黃麗華

當今世界提高學生的核心素養(yǎng)已成為教育界的共識，如何發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)，是教師迫切需要解決的問題。教育部頒布的《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》明確了高中信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)是由信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等組成。筆者結(jié)合自身的教學實踐，以《循環(huán)結(jié)構(gòu)的綜合應用》一課為例，探究如何在高中信息技術(shù)課堂教學中培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。

● 復習舊知，引入課題

教師展示這段時間所完成的比較有代表性的探究任務。

（1）100～999間符合條件的水仙花數(shù)。

（2）實現(xiàn)了百錢買百雞的經(jīng)典數(shù)學問題。

（3）逐行逐列地繪制了規(guī)則的圖案。

（4）優(yōu)美的數(shù)學函數(shù)圖像的動態(tài)繪制。

復習循環(huán)的基本語法結(jié)構(gòu)及for循環(huán)與do loop循環(huán)在實現(xiàn)上的異同，體驗程序設計的基本過程和基本方法及相關(guān)的拓展應用。

信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對知識點的要求不再是一味要求學生掌握某一種固定的操作方式、某一些簡單的語法格式，而是強調(diào)利用信息技術(shù)解決一系列問題。這就要求教師在教學中不但要讓學生系統(tǒng)掌握所學知識，還要讓學生把知識靈活地運用到一類問題當中，會遷移，會舉一反三。

● 著眼實踐，靈活運用

教師展示“誰是冠軍”的問題描述。

探究任務一：“誰是冠軍”。

在2018年底我校第四屆教職工冬季趣味運動會的女子甲組“滾鐵環(huán)”項目中只有五位女教師報名參加，為了增加趣味性，當時在賽前就有人讓他們預測比賽結(jié)果。

A選手說：“B第二，我第三?！?/p>

B選手說：“我第二，E第四?！?/p>

C選手說：“我第一，D第二?！?/p>

D選手說：“C最后，我第三。”

E選手說：“我第四，A第一?！?/p>

比賽結(jié)束后，每位選手都說對了一半，無并列名次，請編程確定比賽的名次。

（1）正確描述問題，引導學生思考，合理組織數(shù)據(jù)，強化信息意識。首先要強化學生信息意識，提高信息敏感度，引導學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺尋求合適的方式對已有的復雜的信息進行處理，能夠準確地描述問題，獲取有價值的信息，并將選手名次問題邏輯地分解為若干求解步驟。每一位選手都是1至5的名次中的某一個名次，因此每個選手的名次需要枚舉1至5，共五位選手，所以需要五重for循環(huán)來實現(xiàn)枚舉。

（2）抽象數(shù)據(jù)類型，表達復雜邏輯關(guān)系，尋找自動化方案，啟迪計算思維。著名心理學家魯賓斯指出：“任何思維，不論它是多么抽象的和多么理論的，都是從觀察分析經(jīng)驗材料開始。”信息無所不在，關(guān)鍵是需要學會觀察和判斷。描述材料中五位選手比賽，每位選手說了兩句話，但只有一句是對的，因此“每位選手要么前句對要么后句對”。

例如，A選手說：“B第二，我第三?！?/p>

若前句是對的，后句就不對：（B= 2 And A <> 3）

或者前句不對，后句對：（B <> 2 And A=3）

因此A選手的邏輯表達可以是：（B=2 And A <> 3） Or （B <> 2 And A=3）

同理，其他選手的邏輯表達可以相應構(gòu)建，他們之間是邏輯與（and）的關(guān)系。

通過對“誰是冠軍”提取問題的基本特征，借助題目邏輯推理的分析，抽象數(shù)據(jù)，數(shù)字化，進而建立相應的模型，學生將所學知識遷移到真實生活情境中進行分析，有助于培養(yǎng)解決問題的能力，提高邏輯思維能力。

（3）引導學生挖掘程序設計中隱含的約束條件，提升計算思維。

A、B、C、D、E五位選手必是1至5的五個名次當中的一個，不重復，那么1至5的5個數(shù)字中與A、B、C、D、E五位選手必然存在某種一一對應的關(guān)系，所以有A*B*C*D*E=120這樣一個隱性條件或表達為A+B+C+D+E=15。

在學生求解問題遇到瓶頸時，教師要引導學生分解細節(jié)，把握數(shù)據(jù)間內(nèi)部關(guān)系，抓住關(guān)鍵問題，挖掘出數(shù)據(jù)中的深層含義。類似選手名次這樣的邏輯推理題，題面復雜，我們要讓學生學會從復雜的題面中抽取有價值的信息，細致地分析，挖掘信息中隱性的約束條件，形成可行的解決方案并用計算機語言表達出來，就可以實現(xiàn)問題的解決。這樣的解決問題的思路，讓學生逐漸地明確信息技術(shù)學科要推理嚴謹和計算精確，進一步提高學生的知識積累與知識遷移能力，讓學生不斷在實踐中強化，靈活地將課堂所學應用到生活中，逐步形成穩(wěn)定的思維方式，并把這種意識、思維和習慣遷移到其他課程的學習中乃至生活的方方面面，將使其終身受益。

● 發(fā)散思維，創(chuàng)新優(yōu)化

教師展示“n階乘末尾0的個數(shù)”的問題描述。

探究任務二：n階乘末尾0的個數(shù)。

（1）算法1分析。

a）.求1*2*3*…*n的值，即n階乘存放到s中。

b）.求s的末尾有幾個0。

算法1，學生完成后發(fā)現(xiàn)當n=13時溢出了，超出了long的最大取值范圍。當前算法有其局限性，這時就應該及時鼓勵學生思考更好的算法，以解決更大數(shù)值范圍n階乘末尾0的問題，引導學生自主探究本題的更優(yōu)算法。

（2）算法2分析。

引導學生思考0產(chǎn)生的原因，要使其末尾有0，必然是2*5=10，而1～n中2的因子已然足夠多，我們就只需要找5的因子個數(shù)即可。1～n之間每個數(shù)包含了多少個5的因子，則n階乘末尾就有幾個0。而能被因子5整除的數(shù)必然是5的倍數(shù)，所以問題又可優(yōu)化為只需要枚舉小于等于n范圍內(nèi)的i （5，10，15，20，…）的每一個數(shù)中，當前的每一個i能被多少個5整除即可。該算法的時間復雜度為O（nlog5 n）。