孫秀峰

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）要求普通高中信息技術(shù)課程內(nèi)容要緊扣數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)和信息社會(huì)等學(xué)科大概念，培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。計(jì)算思維是指個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案，并遷移到與之相關(guān)的其他問題的解決中。《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)“必修課程模塊1：數(shù)據(jù)與計(jì)算”中的程序設(shè)計(jì)的要求是：“掌握一種程序設(shè)計(jì)語言的基本知識(shí)，使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡單算法。通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試與運(yùn)行的方法?！边@就明確了在這一輪課改中，普通高中信息技術(shù)課程需要進(jìn)行程序設(shè)計(jì)語言的教學(xué)。在眾多程序設(shè)計(jì)的語言中，Python作為一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序語言，具有簡單、免費(fèi)、開源、可移植性的特點(diǎn)，在信息技術(shù)新教材的編寫時(shí)倍受青睞，成為首選。

在2003版課標(biāo)實(shí)施的十多年里，筆者所在地區(qū)的普通高中信息技術(shù)選修課程沒有選擇“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊，很多高中信息技術(shù)教師也十多年沒有教授過程序設(shè)計(jì)，因此，為了更好地學(xué)習(xí)和使用新教材，筆者所在地區(qū)組織了全體高中信息技術(shù)教師Python語言線上培訓(xùn)，在培訓(xùn)時(shí)一道關(guān)于循環(huán)結(jié)構(gòu)的填空題引起了大家的熱議。

● 試題及參考答案分析

題目如圖1所示，這是一道經(jīng)典的循環(huán)結(jié)構(gòu)程序題。在分析本題答案之前先要了解range（）和print（）兩個(gè)函數(shù)相關(guān)的參數(shù)含義。函數(shù)Range（）格式：range（begin，end，step），如下頁表1所示。函數(shù)Print（）格式：print（value，…，ep=''，end='＼n'，file=sys.stdout， flush=False），如下頁表2所示。

參考答案為：①1，101;②s+i;③s。分析：①空需要填寫的內(nèi)容為變量i從1窮舉到100，故填1，101;根據(jù)②空后面的提示，將變量i的值累加到累加器s中，故填s+i;③空就是要填輸出累加器s的值，故填s。

本題的參考答案是教師和學(xué)生們很容易思考到的，也符合常規(guī)思維，但由于本題設(shè)計(jì)的填空關(guān)聯(lián)度非常高、Python語言的range（）函數(shù)的參數(shù)可省略和print（）函數(shù)的格式靈活性等特點(diǎn)，教師們經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)本題除了參考答案外還有許多解，答案不是唯一的，無論是筆試還是機(jī)試，教師在批改作業(yè)時(shí)都會(huì)遇到麻煩。

● 多解詳細(xì)分析

解法1：①空填“1，100，1”或“101”，②、③空不變。

分析：range（1，101，1）的步長為1，生成1，2，3，…，100的序列，range（101）表示從0開始計(jì)數(shù)，生成0，1，2，3，…，100的序列，循環(huán)執(zhí)行后變量s中保存的結(jié)果是從1到100的和。range（101）多執(zhí)行一次循環(huán)，結(jié)果不變;range（1，101，1）跟range（1，101）執(zhí)行循環(huán)次數(shù)是一樣的。

解法2：①空填“1，100”或“100”，②空不變，③空填s+100。

分析：range（1，100）生成1，2，3，…，99的序列，range（100）生成0，1，2，3，…，99的序列，循環(huán)執(zhí)行后變量s中保存結(jié)果是從1到99的和，最后通過輸出時(shí)s變量+100，如此也能求出1到100的和。當(dāng)然，順著這種填法，若①空填“99”、③空填s+100+99，輸出結(jié)果也是1到100的和，如此思路還會(huì)填出多種組合的答案來，但缺少理由認(rèn)為這些答案就是錯(cuò)誤的，只是沒有充分利用for語句功能而已。

解法3：①空填“100，0，-1”，②、③空不變。

分析：range（）函數(shù)的步長參數(shù)可以為負(fù)數(shù)，生成的序列為倒序。例如，range（100，0，-1）生成從100至1、間隔為1的連續(xù)遞減的等差數(shù)列序列100，99，98，…，2，1，從而求出從100到1的和。有時(shí)我們逆向思考，采用倒序也是解決問題的好方法。

解法4：①、②空不變，③空填“'和='，s”或“"和="，s”等。

分析：print（）函數(shù)可輸出多個(gè)value，value可以是數(shù)值也可以是字符串等，若加上字符串可清晰地顯示輸出的值是什么的結(jié)果，如此解輸出為“和=5050”，結(jié)果指向性更明確。因?yàn)樽址闹悼梢匀我膺x取，以及print（）函數(shù)可以設(shè)置“sep=''”等多個(gè)參數(shù)，所以③空還能填出許多種答案，如print（s，sep=''）等。

