游戲法教學(xué)：抽象性算法的最佳溶劑

　　程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對(duì)于信息技術(shù)學(xué)科的其他內(nèi)容來(lái)說(shuō)較為抽象，雖然目前我們使用的教材中列舉的算法都是一些典型的、常見(jiàn)的例子，但算法仍是學(xué)生較難理解和掌握的內(nèi)容。
　　算法原本來(lái)自生活，是解決問(wèn)題的策略和步驟的提煉，何不將算法融人生活中呢?這里筆者結(jié)合江蘇省高中信息技術(shù)必修教材的程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，介紹三種融入式的游戲教學(xué)方法實(shí)例。
　　
　　使用道具法
　　
　　適當(dāng)?shù)厥褂媒虒W(xué)道具是傳統(tǒng)課堂中一種常用和有效的輔助教學(xué)方法，在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中靈活運(yùn)用教學(xué)道具同樣可以讓課堂教學(xué)生動(dòng)而富有樂(lè)趣。
　　例如，在講授“交換兩個(gè)變量中的數(shù)據(jù)”這個(gè)基本算法時(shí)，筆者首先拿出事先準(zhǔn)備好的教學(xué)道具——兩個(gè)相同的瓶子，瓶子上分別貼有標(biāo)簽“x”和標(biāo)簽“y”，瓶子里面裝滿(mǎn)不同顏色的溶液，要求交換這兩個(gè)瓶子里的溶液，接著讓一名學(xué)生走上講臺(tái)完成這個(gè)要求。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，這是一個(gè)顯然不可能完成的任務(wù)，這名學(xué)生面露難色，向教師提出增加一個(gè)空瓶的要求，教師很樂(lè)意地拿出一個(gè)同樣的空瓶子，上面貼有標(biāo)簽“m”。看到這里，很多學(xué)生很自然地聯(lián)系到這三個(gè)瓶子分別對(duì)應(yīng)變量“x”、“y”和中間變量“m”。其實(shí)，筆者并不一定要求學(xué)生真正去交換兩個(gè)瓶子中的溶液，而是讓學(xué)生去思考這樣一個(gè)實(shí)際生活問(wèn)題的解決過(guò)程和步驟，進(jìn)而很自然地引出計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)算法的描述。
　　通過(guò)上面的演示和分析，學(xué)生很容易就歸納出這個(gè)算法的步驟。具體描述如下：
　　已知變量x和y中分別存放了數(shù)據(jù)，現(xiàn)在要交換其中的數(shù)據(jù)。為了達(dá)到交換的目的，需要引進(jìn)一個(gè)中間變量m，其算法如下：
　　①將x中的數(shù)據(jù)送給變量m，即x→m：
　　②將y中的數(shù)據(jù)送給變量x，即y→x；
　　③將m中的數(shù)據(jù)送給變量y，即m→y。
　　這個(gè)算法是教材中安排的第一個(gè)基本算法，它的思想及過(guò)程更多地應(yīng)用在很多相對(duì)復(fù)雜的大型程序中。筆者通過(guò)一個(gè)小游戲開(kāi)場(chǎng)，不僅讓學(xué)生帶著興趣接受了這樣一個(gè)小算法，還讓學(xué)生明白原來(lái)計(jì)算機(jī)程序并不像想象中那么神秘，算法其實(shí)就是解決實(shí)際問(wèn)題的步驟和過(guò)程，從而很自然地將學(xué)生引入程序設(shè)計(jì)的課堂。
　　為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，同時(shí)也為后續(xù)知識(shí)的展開(kāi)稍作鋪墊，筆者又提出了兩點(diǎn)思考：“如果兩個(gè)瓶子不一樣，是否可以交換瓶子中的溶液”和“當(dāng)前容器中的溶液”。這兩點(diǎn)思考分別聯(lián)系后續(xù)知識(shí)點(diǎn)：變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型和變量的特點(diǎn)。
　　
　　趣味實(shí)例法
　　
　　我們選用的教材中學(xué)習(xí)的高級(jí)語(yǔ)言Visual Basic(簡(jiǎn)稱(chēng)VB)是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有很強(qiáng)的可視化操作性，很多知識(shí)點(diǎn)都融入在一些簡(jiǎn)單有趣的實(shí)例中。教師可以先演示實(shí)例的運(yùn)行效果，這些有趣的實(shí)例對(duì)學(xué)生有較強(qiáng)的吸引力，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知的欲望。結(jié)合這些趣味實(shí)例的演示與分析，不僅讓學(xué)生在快樂(lè)的學(xué)習(xí)中掌握了知識(shí)點(diǎn)，還進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
　　例如，在講授“星星閃爍”的實(shí)例時(shí)，首先讓學(xué)生想象一下自己心中的星空景象，接著教師寅示了該實(shí)例的效果，同時(shí)提出了三點(diǎn)思考：“如何改變星星及天空的顏色”、“如何增減天空中星星的個(gè)數(shù)”及“如何改變星星閃爍的時(shí)間間隔”。該實(shí)例的效果圖、屬性設(shè)置及程序代碼如下。
　　
