《走進(jìn)程序設(shè)計(jì)》教學(xué)設(shè)計(jì)

顧霞 曹恒來(lái)

學(xué)習(xí)者分析

本節(jié)的學(xué)習(xí)對(duì)象是八年級(jí)的學(xué)生，他們已具備一定的觀察、思考、分析和解決問(wèn)題的能力，熟悉常見(jiàn)的應(yīng)用軟件。但他們對(duì)用計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題接觸甚少，把程序設(shè)計(jì)看得高深而神秘，容易產(chǎn)生厭學(xué)、怕學(xué)的情緒，從而失去學(xué)習(xí)的信心。學(xué)生已經(jīng)在數(shù)學(xué)課中學(xué)習(xí)過(guò)求圖形的面積和周長(zhǎng)、解方程等相關(guān)知識(shí)，為學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本節(jié)課是蘇科版八年級(jí)《初中信息技術(shù)》第四章第一節(jié)“程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介”的內(nèi)容，是本章的起始課。本節(jié)課的主要內(nèi)容是認(rèn)識(shí)程序設(shè)計(jì)、了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的過(guò)程。用計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題是信息加工和處理的一種重要手段，計(jì)算機(jī)就是靠人編寫的計(jì)算機(jī)程序來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的，計(jì)算機(jī)程序是一組操作指令或語(yǔ)句序列，程序設(shè)計(jì)的一般過(guò)程包括確定算法、編寫程序、調(diào)試程序。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：了解計(jì)算機(jī)程序的概念；了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)“解方程”實(shí)例引入程序設(shè)計(jì)。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過(guò)探究“求圖形面積、周長(zhǎng)”實(shí)例，經(jīng)歷計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題。

教學(xué)策略

本節(jié)內(nèi)容中含有的概念較多，如果教師只是照本宣科，就無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們迸發(fā)出思維的火花。概念是進(jìn)行邏輯思維的最初形式，是進(jìn)行邏輯思維的物質(zhì)基礎(chǔ)。任何一個(gè)概念的形成都是一個(gè)不斷完善、發(fā)展的過(guò)程。教學(xué)時(shí)，要還原概念的生成與發(fā)展過(guò)程，才能讓學(xué)生更好地體驗(yàn)概念、感受概念，最終形成對(duì)概念的認(rèn)知。為此，筆者通過(guò)引入程序、走進(jìn)程序、體驗(yàn)程序、暢想程序這些學(xué)習(xí)活動(dòng)，期望學(xué)生在活動(dòng)中感悟程序、程序設(shè)計(jì)的概念，認(rèn)識(shí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的過(guò)程。

教學(xué)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)情境，引入程序

師：在日常生活中，我們經(jīng)常使用計(jì)算機(jī)解決以下各類問(wèn)題：①如何在體檢表中，快速找出身高最高的學(xué)生？（電子表格）②繪制一個(gè)圓形，可以使用什么工具軟件？（畫圖、WPS、Photoshop）③解一元二次方程呢？前面兩個(gè)問(wèn)題我們可以使用電子表格、畫圖等軟件來(lái)解決。第三個(gè)問(wèn)題呢？我們現(xiàn)有的軟件能解決嗎？沒(méi)有合適的軟件，我們可以自己編寫程序。

學(xué)生體驗(yàn)用程序來(lái)解一元二次方程（如圖1）。

小結(jié)：用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)考慮選擇現(xiàn)有軟件，當(dāng)沒(méi)有合適的軟件時(shí)，需要自己編寫程序來(lái)解決問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖：借助問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，喚起學(xué)生的求知欲，總結(jié)出用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的幾種方法。利用解方程這個(gè)小程序，幫助學(xué)生感受計(jì)算機(jī)程序的作用，調(diào)動(dòng)他們開(kāi)發(fā)程序的愿望，明確學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.感知生活，走進(jìn)程序

用計(jì)算機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言，編排完成具體工作的操作序列。

師：計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的語(yǔ)言是什么呢？我們一起來(lái)認(rèn)識(shí)它（分析程序代碼）。

活動(dòng)三：了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

觀看微視頻“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”，思考以下問(wèn)題。

①程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分為哪三種？（機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言）

