就高中《信息技術基礎》（必修）中“信息的編程加工”的教學設計

就高中《信息技術基礎》（必修）中“信息的編程加工”的教學設計
江蘇省姜堰中學  丁高燕
一、教材分析
[教學內容]
教育科學出版社2010年出版的《信息技術基礎》（必修）中第三章中“3.2信息的編程加工”；
[地位作用]
本節內容是學生在學習了信息加工的一般過程之后再來進行學習，是對上一節情境的承接，主要是描述一個編程過程，通過對整個過程的體驗讓學生了解計算機加工信息的內在機制，知道利用計算機解決問題的步驟。
[教學對象]
高一年級的幾乎沒有接觸過程序設計的學生
[教學目標]
 知識目標：讓學生能理解算法的真正含義；了解編程加工信息的一般步驟：需求分析、算法設計、編程實現（界面設計、代碼編寫、調試運行）；認識程序代碼。
 能力目標：能與實際生活中的例子結合起來，培養學生分析問題、解決問題的能力以及主動學習的意識。
 情感目標：通過互助小組，培養學生互相幫助、分工合作能力。
[教學重點]
算法的概念
[教學難點]
理解程序設計中變量的存儲原理、人的思維在計算機工作中發揮的作用

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[教學策略]
導入，提出問題，解答，體驗，歸納總結并拓展知識
1、教學案例的設計策略
 案例的選擇和設計是順利完成本部分教學內容的重要保障。因此，我選擇了學生感興趣的智力問題：交換2個杯子中的溶液，如何去完成？激發起學生探討解決問題新方法的渴望，通過求解這個具體問題讓學生體驗分析問題得出算法的過程，并順理成章地引入交換2個變量中數據，從而再引入比較2數大小并交換，為學生完成冒泡算法排序的學習鋪墊；例子由現實生活轉入抽象的理論，循序漸進地教與學，這樣的方法有利于學生消化吸收掌握知識；并通過讓學生完成半成品VB程序，讓學生體會到成功的喜悅。
 2、教學重點的定位
 引導學生體驗編程加工解決問題的過程；程序代碼的認識與編寫只能是了解與嘗試。
 3、教學資源運用的策略
 教學設計中提供了半成品的VB程序、學案和學習網站，解決學生對程序語言的學習障礙，確保學生能夠順利完成學習任務。
 4、學生學習策略
 老師指導的基礎上，組織學生采取小組互助合作的方式，通過學習網站開展自主學習、探究學習。
[教學資源]
1、硬件資源：多媒體網絡教室、游戲道具
2、軟件資源：交換2個變量數據程序、VB mini安裝版、學習網站及冒泡排序法FLASH動畫
[教學用時]  1課時
二、教學過程設計
步驟 教師活動 學生活動 設計意圖
引入 前一階段，了解了信息加工的過程和方式。目前我們所學的信息加工方式是通過應用軟件來實現的，比如：利用WORD中的“自選圖形”和EXCEL中的圖表功能可以實現數學函數圖像的繪制。（展示相應的例子）
但是這樣的圖形不夠細致，而且無法隨函數作出準確相應的變化
提出問題：如何用計算機幫我們解決我們要解決的具體問題呢？ 觀察 創設情境
引入問題