　　為了實(shí)現(xiàn)星星閃爍的效果，本例設(shè)置了一個(gè)定時(shí)器控件，窗體啟動(dòng)后，每隔500ms觸發(fā)一次Timer事件，在該事件中使用循環(huán)語(yǔ)句隨機(jī)產(chǎn)生50個(gè)坐標(biāo)值，然后用窗體的Pset方法在這些坐標(biāo)處畫(huà)點(diǎn)，窗體上就會(huì)出現(xiàn)星星的效果。在Timer事件的開(kāi)頭，使用Cls方法清屏，以產(chǎn)生閃爍效果。完成本程序需要在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)的屬性如下表。(屬性表和代碼中粗體字為思考題的答案，即需要修改的地方)
　　
　　在教師的演示和提示下，學(xué)生通過(guò)討論和思考很快就找到了解決問(wèn)題的答案。趁著學(xué)生剛剛有了一定的成就感，教師分析并歸納了本實(shí)例的知識(shí)點(diǎn)，即在本實(shí)例中循環(huán)語(yǔ)句的設(shè)置是關(guān)鍵。
　　為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師可提出更進(jìn)一層的思考，如“如何產(chǎn)生五顏六色的星星”、“如何產(chǎn)生不同形狀的星星，如圓形、五角形”，同時(shí)教師也可以作適當(dāng)提示，其中的知識(shí)點(diǎn)又與后續(xù)知識(shí)有一定聯(lián)系，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣能夠有效地保持并延伸到將來(lái)的學(xué)習(xí)中去。課后，有一名學(xué)生還問(wèn)“能否將自己的姓名書(shū)寫(xiě)在星空中”，當(dāng)時(shí)我很欣慰地作了解答。
　　
　　親身體驗(yàn)法
　　
　　很多在初學(xué)者看來(lái)抽象難懂的算法，其實(shí)只要換一個(gè)角度來(lái)看，換一個(gè)方式來(lái)理解，就可以變抽象為通俗。例如：筆者在講授經(jīng)典的排序算法時(shí)，嘗試用游戲的方式讓學(xué)生親身體驗(yàn)到了算法的魅力，并感悟到了算法的內(nèi)涵。
　　這里以教材中提到的最簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單選擇排序?yàn)槔榻B如何將排序的思想融入游戲中。以下是筆者引用的例題和程序代碼：
　　[例]輸入10個(gè)數(shù)，將它們按從小到大順序排列輸出
　　
　　
　　[實(shí)踐過(guò)程]
　　
　　在講解該實(shí)例時(shí)，筆者先對(duì)學(xué)生介紹了簡(jiǎn)單選擇排序的基本思路，并提醒學(xué)生注意代碼中的關(guān)鍵點(diǎn)。接下來(lái)要求學(xué)生根據(jù)簡(jiǎn)單選擇排序的思想完成一個(gè)排隊(duì)的小游戲，為了便于操作，筆者要求只上來(lái)6名學(xué)生，由其中5名高矮相差明顯的學(xué)生隨機(jī)排成一列，另1人為排隊(duì)的指揮員，最后排成一列由矮到高的隊(duì)伍，這樣擔(dān)任“指揮員”的學(xué)生相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)算法的理解就要求更深一些。筆者還有意讓班級(jí)的體育委員來(lái)挑選小組成員，包括體育委員在內(nèi)的學(xué)生都因?yàn)檫@個(gè)小小的安排變得更加積極和踴躍起來(lái)，原本略顯抽象空洞的程序設(shè)計(jì)課也充滿(mǎn)了樂(lè)趣。
　　其中，為了體現(xiàn)算法的一些重要細(xì)節(jié)，筆者還有意要求學(xué)生通過(guò)一些動(dòng)作來(lái)演示，如為了表達(dá)“a(j)　　
　　[分析與歸納]
　　
　　通過(guò)教師的恰當(dāng)引導(dǎo)和學(xué)生的積極參與，學(xué)生較好地掌握了這個(gè)經(jīng)典的排序算法。學(xué)生分析并歸納了本算法的關(guān)鍵；確定內(nèi)外層循環(huán)變量及初始值和終止值；理解“aU)　　教師也進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，今天講到的簡(jiǎn)單選擇排序方法雖然簡(jiǎn)單，但是其中的思想應(yīng)用十分廣泛。
　　
　　[進(jìn)一步思考]
　　
　　為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，筆者又提出了兩點(diǎn)思考。
　　第一個(gè)思考是書(shū)中的“實(shí)踐與探索”：仔細(xì)分析上例程序不難看出，每進(jìn)行一次比較，只要a(j)　　要求學(xué)生能夠在原代碼的基礎(chǔ)上做出修改，并且能夠繼續(xù)用今天排隊(duì)的方式表演出來(lái)。
　　第二個(gè)思考是“后面我們將有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)到另一個(gè)經(jīng)典的排序算法——冒泡排序，到時(shí)候希望今天的原班人馬為我們表演續(xù)集”。
　　第二個(gè)思考雖然并不需要學(xué)生現(xiàn)在去思考，但為后續(xù)章節(jié)埋下了伏筆，也進(jìn)一步提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　(作者單位：江蘇省鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校丹陽(yáng)校區(qū)教師教育系　21231