李咪咪 中學二級教師，華東師范大學科學與技術教育碩士，現于上海市普陀區(qū)曹楊第二中學任教信息技術學科。在教學中善于將學科特征與新媒體、新技術進行融合，提升學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的計算思維。

課程背景

互聯網平臺“外賣騎手與時間賽跑”的問題，多次引發(fā)了社會各界的廣泛關注。外賣騎手需在系統(tǒng)規(guī)定的時間內按時送達商品，這種算法忽視了天氣、路況等因素對送達時間的影響。算法是工具還是機器？這個問題不禁引發(fā)公眾的無限思考。而信息技術學科旨在培養(yǎng)學生信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面的核心素養(yǎng)，其中“信息社會責任”鼓勵學生“關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題”。所以，本節(jié)課我將與學生一起探索如何利用分支結構改進外賣騎手計時系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)更加靈活和人性化。

教學目標

知識與技能 描述分支結構的特點和執(zhí)行過程;設置正確的分支判斷條件;繪制規(guī)范的分支結構算法流程圖。

過程與方法 根據問題情境，化歸算法問題，使用分支結構解決問題;合理使用關系運算符、邏輯運算符表示分支結構的判斷條件。

情感態(tài)度與價值觀 在使用算法解決問題的過程中，摒除算法的“唯工具論”，思辨算法的社會倫理，明白要讓算法為人服務而非人為算法服務;關注信息技術革命所帶來的人文問題，嘗試用算法知識解決上述相關問題。

教學重點與難點

教學重點 使用分支結構解決“外賣騎手模擬計時”問題。

教學難點 根據不同情境，設置正確的分支判斷條件。

教學過程

一、溫故“思”新——順序結構到分支結構的過渡

1.何時取到外賣（復習順序結構）

構建問題情境：騎手距離客戶1.5km，假設騎手平均速度（含行進路程、上樓等）是2m/s，請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：已知騎手與客戶的距離s、騎手的平均速度v，依次輸入距離s和平均速度v，根據“時間=距離/速度”公式求得所需時間（單位為秒），再將其轉換為以“分鐘”為單位進行輸出。學生根據已學順序結構的相關知識，使用流程圖表達算法思路，并上機編程實現。

2.如何幫助外賣騎手走出計時困局（引出分支結構）

教師設問：教師展示網絡上針對外賣騎手送餐計時算法的討論，外賣騎手長期被困在系統(tǒng)規(guī)定的時間里，而系統(tǒng)忽視了客觀因素對騎手行進時間的影響，啟發(fā)學生思考。

教師進而設問：如何改進外賣平臺計時系統(tǒng)的算法，使得該系統(tǒng)更加貼近騎手生活，更加靈活和人性化？

小組討論：影響外賣騎手配送時間的因素具體有哪些？

交流總結：根據各小組討論結果，匯總影響外賣騎手配送時間的主要因素（用戶所在樓層數、行進路況、天氣條件等）。

二、多一種選擇，多一點溫暖（走進分支結構）

1.前方路況影響配送時間

構建問題情境：騎手距離客戶1.5km，假設騎手平均速度（含一般行進路程）是2m/s。如果前方修路，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：已知騎手與客戶的距離s、騎手的平均速度v、前方道路狀況flag，首先依次輸入距離s、平均速度v和前方道路狀況flag的值。然后判斷前方是否修路，如果修路，時間系數為原始時間的1.1倍;否則，根據“時間=距離/速度”公式求得所需時間（單位為秒），再將其轉換為以“分鐘”為單位進行輸出。

走進分支結構：學生思考已學“順序結構”的流程圖能否表示此算法，并闡釋原因;教師展示用分支結構表示上述算法的流程圖，如圖1，并讓學生嘗試用語言描述此流程圖;教師由特殊到一般，闡釋分支結構的定義（根據給定條件是否成立而決定執(zhí)行不同路徑的算法結構）;教師解釋分支結構的執(zhí)行過程，并講授分支結構的語法格式。

程序實現：學生編程實現并測試結果。

2.樓層數影響配送時間（關系運算）

構建問題情境：騎手與客戶的實時距離為1.5km，假設騎手平均速度（含一般行進路程）是2m/s。如果用戶所在樓層大于3層，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：先輸入距離s、平均速度v和樓層數f，再判斷用戶樓層是否大于3層。如果大于3層，那么時間系數乘以1.1;否則，按照原始計算時間的方式。算法流程圖如圖2。

走進關系運算：（1）問題引發(fā)思考：“樓層大于3”如何用表達式表達？判斷結果又是什么？（2）由算術運算遷移到關系運算：算術運算——求大小，關系運算——比較大小;關系運算的結果是邏輯值（True或False）。（3）求關系運算的值。

程序實現：學生編程實現并測試結果。

3.樓層數與路況共同影響配送時間（邏輯運算）

構建問題情境：騎手與客戶的實時距離為1.5km，假設騎手平均速度（含一般行進路程）是2m/s。如果用戶所在樓層大于3層或者修路長度大于500米，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：輸入距離s、平均速度v、樓層數f、修路長度l，再判斷“用戶樓層大于3層或者修路長度大于500米”條件是否成立。如果條件成立，那么時間乘以系數1.1;否則，按照原始計算時間的方式。算法流程圖如圖3。

走進邏輯運算：邏輯運算符用于連接簡單的邏輯表達式。其運算規(guī)則及范例值見下表。

程序實現：學生編程實現并測試結果，具體VB代碼如下。

Dim s As Single， t As Single， v As Single，f As Integer，l as Single

s = Val（InputBox（"請輸入騎手與顧客之間的距離（注意：單位為m）"））

v = Val（InputBox（"請輸入騎手平均速度（注意：單位為m/s）"））

f = Val（InputBox（"請輸入樓層數（注意：單位為層）"））

l=Val（InputBox（"請輸入修路長度（注意：單位為m）"））

If? （f>3 or l>500） Then

t = （s / v） * 1.1

Else

t = s / v

End If

t = t / 60

Label1.Caption = t & "分鐘后送達"

教學反思

本課從社會熱點問題“外賣員計時算法”入手，以“什么時候取到外賣”情境貫穿課堂首尾，由“樓層數大于3”引出關系運算，由“樓層數大于3或者修路長度大于500米”引出邏輯運算，問題依次過渡，知識層層遞進，情境貫穿流暢。

人與機器之間的關系是近年來常討論的話題。是機器為人服務，還是人為機器服務？外賣騎手計時問題也是上述問題的縮影。學生在學習運用算法知識解決問題、讓社會生活變得高效的同時，還需要關注算法應用帶來的社會、人文問題。本節(jié)課學生雖然只是模擬改進外賣騎手的計時算法，但是通過理解情境、設計算法、編程實現等環(huán)節(jié)，他們進一步理解并踐行了算法的人文性，思辨了算法的社會倫理。