高俊

一、程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)大體分為：分析問(wèn)題、確定問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編程、調(diào)試測(cè)試、編寫(xiě)程序文檔這6個(gè)步驟。分析問(wèn)題是對(duì)事件本身的分析，找出解決問(wèn)題的規(guī)律，選擇解題的方法等;設(shè)計(jì)算法是將一個(gè)大問(wèn)題分解為若干個(gè)具體的子問(wèn)題逐一解決;人類(lèi)通過(guò)編程使計(jì)算機(jī)按照規(guī)定的計(jì)算方式對(duì)某一問(wèn)題計(jì)算，最終得到相應(yīng)的結(jié)果。編寫(xiě)程序文檔即是程序的說(shuō)明書(shū)，方便他人理解程序。

二、計(jì)算思維簡(jiǎn)述

周以真認(rèn)為，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一級(jí)人類(lèi)行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化，如同所有人都具備“讀、寫(xiě)、算”能力一樣，計(jì)算思維是必須具備的思維能力。程序設(shè)計(jì)主要是基于語(yǔ)言級(jí)的問(wèn)題求解，從抽象程度以及理解難度上講，學(xué)習(xí)語(yǔ)言級(jí)的問(wèn)題求解方法是最適宜、最容易理解計(jì)算思維。計(jì)算思維可以劃分為四個(gè)重要組成部分：算法思維，使用自然語(yǔ)言和流程圖描述問(wèn)題解決方案;分解，將復(fù)雜的問(wèn)題分解為不同的小問(wèn)題以求解;抽象，結(jié)合分析實(shí)際問(wèn)題抽取共同特征建立問(wèn)題模型;評(píng)價(jià)，知道算法的多樣性有意識(shí)的設(shè)計(jì)和篩選算法優(yōu)化問(wèn)題解決方案。

三、小學(xué)信息技術(shù)課程序設(shè)計(jì)與計(jì)算思維

《密碼探秘》是一堂小學(xué)六年級(jí)的程序設(shè)計(jì)課。

《密碼探秘》教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)

教學(xué)目標(biāo)

1：學(xué)生通過(guò)使用自然語(yǔ)言描述微信紅包發(fā)送密碼驗(yàn)證判斷，明確密碼驗(yàn)證工作流程;

2：通過(guò)使用“如果-那么-否則”關(guān)聯(lián)詞，串聯(lián)密碼驗(yàn)證的核心步驟，了解分支結(jié)構(gòu)，掌握判斷命令的使用;

3：通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)密碼及提高密碼的安全級(jí)別，鞏固判斷命令的使用并提高學(xué)生信息安全意識(shí)。理解程序設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

重點(diǎn)：通過(guò)使用“如果-那么-否則”關(guān)聯(lián)詞，串聯(lián)密碼驗(yàn)證的核心步驟，了解分支結(jié)構(gòu)，掌握判斷命令的使用。

難點(diǎn)：通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)密碼及提高密碼的安全級(jí)別，鞏固判斷命令的使用并提高學(xué)生信息安全意識(shí)。理解程序設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

在預(yù)設(shè)的課程“目標(biāo)2”是算法思維和程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也體現(xiàn)了計(jì)算思維。如果按照傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)思路里新知授課，教師會(huì)直接告訴學(xué)生分支結(jié)構(gòu)的特征與使用方法，但是這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去思考的機(jī)會(huì)。

作為一個(gè)微信紅包的發(fā)送者，學(xué)生肯定更關(guān)心身份的驗(yàn)證。思維和語(yǔ)言有著密切的關(guān)系。當(dāng)教師要求學(xué)生通過(guò)使用自然語(yǔ)言描述密碼驗(yàn)證時(shí)，學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)集中在此過(guò)程，驗(yàn)證通過(guò)會(huì)怎樣？失敗會(huì)怎樣？從計(jì)算思維的角度來(lái)看，教師設(shè)定“目標(biāo)1”，在課程的開(kāi)始階段引導(dǎo)學(xué)生用自然語(yǔ)言描述了密碼驗(yàn)證的過(guò)程，明確了思考的重點(diǎn)、梳理了驗(yàn)證的流程。這符合計(jì)算思維中的分解與抽象。

《密碼探秘》教學(xué)過(guò)程片段1

一、導(dǎo)入：微信紅包引入。

1.? 誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)微信怎么發(fā)紅包？

二、分析密碼驗(yàn)證環(huán)節(jié)