解法5：①、②空不變，③空填“5050”。

分析：高斯巧妙地用（1+100）×50很快就把本題結(jié)果計(jì)算出來了，如果有學(xué)生在③空就填“5050”，是正確還是錯(cuò)誤呢？因?yàn)楸绢}是計(jì)算1+2+3+…+100的和，程序不需要輸入，程序結(jié)果是什么也是已知的，程序運(yùn)行后結(jié)果顯示也是正確的，如此填寫很難確定是對(duì)還是錯(cuò)。當(dāng)然，如果學(xué)生要這樣填，只是本題程序運(yùn)行結(jié)果顯示正確，但并沒有充分理解累加器s的作用，也沒有理解程序設(shè)計(jì)的基本流程，不利于培養(yǎng)計(jì)算思維，也不利于分析和理解算法，所以教師在教學(xué)過程中需要加強(qiáng)算法引導(dǎo)防止此類現(xiàn)象發(fā)生。

● 試題修改及解析

由于在設(shè)計(jì)本題的題干時(shí)，填空的限制條件相對(duì)寬松，導(dǎo)致多解，綜上分析，為使答案具有確定性，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力，也方便教師講解此題和批改作業(yè)，可進(jìn)行如下幾種修改。

修改1：若填寫參考答案的結(jié)果，可增加題干限制性說明（如下頁圖2）。

解析：增加兩處限制說明，學(xué)生解題時(shí)方向清楚，答案也就明確，考查學(xué)生的“雙基”。

修改2：調(diào)整填空項(xiàng)（如下頁圖3）。

解析：將變量i的取值范圍和輸出固定，這樣設(shè)計(jì)的填空既考查了學(xué)生Python語句的基本知識(shí)，又訓(xùn)練了學(xué)生的計(jì)算思維，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力。

修改3：設(shè)計(jì)成一道單項(xiàng)選擇題，或設(shè)計(jì)成一道多項(xiàng)選擇題。

設(shè)計(jì)成單項(xiàng)選擇題時(shí)，選項(xiàng)可設(shè)為：

A. ①1，101? ②s+i? ③s

B. ①1，100? ②s+i? ?③s

C. ①1，100? ②+i? ?③s

D. ①1，101，1 ②s+i? ③i

設(shè)計(jì)成多項(xiàng)選擇題時(shí)，選項(xiàng)可設(shè)為：

A. ①1，101? ②s+i? ③s

B. ①101? ?②s+i? ③s=，s

C. ①100，0，-1 ②s+i? ③s

D. ①100? ? ②s+i? ③s

多項(xiàng)選擇題四個(gè)選項(xiàng)中有A、B、C為正確選項(xiàng)，若題干改為選擇一個(gè)錯(cuò)誤選項(xiàng)，那本題就變成一道單項(xiàng)選擇題。

解析：由填空題改為選擇題既考查了學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的熟練程度，也考查了學(xué)生的必備能力。

● 設(shè)計(jì)試題的思考

1.研究課程標(biāo)準(zhǔn)

課程標(biāo)準(zhǔn)是新課程改革的“魂”?！稑?biāo)準(zhǔn)》明確了“高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)一般包括紙筆測(cè)試、上機(jī)測(cè)試等方式”的評(píng)價(jià)方式，紙筆測(cè)試和上機(jī)測(cè)試各有所長，適合不同的評(píng)價(jià)內(nèi)容和目標(biāo)，應(yīng)相互補(bǔ)充、綜合運(yùn)用?！稑?biāo)準(zhǔn)》指出：紙筆測(cè)試的效率較高，在設(shè)計(jì)測(cè)試試卷時(shí)，要適度設(shè)置和增加要求學(xué)生通過理解和探究來解決的開放性題目，如問題解決分析等，以拓展紙筆測(cè)試在評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)目標(biāo)等方面的廣度和深度。上機(jī)測(cè)試可以評(píng)價(jià)學(xué)生使用技術(shù)工具的熟練程度，能夠考查學(xué)生利用信息技術(shù)解決問題的能力。本輪改革沒有考試大綱，只有通過不斷地學(xué)習(xí)《標(biāo)準(zhǔn)》、學(xué)習(xí)不同出版社的新教材，才能掌握新課程改革的基本理念，才能科學(xué)地設(shè)計(jì)每一道題。

2.儲(chǔ)備知識(shí)

“要給學(xué)生一杯水，教師要有一桶水”，同理，“要想出好一道題，需要儲(chǔ)備十道題”。例如Python的知識(shí)儲(chǔ)備，教師們可通過自學(xué)或MOOC、直播課學(xué)習(xí)，掌握語法規(guī)則，提升自身的編程能力和編程技巧，遇到問題時(shí)可在教研組或主備課活動(dòng)時(shí)跟同事們研討，也可通過QQ、微信群及時(shí)交流探討，以達(dá)到熟練掌握和深刻理解的程度。知識(shí)儲(chǔ)備豐富了，才能夠設(shè)計(jì)出新穎、巧妙、表述嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囶}。