朱麗花

當(dāng)前，在信息技術(shù)程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，普遍存在重實(shí)踐、輕理論，重代碼、輕思維的現(xiàn)象，與新課標(biāo)中要求學(xué)生能夠運(yùn)用計(jì)算思維的方法對(duì)問題進(jìn)行抽象建模、提取特征、構(gòu)造算法、編制程序解決問題的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。教師可以通過設(shè)計(jì)問題鏈的方式進(jìn)行有效的課堂提問，引導(dǎo)學(xué)生深度思考，激發(fā)學(xué)生的高階思維和創(chuàng)造性思維。

思維總是從提問開始的，思維的培養(yǎng)并非一蹴而就，而是一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)知過程?！吧茊枴笔且环N能力，只有“善問”才會(huì)有輕松愉快的課堂氛圍，才會(huì)發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維?？墒悄壳暗母咧行畔⒓夹g(shù)課堂，教師普遍存在提問隨意性大、缺乏問題的整體設(shè)計(jì)、提問效率不高等問題。一節(jié)課中肯定會(huì)有多個(gè)問題，教師需要對(duì)這些問題進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，建立內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生深度思考，這其實(shí)就產(chǎn)生了問題鏈。

一、問題鏈?zhǔn)鞘裁?/p>

問題鏈?zhǔn)墙處熞罁?jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的困惑，設(shè)計(jì)出一組有主題、有層次、相對(duì)獨(dú)立而又關(guān)聯(lián)的問題群。

設(shè)計(jì)問題鏈的目的是通過環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)、螺旋上升的問題群，將問題與教學(xué)目標(biāo)緊緊連在一起，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向、深入思考，在解決問題的過程中訓(xùn)練思維能力，發(fā)展高階思維，培養(yǎng)其學(xué)科核心素養(yǎng)。

依據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中的“內(nèi)容要求”和“學(xué)業(yè)要求”?！俺绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)”單元要求能從生活實(shí)例出發(fā)，概述算法的概念與特征，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡(jiǎn)單算法;掌握一種程序設(shè)計(jì)語言的基本知識(shí)，通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，掌握程序調(diào)試與運(yùn)行的方法。

本文將以“一個(gè)核心問題—幾個(gè)主要問題—多個(gè)遞進(jìn)問題”三級(jí)問題序列為設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)”單元教學(xué)問題鏈，幫助學(xué)生建立合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，了解順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生利用python程序設(shè)計(jì)語言解決實(shí)際問題的基本能力。

“一個(gè)核心問題”是指這個(gè)單元將圍繞哪個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)問題開展活動(dòng)，重心在單元整體設(shè)計(jì)。因?yàn)閱卧墙虒W(xué)的基本單位，學(xué)校的課程開發(fā)與課堂轉(zhuǎn)型必須從單元整體設(shè)計(jì)做起，基于學(xué)科核心素養(yǎng)的單元整體設(shè)計(jì)是一線教師的基本功。“幾個(gè)主要問題”是指在這個(gè)核心問題下，每節(jié)課的重難點(diǎn)問題，重心在課時(shí)具體規(guī)劃?！岸鄠€(gè)遞進(jìn)問題”是指在幾個(gè)主要問題下，每節(jié)課通過哪些具體問題層層遞進(jìn)去突破重難點(diǎn)，解決實(shí)際問題，重心在課堂的有效落實(shí)。

二、《一天的等待》案例呈現(xiàn)

問題來源于海明威的小說《一天的等待》，小主人公是一位九歲的男孩，當(dāng)他聽到醫(yī)生說他的體溫達(dá)到102度時(shí)，非常擔(dān)心自己會(huì)死去，因?yàn)樗弥艘话惆l(fā)燒到40度就要活不成了。這是怎么回事呢？

問題原因是小男孩不了解華氏和攝氏溫度的換算方法，誤以為自己快要發(fā)燒燒“死”了。小說形象、具體、細(xì)致地刻畫了在一天的等待死亡過程中，小男孩所表現(xiàn)出來的不畏死神的勇氣。

一個(gè)核心問題：如何解決溫度轉(zhuǎn)換實(shí)際問題？

幾個(gè)主要問題：

1.計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程是什么？如何利用python程序解決小男孩的溫度轉(zhuǎn)換問題？

2.程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？如何利用python程序打印指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表？

3.程序的選擇結(jié)構(gòu)又有什么特點(diǎn)？如何利用python程序打印醫(yī)務(wù)人員使用的指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表？若輸入錯(cuò)誤，需給予提示。

4.綜合應(yīng)用，如何計(jì)算天天向上的力量？

多個(gè)遞進(jìn)問題：

1.計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程是什么？如何利用python程序解決小男孩的溫度轉(zhuǎn)換問題？

