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        奇妙的正多邊形——while循環(huán)

        2021-11-01 07:49:26聞迪
        江蘇科技報·E教中國 2021年16期
        關鍵詞:程序教學學生

        聞迪

        設計依據(jù)

        本課依據(jù)《普通高中信息技術課程標準(2017年解讀版)》中“數(shù)據(jù)與計算”一課的教學內容,結合小學生的認知特點,培養(yǎng)學生對信息技術發(fā)展的敏感度和適應力,讓學生了解循環(huán)結構的基本特征和基本概念,在自己的日常生活與學習中能自覺運用計算思維解決問題,并與他人分享對編程的認識?!吨袊鴮W生發(fā)展核心素養(yǎng)》中也提出,學生發(fā)展核心素養(yǎng)指學生應具備的,能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。在本課教學中,教師在小學信息技術課程中依據(jù)信息時代的發(fā)展需要,選定了Python編程作為教學內容,以學生為中心,強調學生學習的主動性,即在一定的情境下讓學生通過討論、交流、互相幫助等形式完成學習任務,在編程教學中培養(yǎng)學生的計算思維。

        教學目標

        1.引導學生學會Python編程中while循環(huán)結構的程序設計方法。

        2.引導學生理解利用while循環(huán)編寫繪制正多邊形程序的思維過程,培養(yǎng)學生的計算思維?;谕卣惯^程中的問題,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

        3.引導學生認識到程序設計與日常生活的聯(lián)系,感悟到程序設計中嚴謹?shù)目茖W精神,體驗到用Python編程的成就感。

        教學重點與難點

        教學重點 學會Python編程中while循環(huán)結構的程序設計方法。

        教學難點 理解利用while循環(huán)編寫繪制正多邊形程序的思維過程,會使用while循環(huán)結構編寫繪制正多邊形程序。

        教學過程

        一、激趣導入

        1.尋找生活中的圖形

        教師引導學生發(fā)現(xiàn)生活中的圖形,了解圖形在生活中的作用,如圖1。

        2.發(fā)現(xiàn)正多邊形的特點

        師:這些多邊形(如圖2)都有一個共同的特點,你發(fā)現(xiàn)了嗎?

        生:它們的邊和角都相等。

        師:我們把這些邊和角都相等的多邊形叫作正多邊形,而且這些正多邊形都是軸對稱圖形,十分奇妙。今天這節(jié)信息課我們來體驗如何用Python繪制正多邊形。

        二、探索新知

        1.結合舊知,學習新知

        教師引導學生在教室里尋找正多邊形,學生發(fā)現(xiàn)正方形是日常生活中最常見的正多邊形。

        依據(jù)之前學習編寫的繪制正方形程序,學生發(fā)現(xiàn)程序編寫中最大的困難是程序輸入代碼過多,影響效率,容易出錯。

        師:我們在編寫繪制正方形程序的時候,采用了什么快捷的方法呢?

        生:依據(jù)正方形的特點,可以采用復制的方法。

        教師可引導學生發(fā)現(xiàn),除了采用復制的方法,還可以通過循環(huán)的方法簡化程序,提高效率。

        2.了解while循環(huán)結構

        while循環(huán)是一個通過條件來判斷并決定是否循環(huán)的語句。

        while循環(huán)的工作流程:程序運行到條件表達式,對條件進行判斷,如果符合條件,就運行循環(huán)體,如果不符合條件就跳出循環(huán),如圖3。

        3.理解while循環(huán)在程序中運行的思維過程

        引導學生結合正方形的程序理解while循環(huán)的工作流程,對問題進行分解。

        第一,哪些指令需要循環(huán)運行?

        生:繪制圖形的線段長度及旋轉角度等指令。

        師:我們把需要循環(huán)的指令稱為“循環(huán)體”。

        第二,循環(huán)體執(zhí)行了幾次?

        生:4次。

        師:我們把次數(shù)作為循環(huán)條件,x<4就作為條件表達式。

        第三,引出計次變量。

        師:次數(shù)作為循環(huán)條件,就需要一個用于記錄次數(shù)的變量x,將0作為初值賦值給x,每執(zhí)行一次循環(huán)體,將x加1重新賦值給x。

        師:請同學們根據(jù)程序流程圖,將編寫的繪制正方形的原始程序修改成為while循環(huán)結構(如圖4),并說一說在編程過程中有哪些需要注意的地方。

        4.深入理解while循環(huán)結構的運行過程

        師:四年級有位康康同學,她聽了聞老師的講解后,說了自己對用while循環(huán)編寫繪制正方形程序的理解,你們聽聽她說得對嗎?