②計(jì)算機(jī)唯一直接識(shí)別的語(yǔ)言是什么？（機(jī)器語(yǔ)言）

③我們一般使用哪種語(yǔ)言編寫程序？（高級(jí)語(yǔ)言）

④高級(jí)語(yǔ)言程序如何轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言程序呢？（用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序必須先翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序，計(jì)算機(jī)才能識(shí)別和執(zhí)行，翻譯方式有解釋與編譯兩種，如圖2）

設(shè)計(jì)意圖：合理地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生利用生活中的問(wèn)題進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，即解方程的步驟、查看解方程程序的代碼，由生活中的程序過(guò)渡到計(jì)算機(jī)程序，便于學(xué)生接受、理解和運(yùn)用知識(shí)。借助微視頻學(xué)習(xí)任務(wù)單，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言等幾種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)。

3.范例引領(lǐng)，體驗(yàn)程序

活動(dòng)四：分析范例，體驗(yàn)求三角形面積的程序。

①求三角形面積。

師：實(shí)現(xiàn)方法是輸入底、高（面積=底×高÷2），點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，輸出面積（如圖3）。為了使描述更加清晰、直觀，我們一般使用流程圖呈現(xiàn)（如圖4）。

小結(jié)：這是我們解決求三角形面積問(wèn)題的方法。計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題和人解決問(wèn)題一樣需要解題步驟和方法。這種計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的步驟和方法稱為算法。自然語(yǔ)言是最直接的描述算法的工具，用流程圖表示算法，直觀形象，易于理解。解決問(wèn)題的過(guò)程，就是實(shí)現(xiàn)算法的過(guò)程，而計(jì)算機(jī)程序就是算法的代碼實(shí)現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的。

②打開(kāi)求三角形面積程序，切換代碼界面，對(duì)照流程圖，嘗試讀懂程序。

③學(xué)生運(yùn)行程序，查看結(jié)果。

活動(dòng)五：模仿范例，設(shè)計(jì)求長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的程序。

①分析問(wèn)題，確定算法。

教師對(duì)比求三角形面積的方法，引導(dǎo)學(xué)生確定求長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的算法（如圖5）。

②啟動(dòng)VB，完善程序。

學(xué)生模仿求三角形面積的程序編寫求長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的程序。

③運(yùn)行和調(diào)試程序。

師：按F5鍵運(yùn)行程序，觀察結(jié)果，運(yùn)行成功了嗎？如果沒(méi)有成功，仔細(xì)查看輸入的代碼，找出錯(cuò)誤，修改后再次運(yùn)行！

學(xué)生演示程序，教師引導(dǎo)學(xué)生共同探尋程序中的錯(cuò)誤并修改，直至運(yùn)行成功。

④提煉程序設(shè)計(jì)的一般過(guò)程（如圖6）。

設(shè)計(jì)意圖：知識(shí)不是從他人那里獲得的，也不是道聽(tīng)途說(shuō)的，更不是被推導(dǎo)、想象或猜測(cè)出來(lái)的，而是由學(xué)生親身經(jīng)歷習(xí)得的。首先以學(xué)生熟悉的三角形面積為例，通過(guò)分析算法、查看代碼、運(yùn)行程序，初步了解程序設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，模仿編寫求長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的程序，增加感性認(rèn)識(shí)。在熟悉的情境中輕松體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的思想，在運(yùn)行程序的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、改正錯(cuò)誤，體會(huì)到程序編寫并不是一次就能成功的，需要反復(fù)調(diào)試。從而經(jīng)歷和體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，感悟計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題的魅力。

提煉升華，暢想程序

1.思維導(dǎo)圖，復(fù)習(xí)鞏固（如圖7）

2.觀看視頻，暢想程序

教師介紹軟件、App與程序之間的關(guān)系。（軟件是由程序、數(shù)據(jù)、文檔資料組成的，其核心是程序；App是智能手機(jī)的第三方應(yīng)用程序）

觀看視頻《一名12歲的手機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者》，并說(shuō)一說(shuō)你想設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的程序？

3.拓展思路，明確方向

師：如果想深入學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的話，就必須要精通各種算法，畢竟算法是程序的靈魂。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖，進(jìn)一步鞏固和梳理本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，掌握學(xué)習(xí)的方法。學(xué)生通過(guò)觀看美國(guó)學(xué)生的演講視頻，消除對(duì)程序設(shè)計(jì)的神秘感，知道自己也能開(kāi)發(fā)程序，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的自信心。