（1）思考，如果讓你來幫助小男孩解決這個(gè)問題，你該如何做，第一步，第二步……總結(jié)解決問題的過程通常包括哪些階段。

（2）類比學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程是什么？

（3）如何用python編寫程序，幫助小男孩解決問題？

（4）若將第一條語句改為：f=input（“請(qǐng)輸入一個(gè)華氏溫度”），運(yùn)行程序，會(huì)發(fā)生什么？為什么？

（5）若將第二條語句改為：c=5*（f-32）//9，運(yùn)行程序，會(huì)發(fā)生什么？為什么？

（6）如何使用python編寫程序，計(jì)算并打印100、101、102和103所對(duì)應(yīng)的攝氏溫度，結(jié)果保留2位小數(shù)。

2.程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？如何利用python程序打印指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表？

（1）課前復(fù)習(xí)，上節(jié)課課堂練習(xí)中輸出語句%8.0f，

%10.2f是什么意思？程序中哪幾行代碼是重復(fù)編寫，有更簡(jiǎn)便的方法嗎？

（2）如何用python編寫程序打印指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表？間隔為10，其中下限和上限由用戶輸入。

（3）為什么下限和上限一般都是由用戶自己輸入，好處在哪里？

（4）這個(gè)程序中，哪一個(gè)變量是循環(huán)控制變量？它的初值、終值是多少？它是如何有規(guī)律地變化的？循環(huán)做了多少次？

（5）這個(gè)程序中，for循環(huán)的循環(huán)體里有幾行代碼？靠什么來區(qū)分？

（6）如何用python編寫程序打印九九乘法表？

3.程序的選擇結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？如何利用python程序打印醫(yī)務(wù)人員使用的指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表？若輸入錯(cuò)誤，需給予提示。

（1）課前復(fù)習(xí)，如果輸入的下限a=101，上限b=0，結(jié)果會(huì)怎樣？

（2）如何避免這樣的輸入錯(cuò)誤，需要用到程序設(shè)計(jì)中的什么結(jié)構(gòu)？

（3）人體體溫計(jì)的合理范圍是華氏90度到110度（包含90和110），如何用python編寫程序打印醫(yī)務(wù)人員使用的指定范圍的華氏、攝氏溫度對(duì)應(yīng)表，間隔為1。若輸入的上下限超出人體體溫合理范圍，則給予提示。

（4）在編寫程序時(shí)，有些同學(xué)寫的判斷條件不太一樣，這兩種判斷條件都對(duì)嗎？

（5）如果輸入3次機(jī)會(huì)，程序怎么改，需要加什么結(jié)構(gòu)的語句？

（6）如何用python實(shí)現(xiàn)對(duì)高一某個(gè)男生體重指數(shù)等級(jí)的完整評(píng)定？即根據(jù)輸入的身高和體重值，顯示對(duì)應(yīng)的等級(jí)：正常、低體重、超重或肥胖。

4.綜合應(yīng)用，如何計(jì)算天天向上的力量？

（1）鍥而舍之，朽木不折;鍥而不舍，金石可鏤。一年365天，每天進(jìn)步或退步1‰，嘗試編程計(jì)算一年累計(jì)進(jìn)步和退步了多少？

（2）如何使用算術(shù)運(yùn)算符中的指數(shù)運(yùn)算符、pow

（? ）內(nèi)置函數(shù)、for循環(huán)等方法進(jìn)行計(jì)算？

（3）什么是算法？為什么要學(xué)習(xí)算法？

（4）這個(gè)程序中，哪些地方體現(xiàn)了算法的有窮性、確定性、輸入、輸出和可行性這些算法特征？

（5）常用算法的描述方法有哪些，各自又有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

（6）有個(gè)科學(xué)猜想的節(jié)目?jī)?nèi)容：如果有一張足夠大的紙，其厚度為0.1毫米，對(duì)折一次紙的厚度增加1倍。假設(shè)這張紙連續(xù)對(duì)折始終是可能的，對(duì)折多少次后，紙的厚度可以超過珠穆朗瑪峰的高度（8844.43米）？嘗試選用一種方法對(duì)該問題進(jìn)行描述。

三、設(shè)計(jì)單元評(píng)價(jià)體系

信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)方式主要有過程性評(píng)估和總結(jié)性評(píng)價(jià)。過程性評(píng)價(jià)側(cè)重于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)估，例如，在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出的小組合作能力、前期知識(shí)、信息意識(shí)、計(jì)算思維和信息社會(huì)責(zé)任感以及數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱;總結(jié)性評(píng)估側(cè)重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)估，內(nèi)容指向本項(xiàng)目學(xué)業(yè)質(zhì)量水平及學(xué)科核心素養(yǎng)水平目標(biāo)的達(dá)成。

