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

        2018-06-01 11:40:04林亦貞
        速讀·下旬 2018年6期
        關(guān)鍵詞:編程教學計算思維自主學習

        林亦貞

        摘 要:在核心素養(yǎng)影響下,信息技術(shù)學科的核心素養(yǎng)可界定為信息意識、計算思維、數(shù)字化實踐力和信息社會責任?!端惴ㄅc程序設(shè)計》是高中信息技術(shù)課程選修模塊之一,教學重視從計算機語言層面上了解計算機能做什么,是如何工作的。這種計算思維對大部分學生來說較難學。

        關(guān)鍵詞:visual basic;循環(huán)結(jié)構(gòu);核心素養(yǎng);自主學習;編程教學;計算思維

        一、分析計算思維的漸進過程

        1.在進行循環(huán)結(jié)構(gòu)for...next語句的教學設(shè)計中,我們依然是以書本的“希望工程”程序為例,對其進行更貼合實際的改進,設(shè)計成“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,一個月31天后,你將存入多少錢?”教師提問:如何讓電腦計算你一個月存了多少錢?教師首先用自然語言分析該問題:

        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。同時提問學生兩個問題:①在這個問題中,被不斷重復(fù)的語句是什么?②結(jié)束重復(fù)的條件是什么?學生覺得這兩個問題符合他們的數(shù)學思維,很好回答。

        2.如何用計算機來解決“日常存錢”問題?要解決這個問題,就要引導學生思考計算機能做什么?計算機具有哪些能力?學生根據(jù)實際的使用計算機的經(jīng)驗,可以得到計算機具有基本的輸入能力,基本的輸出能力,有計算能力。在教師的引導下,能得出計算機具有邏輯判斷能力。那我們用計算機來解決問題,就要在計算機的這四大能力之內(nèi)給計算機布置任務(wù)。拿我們的“日常存錢”程序為例,根據(jù)之前自然語言分析的結(jié)果,我們要在問題二“結(jié)束重復(fù)的條件”這里給計算機一個邏輯判斷。具體要怎么做呢?要跟計算機溝通,就要掌握計算機語言。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語句來實現(xiàn)。教師展示for循環(huán)結(jié)構(gòu)的語法形式,并指出該循環(huán)結(jié)構(gòu)是確定次數(shù)的循環(huán),并讓學生關(guān)注語法里的兩個關(guān)鍵點:一是被重復(fù)的語句塊,二是語句塊的循環(huán)次數(shù)由誰決定?第二個關(guān)鍵點也是本節(jié)課的難點。我們可以用打印“*”程序來幫助同學們理解和思考。

        二、自主解決問題的有效策略

        設(shè)計項目任務(wù)時要以學生自主學習為主,讓學生從已有知識出發(fā),在理解了計算機思維方式后,能自主分析不同層次的任務(wù),并解決問題。比如上面提到的“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習”項目塊,我設(shè)計的項目任務(wù)是在解決了“日常存錢”的問題后,要求學生思考以下四個問題,并自主在程序中實現(xiàn):①計算1+2+3+……+100=?②計算1~100之間所有偶數(shù)的和?③計算1*2*3*……*10=?④計算1~1000之間能被7整除的數(shù)的個數(shù)?這四個程序設(shè)計都給半成品,即設(shè)計好了界面和定義變量輸入輸出,留下for語句里的部分空格讓學生填寫,這樣即節(jié)省了時間,又能準確的掌握關(guān)鍵知識點。此項目任務(wù)的設(shè)計充分調(diào)動了學生的學習積極性。理解了for語句的兩個關(guān)鍵知識點,即被循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)的確定,學生都能應(yīng)對項目任務(wù)中的四個問題。在解決項目任務(wù)的過程中,學生也會因為不確定而卡住,這時候教師就可以適時地從旁指點,通過傳統(tǒng)的講授方式幫助學生掌握相關(guān)的知識與技能,學生的探索欲被調(diào)動起來,都會非常認真聽講并且容易記住,學到之后立刻就能用來解決實際問題,更讓人印象深刻。學生的思維被調(diào)動起來,整個課堂氣氛安靜,只聽到學生敲擊鍵盤的聲音熱烈又充滿了思考。有些同學聯(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)的嵌套來完成第四個問題。

        三、計算思維的表達

        學生完成了“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習”項目塊后,在下課之前,空出時間讓學生有機會闡述自己的編程代碼和編程思維。教師用局域網(wǎng)里的學生演示功能,讓學生在自己電腦上演示代碼,運行程序,這樣可以節(jié)省時間,讓上課節(jié)奏更緊湊。例如,分別請三名同學運用for...next語句編寫程序,解決:①計算1+2+3+……+100=?②計算1~100之間所有偶數(shù)的和?③計算1*2*3*……*10=?這三個問題。學生在運行程序時如果出錯,學生自己及時排查代碼中的錯誤,比較典型的有語法書寫格式錯誤,變量類型溢出,循環(huán)初值和步長錯誤等,學生修改過后,重新運行程序,成功運行。整個程序編寫過程由學生自行表達,其他學生聆聽并觀看代碼編寫過程,這比直接由教師講解程序更能調(diào)動學生的注意力,碰到同樣的錯誤還能讓學生及時自我反思,增強自己的計算思維。

        第四個問題“計算1~1000之間能被7整除的數(shù)的個數(shù)”難度略高,可以讓已經(jīng)解決這個問題的學生來分享他們的思考。一位同學利用初值和步長值來解決for i=7 to 1000 step 7,另一位同學利用循環(huán)結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的嵌套if i mod 7=0 then s=s+1,學生在演示的過程中,邊打代碼邊解釋自己的代碼,周圍響起一些恍然大悟之聲,項目表達之后,及時小結(jié)并留一些時間讓學生對自己的代碼進行完善和修改,讓代碼更簡潔更有邏輯性。

        四、結(jié)語

        核心素養(yǎng)下的循環(huán)結(jié)構(gòu)課堂教學是一次實踐,也是一次嘗試,學生的課堂表現(xiàn)和精神狀態(tài)比講練結(jié)合的教學方式要好很多,教師點到即止,學生有更多的時間思考,對自己計算思維的提升也有幫助。經(jīng)過一個項目任務(wù)的過程,學生基本上觸摸到了計算思維,并能根據(jù)自己對計算機語言的理解和計算思維的不同,用不同的代碼解決同一個問題,不再是千篇一律的模仿教師的代碼。

        學習語法很重要,而更重要的是掌握計算思維。正如《算法與程序設(shè)計》前言里說的,能從計算機語言層面上了解計算機能做什么,是如何工作的。學習看似簡單的基礎(chǔ)知識時不要掉以輕心,因為如果您真正掌握了思維方式,解決問題,就是在和計算機聊天,解決看似困難的問題,有時也就是多掌握一點聊天的技巧。

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