        學生細聽語音,然后各抒己見,相互交流討論。

        三、思維拓展

        1.引導發(fā)現(xiàn)

        教師引導學生挑戰(zhàn)編寫繪制等邊三角形的程序,探究發(fā)現(xiàn)等邊三角形的特點:三條邊都相等,三個角都是60度。

        學生在編寫繪制等邊三角形的程序時,發(fā)現(xiàn)等邊三角形無法合攏,旋轉的角度出現(xiàn)問題。

        教師演示,引導學生分析問題,解決正多邊形旋轉外角的問題,如圖5。

        師:既然旋轉的是外角,為什么在繪制正方形的程序中沒有出現(xiàn)這樣的問題呢?

        生:因為正方形外角和內角恰好都是90度,因此將這個問題掩蓋了。

        2.自由拓展

        教師引導學生發(fā)現(xiàn)生活中的正多邊形,根據(jù)自己的需要編程設計一個自己喜歡的正多邊形。

        生1:我設計的是正五邊形,正五邊形的外角不太好計算。

        師:數(shù)學規(guī)律告訴我們,正多邊形的外角等于360度除以邊數(shù)。

        生2:我設計的是正七邊形,正七邊形外角度數(shù)無法整除,如果用51度,圖形無法封上口;如果用52度,接口處有交叉。

        師:由于同學們還沒有學習小數(shù)除法,我們發(fā)現(xiàn)計算出的角度有余數(shù),因此導致我們的圖形不準確。請同學們注意,計算機學科與數(shù)學學科都講求嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學精神,任何一個數(shù)據(jù)不準確都會導致最終的結果出現(xiàn)偏差,有什么辦法呢?

        生:我們可以用除法算式表示正七邊形的外角,剩下的事情就讓計算機去處理。

        四、總結提升

        其實在我們的日常生活中,有很多循環(huán)結構的具體應用,比如我們的課程表,能夠通過一個小小的表格,把每天的課程標示得清清楚楚,而且這個課程表可以周而復始地使用,簡化了課程安排,方便觀看,它就相當于循環(huán)結構中的循環(huán)體。本課我們了解了正多邊形的特性,認識到正多邊形結構精巧、美觀大方,蘊含著豐富的傳統(tǒng)文化,希望大家在生活中多用發(fā)現(xiàn)的眼睛去看世界。

        實踐反思

        依據(jù)信息技術學科核心素養(yǎng)的具體內容,在本課的教學中,筆者重點突出了核心素養(yǎng)中“計算思維”這一核心內容。

        一、聯(lián)結生活,引導學生發(fā)現(xiàn)圖形特點

        筆者充分掌握學科特點,了解學生的認知規(guī)律,發(fā)現(xiàn)學生身心成長的特點,應用遞進教學的方式推進學生計算思維的培養(yǎng)。筆者從日常生活入手,構建生動的課堂氛圍、教學情境,吸引學生注意力,促進教學與生活的聯(lián)結,讓學生在知識理解中加強應用,使他們具有實踐能力、創(chuàng)新精神。

        二、關注融合,引導學生積極探究未知

        為使學生具有信息素養(yǎng)、形成計算思維,在本課中,筆者關注學科間的融合問題。從日常生活入手,結合學生正在學習的數(shù)學知識,促進學科間融會貫通,進而探索未知。本課還融合了美術學科的內容,引導學生在編程的過程中感知正多邊形的對稱美。學生在發(fā)散思維的過程中,享有了探究學習的獲得感與成就感。

        三、啟智創(chuàng)新,豐富學生學習實踐體驗

        敢于沖破過往的束縛,教學才更具有時代性與延展性。課堂上,筆者立足于促進學生應用能力發(fā)展的需要,組織了多樣的創(chuàng)新實踐活動,實現(xiàn)同伴互學、同伴互助、師生共同成長的目的。在自主創(chuàng)作環(huán)節(jié),學生能夠主動發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的問題,通過小組探究分析問題的產生,找到了解決問題的方法。

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