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核心素養(yǎng)下的循環(huán)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)實(shí)踐與思考

發(fā)布時(shí)間:2018-07-01 來(lái)源: 散文精選 點(diǎn)擊:


  摘 要:在核心素養(yǎng)影響下,信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)可界定為信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐力和信息社會(huì)責(zé)任。《算法與程序設(shè)計(jì)》是高中信息技術(shù)課程選修模塊之一,教學(xué)重視從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言層面上了解計(jì)算機(jī)能做什么,是如何工作的。這種計(jì)算思維對(duì)大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)較難學(xué)。
  關(guān)鍵詞:visual basic;循環(huán)結(jié)構(gòu);核心素養(yǎng);自主學(xué)習(xí);編程教學(xué);計(jì)算思維
  一、分析計(jì)算思維的漸進(jìn)過(guò)程
  1.在進(jìn)行循環(huán)結(jié)構(gòu)for...next語(yǔ)句的教學(xué)設(shè)計(jì)中,我們依然是以書本的“希望工程”程序?yàn)槔,?duì)其進(jìn)行更貼合實(shí)際的改進(jìn),設(shè)計(jì)成“日常存錢”程序!凹僭O(shè)你從今天開始,第一天存1元錢,第二天存2元錢,第三天存入3元錢……依次類推,一個(gè)月31天后,你將存入多少錢?”教師提問(wèn):如何讓電腦計(jì)算你一個(gè)月存了多少錢?教師首先用自然語(yǔ)言分析該問(wèn)題:
  假設(shè)n為天數(shù),s為累加量,s=0:第1天:n=1,n<=31條件成立,s=s+n,即s=0+1;第2天:n=2,n<=31條件成立,s=s+n,即s=1+2;第3天:n=3,n<=31條件成立,s=s+n,即s=3+3……第31天:n=31,n<=31,s=s+n,即s=465+31;第32天:n=32,n<=31條件不成立,不再累計(jì)。同時(shí)提問(wèn)學(xué)生兩個(gè)問(wèn)題:①在這個(gè)問(wèn)題中,被不斷重復(fù)的語(yǔ)句是什么?②結(jié)束重復(fù)的條件是什么?學(xué)生覺(jué)得這兩個(gè)問(wèn)題符合他們的數(shù)學(xué)思維,很好回答。
  2.如何用計(jì)算機(jī)來(lái)解決“日常存錢”問(wèn)題?要解決這個(gè)問(wèn)題,就要引導(dǎo)學(xué)生思考計(jì)算機(jī)能做什么?計(jì)算機(jī)具有哪些能力?學(xué)生根據(jù)實(shí)際的使用計(jì)算機(jī)的經(jīng)驗(yàn),可以得到計(jì)算機(jī)具有基本的輸入能力,基本的輸出能力,有計(jì)算能力。在教師的引導(dǎo)下,能得出計(jì)算機(jī)具有邏輯判斷能力。那我們用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題,就要在計(jì)算機(jī)的這四大能力之內(nèi)給計(jì)算機(jī)布置任務(wù)。拿我們的“日常存錢”程序?yàn)槔鶕?jù)之前自然語(yǔ)言分析的結(jié)果,我們要在問(wèn)題二“結(jié)束重復(fù)的條件”這里給計(jì)算機(jī)一個(gè)邏輯判斷。具體要怎么做呢?要跟計(jì)算機(jī)溝通,就要掌握計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。像這種某些工作要反復(fù)多次執(zhí)行的情況,可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)里的for...next語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。教師展示for循環(huán)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法形式,并指出該循環(huán)結(jié)構(gòu)是確定次數(shù)的循環(huán),并讓學(xué)生關(guān)注語(yǔ)法里的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是被重復(fù)的語(yǔ)句塊,二是語(yǔ)句塊的循環(huán)次數(shù)由誰(shuí)決定?第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)也是本節(jié)課的難點(diǎn)。我們可以用打印“*”程序來(lái)幫助同學(xué)們理解和思考。
  二、自主解決問(wèn)題的有效策略
  設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)時(shí)要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主,讓學(xué)生從已有知識(shí)出發(fā),在理解了計(jì)算機(jī)思維方式后,能自主分析不同層次的任務(wù),并解決問(wèn)題。比如上面提到的“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習(xí)”項(xiàng)目塊,我設(shè)計(jì)的項(xiàng)目任務(wù)是在解決了“日常存錢”的問(wèn)題后,要求學(xué)生思考以下四個(gè)問(wèn)題,并自主在程序中實(shí)現(xiàn):①計(jì)算1+2+3+……+100=?②計(jì)算1~100之間所有偶數(shù)的和?③計(jì)算1*2*3*……*10=?④計(jì)算1~1000之間能被7整除的數(shù)的個(gè)數(shù)?