1使用自然語(yǔ)言描述密碼驗(yàn)證過(guò)程，精煉自然語(yǔ)言。

（1）輸入密碼（2）判斷（3）顯示發(fā)送（4）顯示錯(cuò)誤

2教師在將學(xué)生所描述流程圖，貼在黑板上。

三、學(xué)生練習(xí)

1 學(xué)生根據(jù)教師下發(fā)的資源包內(nèi)容，查找Scratch中的命令支撐流程圖的功能。

2學(xué)生展示命令并說(shuō)出在流程圖中的作用。

“當(dāng)角色被點(diǎn)擊”、“詢問(wèn)并等待 回答”、“將造型切換為”、“如果-那么-否則”、“等于”…

3學(xué)生根據(jù)找出的命令上機(jī)編寫(xiě)程序

從本教學(xué)過(guò)程中，可以看出主體流程是：1生活情景導(dǎo)入;2自然語(yǔ)言描述驗(yàn)證過(guò)程;3抽象問(wèn)題特征繪制流程圖;4自主探究。這一過(guò)程與計(jì)算思維培養(yǎng)所特有的分解、抽象非常符合。

計(jì)算思維的傳授不是簡(jiǎn)單知識(shí)傳授即可實(shí)現(xiàn)的。要滲透在方法與過(guò)程之中，本設(shè)計(jì)中教師采取使用自然語(yǔ)言描述問(wèn)題，提煉出自然語(yǔ)言中的關(guān)鍵詞，并用如果-那么關(guān)聯(lián)詞語(yǔ)將分支結(jié)構(gòu)用語(yǔ)言表述出來(lái)，一方面使學(xué)生容易理解分支結(jié)構(gòu)，另一方面能夠理清分支結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是一種基于條件的選擇。讓學(xué)生很順利體驗(yàn)到了，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法與技巧。

流程圖是算法表示的方法之一，在算法與程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用流程圖描述算法，可以方便的表述算法，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)過(guò)程。但是在實(shí)際操作中要避免過(guò)多的對(duì)流程圖規(guī)整性要求，過(guò)度在意規(guī)整性勢(shì)必會(huì)影響到創(chuàng)造力的發(fā)揮。

在計(jì)算思維的培養(yǎng)過(guò)程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)抽象的方法從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，從而形成解題方法，然后還需要通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將理性知識(shí)還原到感性認(rèn)識(shí)。本課中教師引導(dǎo)學(xué)生制作單密碼驗(yàn)證程序后，又將學(xué)生拉回現(xiàn)實(shí)引出生活中多密碼驗(yàn)證問(wèn)題。學(xué)生將生活中的感性認(rèn)識(shí)在潛意識(shí)上與理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合制作多密碼驗(yàn)證程序。人們比較容易理解計(jì)算機(jī)有序地執(zhí)行即自動(dòng)化實(shí)施過(guò)程，同時(shí)也能從程序的編制、調(diào)試、運(yùn)行中了解感性到理性、從具體到抽象，最后又從理性回到感性、從抽象回到具體進(jìn)行校驗(yàn)的計(jì)算過(guò)程。

四、小學(xué)程序設(shè)計(jì)課的展望

程序設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該講計(jì)算思維的本質(zhì)：抽象和自動(dòng)化作為主線，貫穿于程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中。從描述問(wèn)題出發(fā)，抽象成解決問(wèn)題的算法描述，然后用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的自動(dòng)化。程序設(shè)計(jì)課程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授計(jì)算思維的問(wèn)題求解過(guò)程，才能達(dá)到突出思維方法的訓(xùn)練。將原來(lái)面向語(yǔ)法的程序設(shè)計(jì)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦騿?wèn)題求解的程序設(shè)計(jì)教學(xué)。教師可以采用一題多解或一題多用的方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生深入思考，同時(shí)也是一種教學(xué)策略。例如，猜數(shù)字游戲這一實(shí)例，可以使用問(wèn)題和任務(wù)的驅(qū)動(dòng)方式，由淺入深、循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生由編寫(xiě)小程序逐步發(fā)展到編寫(xiě)較大程序，由“只能猜一次”的選擇程序設(shè)計(jì)，到“知道猜對(duì)為止”的循環(huán)結(jié)構(gòu)程序，再到“最多猜三次”的嵌套的循環(huán)程序。從而將前后章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成問(wèn)題求解的思維主線。