分析問題 引出:計算機解決問題的方法里有一種就是針對具體的問題編制專門的程序來解決問題的方法，這就是我們這節課的要和大家一起了體驗的——編程加工及針對具體的問題編制專門的程序,實現信息加工的自動化。
明確思想：計算機可以幫人們解決問題，但計算機沒有自己的思維，它其實不知道如何去解決問題。那計算機是怎么解決實際問題呢？它甚至還會下象棋呢，科幻片中的機器人在現實生活能實現么？
理論介紹：哦，其實呀，人們事先對問題進行分析，確定解決問題的具體方法和步驟，然后用計算機可以識別的語言編制好一組讓計算機執行的指令即程序，交給計算機，讓計算機按人們指定的步驟有效地工作，從而達到解決問題的目標。  學生們還沒編程加工信息的思想，老師的講解能讓他們有初步認識
提出問題，解決問題 1、算法是什么呢？
算法是指解決問題的方法和步驟。
（需要強調）算法不僅是指計算的方法，而且還包含從何處著手、解題步驟以及結果處理等全過程。
2、舉例說明：在日常生活中經常會寫信，郵寄一封信的過程可分為：
寫信→寫信封→貼郵票→投入信箱 理解算法的真正含義，并能與實際生活中的例子結合起來。 給出算法的定義，并舉例說明，使學生充分理解算法的真正含義，區分算法不僅是指計算的方法
運用知識 請思考：要把A杯子里的水和B杯子里的牛奶交換一下，你可以想到什么辦法呢？討論一下解決這個問題的算法哦！
引導學生思考，總結出幾個算法，按既定目標挑選其中一個講解：取一空杯C→將A杯中水倒入C杯中→將B杯中牛奶倒入A杯中→將C杯中的水倒入B杯中
 學生討論思考并表述方法
體會分析問題-解決問題 讓學生能理解算法的真正含義，并能與實際生活中的例子結合起來，學會分析問題、解決問題。體現教學的知識目標和能力目標
為后面引入變量交換數據作鋪墊
知識過渡 計算機中處理簡單問題的方法：如何交換兩變量A、B中的值。
在計算機中處理此類問題時不能直接交換A、B的值，需臨時變量C，逐步交換。[此處需要形象地解釋一下計算機中變量存儲機制：變量就象是用于存放數據的盒子]
根據前面換水和牛奶的例子，你能不能得到啟發，來解決這個問題呢？
由學生自己思考出解決問題的算法如下：
（1） 將A的值賦給C；
（2） 將B的值賦給A；
（3） 將C的值賦給B。 學生運用所學知識，討論思考并表述方法 理解計算機處理數據的內在運行機制。
并靈活運用所學知識。
知識延展 那具體地用計算機來解決這個問題該如何操作呢？
程序設計的一般步驟：
1、分析問題：確定要解決的問題，即要求計算機“做什么”。
2、設計算法：對某一特定的問題設計的求解步驟和方法。
3、編程實現：把人們設計的算法轉換成計算機能夠識別的代碼
界面設計→代碼編寫→調試運行→維護 了解程序設計的一般過程，對程序設計有概括性的認識。 介紹編程的一般過程，讓學生系統的學習
體驗過程 體驗程序：
利用安裝好的VB來運行“交換兩個變量中值”程序。
（教師演示、巡視、指導） 完成“交換兩個變量中值”程序的運行。
要求小組內先做完的同學幫助其他同學，充當小老師的角色。 對程序設計有概括性的認識，了解使用編程方式解決問題的一般步驟。
知識延展 拓展：那現在你會不會解決這個問題呢？
比較兩個數A、B，將較小的一個放在A中，較大的一個放在B中。
請同學們自主完成這個程序設計。 學生思考討論，完成相應的程序設計。要求小組內先做完的同學幫助其他同學，充當小老師的角色。 通過設置兩個例子，讓學生對此有所認識，為后面冒泡排序法的掌握鋪設兩級臺階，有利于學生的學習和掌握。
自主學習 1、學生看課本44頁有關冒泡排序算法的知識及學習網站上該算法動畫演示。（教師巡視、指導）
2、游戲：現場利用教師提供的道具演示冒泡排序法的過程。
3、小結：冒泡排序法的核心思想是兩兩比較。
（道具：在5張16開白紙上分別寫上數字2、7、9、11、14，并打亂順序。） 1、了解冒泡排序法的相關知識。
2、游戲：5位同學資源上臺站成一排，每人手中拿著教師預先寫好數字的一張紙，由一位同學指揮，根據冒泡排序法交換手中紙張，實現數據排序。 通過游戲，讓學生加深印象，能形象直觀地理解冒泡算法
能力體驗 請同學們自主完成冒泡算法的程序設計（教師巡視、指導） 通過互助組協作完成程序設計 
總結  通過今天的學習，大家對信息的編程加工，計算機處理數據的方法有一個概括性的認識，體驗了程序設計的獨特魅力。這節課的內容是“算法與程序設計”選修模塊中的一部分，如果大家還有興趣可以選修這個模塊。可以進一步了解計算機是如何下象棋的！ 總結操作過程的經驗，理解計算機對信息進行編程加工的原理與方法。 概括本節課所學內容，并介紹“算法與程序設計”選修模塊，為學生對該模塊有所認識，對選修提供幫助。
留下一個誘人的例子，吸引學生去探究“算法與程序設計”
三、教學反思
 對于沒有程序設計基礎的學生，要在一節課內講清楚算法的概念、程序設計的思想等內容需要教師靈活地處理教材。本節課的教學我曾嘗試過多種教學方式：傳統教學方式（全由老師講解編程方式加工信息）、學生自主學習方式（學生根據學習網站自學）、半傳統半自主學習方式（二者結合）。從教學效果來看：傳統教學方式，只能讓課程越教越枯燥；但想要完全通過自主學習的方式來讓學生理解編程方式加工信息也是行不通的，因為高一學生幾乎沒有接觸過程序設計，對計算機中數據的處理完全不理解；只有通過設置兩個例子講解，給學生一定的知識提示，為后面冒泡排序法的掌握鋪設兩級臺階。循序漸進地教與學，例子由現實生活轉入抽象的數學理論，這樣的教與學，有利于學生消化吸收掌握知識。