這四個(gè)程序設(shè)計(jì)都給半成品,即設(shè)計(jì)好了界面和定義變量輸入輸出,留下for語(yǔ)句里的部分空格讓學(xué)生填寫,這樣即節(jié)省了時(shí)間,又能準(zhǔn)確的掌握關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。此項(xiàng)目任務(wù)的設(shè)計(jì)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。理解了for語(yǔ)句的兩個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),即被循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)的確定,學(xué)生都能應(yīng)對(duì)項(xiàng)目任務(wù)中的四個(gè)問(wèn)題。在解決項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中,學(xué)生也會(huì)因?yàn)椴淮_定而卡住,這時(shí)候教師就可以適時(shí)地從旁指點(diǎn),通過(guò)傳統(tǒng)的講授方式幫助學(xué)生掌握相關(guān)的知識(shí)與技能,學(xué)生的探索欲被調(diào)動(dòng)起來(lái),都會(huì)非常認(rèn)真聽講并且容易記住,學(xué)到之后立刻就能用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,更讓人印象深刻。學(xué)生的思維被調(diào)動(dòng)起來(lái),整個(gè)課堂氣氛安靜,只聽到學(xué)生敲擊鍵盤的聲音熱烈又充滿了思考。有些同學(xué)聯(lián)想之前的分支選擇結(jié)構(gòu),用循環(huán)結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的嵌套來(lái)完成第四個(gè)問(wèn)題。
  三、計(jì)算思維的表達(dá)
  學(xué)生完成了“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習(xí)”項(xiàng)目塊后,在下課之前,空出時(shí)間讓學(xué)生有機(jī)會(huì)闡述自己的編程代碼和編程思維。教師用局域網(wǎng)里的學(xué)生演示功能,讓學(xué)生在自己電腦上演示代碼,運(yùn)行程序,這樣可以節(jié)省時(shí)間,讓上課節(jié)奏更緊湊。例如,分別請(qǐng)三名同學(xué)運(yùn)用for...next語(yǔ)句編寫程序,解決:①計(jì)算1+2+3+……+100=?②計(jì)算1~100之間所有偶數(shù)的和?③計(jì)算1*2*3*……*10=?這三個(gè)問(wèn)題。學(xué)生在運(yùn)行程序時(shí)如果出錯(cuò),學(xué)生自己及時(shí)排查代碼中的錯(cuò)誤,比較典型的有語(yǔ)法書寫格式錯(cuò)誤,變量類型溢出,循環(huán)初值和步長(zhǎng)錯(cuò)誤等,學(xué)生修改過(guò)后,重新運(yùn)行程序,成功運(yùn)行。整個(gè)程序編寫過(guò)程由學(xué)生自行表達(dá),其他學(xué)生聆聽并觀看代碼編寫過(guò)程,這比直接由教師講解程序更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力,碰到同樣的錯(cuò)誤還能讓學(xué)生及時(shí)自我反思,增強(qiáng)自己的計(jì)算思維。
  第四個(gè)問(wèn)題“計(jì)算1~1000之間能被7整除的數(shù)的個(gè)數(shù)”難度略高,可以讓已經(jīng)解決這個(gè)問(wèn)題的學(xué)生來(lái)分享他們的思考。一位同學(xué)利用初值和步長(zhǎng)值來(lái)解決for i=7 to 1000 step 7,另一位同學(xué)利用循環(huán)結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的嵌套if i mod 7=0 then s=s+1,學(xué)生在演示的過(guò)程中,邊打代碼邊解釋自己的代碼,周圍響起一些恍然大悟之聲,項(xiàng)目表達(dá)之后,及時(shí)小結(jié)并留一些時(shí)間讓學(xué)生對(duì)自己的代碼進(jìn)行完善和修改,讓代碼更簡(jiǎn)潔更有邏輯性。
  四、結(jié)語(yǔ)
  核心素養(yǎng)下的循環(huán)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)是一次實(shí)踐,也是一次嘗試,學(xué)生的課堂表現(xiàn)和精神狀態(tài)比講練結(jié)合的教學(xué)方式要好很多,教師點(diǎn)到即止,學(xué)生有更多的時(shí)間思考,對(duì)自己計(jì)算思維的提升也有幫助。經(jīng)過(guò)一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程,學(xué)生基本上觸摸到了計(jì)算思維,并能根據(jù)自己對(duì)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的理解和計(jì)算思維的不同,用不同的代碼解決同一個(gè)問(wèn)題,不再是千篇一律的模仿教師的代碼。
  學(xué)習(xí)語(yǔ)法很重要,而更重要的是掌握計(jì)算思維。正如《算法與程序設(shè)計(jì)》前言里說(shuō)的,能從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言層面上了解計(jì)算機(jī)能做什么,是如何工作的。學(xué)習(xí)看似簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)不要掉以輕心,因?yàn)槿绻嬲莆樟怂季S方式,解決問(wèn)題,就是在和計(jì)算機(jī)聊天,解決看似困難的問(wèn)題,有時(shí)也就是多掌握一點(diǎn)聊天的技巧。

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