算法教學(xué)中的問題驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

摘 要 本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)突出算法教學(xué)由淺入深、探究類比、反思與建構(gòu)等數(shù)學(xué)思維過程，通過自主探究與合作交流的學(xué)習(xí)方式自己歸納出條件語句的兩種形式，并通過實(shí)際生活問題的解決理解兩種形式的本質(zhì)區(qū)別，真正領(lǐng)會(huì)算法語句學(xué)習(xí)的必要性和價(jià)值性，發(fā)展了學(xué)生算法學(xué)習(xí)的邏輯思維和應(yīng)用意識(shí)。

關(guān)鍵詞 條件語句；并列式；嵌套式；探究過程

本著以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則，讓學(xué)生在經(jīng)歷觀察、探究、總結(jié)和應(yīng)用的過程中，系統(tǒng)理解條件語句兩種形式的利弊，及條件語句對語句學(xué)習(xí)的重要，突出條件語句在整章學(xué)習(xí)過程中的重要性。

一、教材分析

本節(jié)課是條件語句的第一課時(shí)，安排在賦值語句之后，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)輸入輸出語句和賦值語句。

二、教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)大綱及學(xué)生實(shí)際情況，本人制訂了以下教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)目標(biāo)：（1）掌握簡單If語句與If-Else語句的書寫格式。（2）理解嵌套形式If-Else—If語句書寫的層次性。（3）注意嵌套式和并列式條件語句在解決多分支條件結(jié)構(gòu)中的區(qū)別應(yīng)用。

2.能力目標(biāo)：（1）實(shí)現(xiàn)由框圖形式到語句形式的轉(zhuǎn)換。（2）通過本課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、分類對比和歸納總結(jié)的能力。

3.情感目標(biāo)：在探索中增強(qiáng)求知的欲望，通過對條件語句的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，勇于探索，樂于思考總結(jié)的精神，體驗(yàn)數(shù)學(xué)的樂趣和成功的愉悅。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：（1）掌握簡單If語句與If-Else語句的書寫格式。（2）理解嵌套形式If-Else—If語句書寫的層次性。

2.難點(diǎn)：嵌套式和并列式式在解決多分支條件結(jié)構(gòu)程序語言書寫中的應(yīng)用。

四、教法

本課主要采用啟發(fā)式和交往式的教學(xué)方法。

五、學(xué)法

本課以問題為中心，以解決問題為主線展開，學(xué)生主要采用“探究式學(xué)習(xí)法”進(jìn)行學(xué)習(xí)。本課學(xué)生的學(xué)習(xí)主要采用下面的模式進(jìn)行：提出問題？圯分析問題？圯解決問題？圯猜想與置疑（得出最佳方案）？圯總結(jié)？圯應(yīng)用

六、教學(xué)過程

1.提出問題，引入課題

問題1：閱讀以下一段程序語言，你能說明該程序的用途嗎？嘗試畫出該程序的結(jié)構(gòu)框圖。

程序1：Inputx

IFx<0THEN

x=-x

ENDIF

PRINTx

END

問題2：請你根據(jù)以下結(jié)構(gòu)框圖，寫出該結(jié)構(gòu)框圖的算法步驟。

（3）能否從第一小題的程序語言當(dāng)中得到啟發(fā)，嘗試著寫出第（2）小題的程序語句。

2.分析問題，抽象思維：

（1）從程序1的閱讀過程中，你覺得If-Then-Endif在整個(gè)程序中起了什么作用？

（2）在第2小題的算法當(dāng)中，我們同樣遇到一個(gè)需要判斷的變量。那么如何才能實(shí)現(xiàn)這種判斷，并根據(jù)變量的不同分類執(zhí)行指令呢？

（3）同時(shí)，請你觀察一下兩個(gè)算法有什么聯(lián)系和區(qū)別。

3.解決問題，形成概念：

（1）我們把與條件結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的語句叫做條件語句。（得出定義）

（2）在程序1中，條件語句中是通過If-Then來實(shí)現(xiàn)條件結(jié)構(gòu)中的判斷功能。

（3）程序2當(dāng)中一樣有條件結(jié)構(gòu)，但它與程序1有所不同，多了一項(xiàng)指令必須執(zhí)行，因此它必須在程序1的基礎(chǔ)上增加一個(gè)Else的命令。

程序1：程序2：

InputxInputx

IFx<0THENIF≥0THEN

x=-xPrintx

ENDIFElse

PRINTxPrint-x

ENDEndIF

END

設(shè)計(jì)意圖：（1）問題1通過程序1復(fù)習(xí)了算法步驟的書寫和結(jié)構(gòu)框圖繪制。（2）問題2掌握由結(jié)構(gòu)框圖過渡到程序語言的表示方式。（3）通過兩個(gè)兩個(gè)問題的對比和分析形成本節(jié)課的概念——條件語句。（4）通過條件結(jié)構(gòu)兩種形式的對比得出條件語句的兩種類型：①簡單If語句；②If-Else語句。（5）注意格式，顯示出程序語句的層次性

4.具體應(yīng)用，鞏固新知

5.掌握方法，適當(dāng)延展：

例1、已知分段函數(shù)y=-x+1 x<00 x=0x+1 x>0，編寫程序，輸入自變量x的值，輸出其相應(yīng)的函數(shù)值，輸出其相應(yīng)的函數(shù)值，畫出程序框圖。

問題：（1）通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道，條件語句總共有幾種形式？

（2）本例題可以應(yīng)用條件語句的哪種形式？可不可以兩種都用呢？

（3）如果可以，應(yīng)該如何書寫呢？比較兩種形式，有何異同點(diǎn)，哪種形式你更能接受？

解：

Step1：輸入x。

Step2：若x<0，則執(zhí)行第三步；否則，執(zhí)行第四步。

Step3：y=-x+1。

Step4：若x=0，則執(zhí)行第五步；否則，執(zhí)行第六步。

Step5：y=0。

Step6：y=x+1。

Step7：輸出y。

設(shè)計(jì)意圖：（1）探究多分支條件結(jié)構(gòu)的程序書寫方式，熟悉嵌套格式。（2）通過學(xué)生的交流和探究，理解條件語句兩種形式在多分支條件結(jié)構(gòu)問題解決過程中的具體應(yīng)用和延伸，得出：“嵌套式”和“并列式”兩種多分支條件語句。（3）通過對比，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并列式多分支條件語句設(shè)計(jì)過程的簡潔和工整美麗，也體現(xiàn)并列式條件語句具有化繁為簡，將復(fù)雜問題簡單化的功能。（4）通過學(xué)生分組協(xié)作討論，得出嵌套式結(jié)構(gòu)每一層判斷間都存在著子母關(guān)系，下層條件只是上層條件的某一個(gè)分支，顯然是一種逐層遞進(jìn)的關(guān)系。而并列式結(jié)構(gòu)的每一層判斷都是相互獨(dú)立、平等存在的一種并列關(guān)系。這種子母關(guān)系和并列關(guān)系是在教學(xué)過程中要著重引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出的二者的本質(zhì)區(qū)別。

6.教學(xué)反思：

本節(jié)課通過對一個(gè)分段函數(shù)取值情況的分類討論引入新課，在學(xué)生已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上導(dǎo)出新知——條件語句，過程顯得自然合理，并且通過學(xué)生討論與交流得出解決此類問題的兩種方式。然后，在升級分段函數(shù)的情況下，將學(xué)生引入條件語句兩種形式的深層次建構(gòu)，在建構(gòu)過程也讓學(xué)生明白如何做到將復(fù)雜的問題簡單化，體現(xiàn)出并列式多分支條件語句的優(yōu)美和簡單。