散思维,结合多领域多学科知识,从人机交互、动画表现等方 面进行设计创作,完成多屏幕、多场景和多角色进行交互的复杂项目。

1.3 图形化编程三级与青少年学业存在如下适用性要求:

前序能力要求:具备图形化编程一级、二级所描述的适用性要求;

数学能力要求:了解概率的概念。

二、核心知识点能力要求
青少年编程能力等级(图形化编程)三级包括14个核心知识点,具体说明如下。

2.1 列表。掌握列表数据结构,能够使用算法完成数据处理,能够使用个性化索引建立结构化数据。

2.2 函数。掌握带返回值的函数的创建与调用。

2.3 克隆。掌握克隆的高级功能,能够在程序中综合应用 例:克隆体的私有变量。

2.4 常用编程算法。掌握常用编程算法,对编程算法产生兴趣。

(1)排序算法:掌握冒泡、选择和插入排序的算法,能够在程序中实现相关算法,实现列表数据排序。

(2)查找算法:掌握遍历查找及列表的二分查找算法,能够在程序中实现相关算法进行数据查找。

2.5 递归调用。掌握递归调用的概念,并能够使用递归调用解决相关问题。

2.6 人工智能基本概念。了解人工智能的基本概念,能够使用人工智能相关指令模块实现相应功能,体验人工智能。例:能够使用图像识别指令模块完成人脸识别;能够使用语音识别或语音合成指令模块。

2.7 数据可视化。掌握绘制折线图和柱状图的方法。

2.8 项目分析。掌握项目分析的基本思路和方法。

(1)需求分析:了解需求分析的概念和必要性,能够从用户角度出发进行需求分析。

(2)问题拆解:掌握问题拆解的方法,能够对问题进行分析及抽象,拆解为若干编程可解决的问题。

2.9 角色造型及交互设计。掌握角色造型和交互设计的技巧。

(1)角色的造型设计:掌握角色造型设计的技巧,能够针对不同类型角色设计出合适的形象、动作。

(2)程序的交互逻辑设计:掌握程序交互逻辑设计的技巧,能够根据情境需求,选择合适的人机交互方式设计较丰富的角色间的互动行为。

2.10 程序模块化设计。了解程序模块化设计的思想,能够根据角色设计确定角色功能点,综合应用已掌握的编程知识与技能,对多角色程序进行模块化设计。例:将实现同一功能的脚本放在一起,便于理解程序逻辑。

2.11 程序调试。掌握参数输出等基本程序调试方法,能够有意识的设计程序断点。例:通过打印出的程序运行参数快速定位错误所处的角色及脚本。

2.12 流程图。掌握流程图的概念,能够绘制流程图,使用流程图分析和设计程序、表示算法。

2.13 知识产权与信息安全。掌握知识产权和信息安全的相关知识,具备良好的知识产权和信息安全意识。

(1)版权保护的利弊:了解国内外版权保护的现状,讨论版权保护对创新所带来的影响。

(2)信息加密:了解一些基本的加密手段,以此来了解网络中传输的信息是如何被加密保护的。

2.14 虚拟社区中的道德与礼仪。掌握虚拟社区中的道德与礼仪,具备一定信息鉴别能力,能够通过信息来源等鉴别网络信息的真伪。

三、标准符合性规定

3.1 标准符合性总体要求

课程、教材与能力测试应符合本部分。

3.2 课程与教材的标准符合性

课程与教材的总体教学目标不低于三级的综合能力要求,课程与教材的内容涵盖了三级的核心知识点并不低于各知识点的能力要求,则认为该课程或教材符合三级标准。

3.3 测试的标准符合性

青少年编程能力等级(图形化编程)三级测试包含了对三级综合能力的测试且不低于综合能力要求, 测试题均匀覆盖了三级核心知识点并且难度不低于各知识点的能力要求。

四、能力考试形式与环境要求
青少年编程能力等级(图形化编程)三级的测试应明确测试形式及测试环境,具体要求如下表。

内 容
描 述
考试形式
主观题分值不低于40%
考试环境
能够进行符合本部分要求的测试的图形化编程环境

计算思维已经是实验思维(实证思维)、理论思维(逻辑思维)之后科学研究的第三大思维,没有计算思维,很多科学研究甚至无法进行。学会用计算思维思考和学习,是智能时代公民信息素养的重要基础。