單元過程性評(píng)估，如表1所示。

表1 單元過程性評(píng)估

[項(xiàng)目評(píng)價(jià)表 內(nèi)容 描述 評(píng)價(jià) 項(xiàng)目完成情況 對(duì)問題能夠進(jìn)行具體分析，具有較清晰明確的解決思路 □5 □4 □3 □2 □1 在問題的解決中，可以對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解 □5 □4 □3 □2 □1 算法的描述中，流程圖清晰、完整 □5 □4 □3 □2 □1 最終的算法是正確、可執(zhí)行的 □5 □4 □3 □2 □1 合作學(xué)習(xí)情況 組員具有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)熱情，能夠積極參與到小組項(xiàng)目活動(dòng)中，活動(dòng)過程井然有序 □5 □4 □3 □2 □1 在問題解決過程中，小組成員有明確的分工，有充分的交流和分享，協(xié)作效率高 □5 □4 □3 □2 □1 組員能夠?qū)W(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí) □5 □4 □3 □2 □1 在遇到問題時(shí)，組員可以共同商量，一起研究解決辦法 □5 □4 □3 □2 □1 ]

評(píng)價(jià)中的分?jǐn)?shù)針對(duì)前面的描述，非常符合，5 分;比較符合，4 分;一般，3分;比較不符合，2 分;非常不符合，1 分。

總結(jié)性評(píng)估，如學(xué)習(xí)單所示。

學(xué)習(xí)單

一、單選題

1.人們利用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程（? ）

①編程調(diào)試 ②分析問題 ③設(shè)計(jì)方案 ④解決問題 ⑤提出問題

A.②③⑤④① B.②③④⑤①

C.②⑤①③④ D.⑤②③①④

2.在以下運(yùn)算符中，優(yōu)先級(jí)最低的運(yùn)算符（? ）

A.* B.！ C.+ D.=

3.以下變量名合理的是（? ）

A.9a B.a-1 C.Vall D._a*

4.有以下程序段：

sum=1

for i in range（1，5）

sum=sum*i

print（sum，i）

程序的運(yùn)行結(jié)果是（? ）

A.24 5? B.120 5? C.24 4? D.120 4

5.以下有關(guān)算法的描述中，正確的是（? ）

A.算法是有關(guān)一個(gè)問題的計(jì)算方法

B.算法只是概括解決問題的思路，具體步驟應(yīng)該在編寫程序時(shí)完成

C.算法必須在有限時(shí)間和有限空間內(nèi)通過有限步驟完成

D.因?yàn)樗惴ㄓ沙绦驅(qū)崿F(xiàn)，所以設(shè)計(jì)算法時(shí)無須考慮計(jì)算機(jī)能否理解和執(zhí)行

二、簡(jiǎn)述題

小明在自動(dòng)售貨機(jī)選擇了一種價(jià)值5元的飲料，在收款口放入了10元，自動(dòng)售貨機(jī)接受貨幣后，在商品出口給出了小明選擇的飲料，并返回5元。

請(qǐng)嘗試畫出這個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)后臺(tái)算法執(zhí)行流程。

水平1：能畫出簡(jiǎn)單的順序結(jié)構(gòu)流程，即選擇物品—給錢—出商品。

水平2：能夠加入對(duì)金額的判斷和找錢的過程，能夠用流程圖實(shí)現(xiàn)。

水平3：在算法設(shè)計(jì)過程中加入自己的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)，如對(duì)情境的判斷、童鎖的設(shè)置、紙幣的防偽等，并用流程圖實(shí)現(xiàn)。

四、思考與展望

教育家蘇霍姆林斯基說：“獲取知識(shí)——這就意味著發(fā)現(xiàn)真理，解答疑問。你要盡量使你的學(xué)生看到、感覺到、觸摸到他們不懂的東西，使他們面前出現(xiàn)疑問?！睆倪@句話中可以看出，教學(xué)過程就是師生共同發(fā)現(xiàn)“不懂的東西”、提出“不懂的東西”、分析“不懂的東西”、解決“不懂的東西”的過程。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)問題鏈，讓學(xué)生在充滿疑問的情景中自主使用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具解決問題。在解決問題的實(shí)際活動(dòng)中學(xué)習(xí)信息技術(shù)技能，掌握應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的思想和方法，學(xué)會(huì)遷移，解決其他相關(guān)問題，發(fā)展學(xué)生計(jì)算的思維，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王后雄. “問題鏈”的類型及教學(xué)功能：以化學(xué)教學(xué)為例[J]. 教育科學(xué)研究，2010（5）：50-54.

[2]王建強(qiáng). 課堂問題鏈的設(shè)計(jì)、實(shí)踐與思考[J]. 上海教育科研，2015（4）：71-73.

（作者單位：西北大學(xué)附屬中學(xué)）

編輯：溫雪蓮