《猜數(shù)游戲》教學(xué)設(shè)計

巴軍

● 教學(xué)內(nèi)容

本課為新課程必修模塊《數(shù)據(jù)與計算》中“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”部分的內(nèi)容。通過電視游戲“猜商品價格”引入編制猜數(shù)游戲這個項目。學(xué)生在教師引導(dǎo)下進(jìn)行任務(wù)分解，明確需求：生成隨機(jī)數(shù)、判斷數(shù)值大小以及重復(fù)猜數(shù)等部分程序設(shè)計與實現(xiàn)。本課使用Python語言，每一部分具體語句學(xué)習(xí)由學(xué)生通過教學(xué)輔助網(wǎng)站進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，完成對生成隨機(jī)數(shù)的函數(shù)學(xué)習(xí)，掌握分支結(jié)構(gòu)及程序?qū)崿F(xiàn)，并認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)，了解循環(huán)結(jié)構(gòu)的作用與特點，初步學(xué)會使用while循環(huán)語句結(jié)構(gòu)解決現(xiàn)實問題。

編制猜數(shù)游戲是一個比較綜合的項目，結(jié)果可簡單可復(fù)雜，實現(xiàn)方法多樣，能夠給學(xué)生更多的發(fā)揮空間。教師通過教學(xué)，使學(xué)生對用程序設(shè)計解決現(xiàn)實問題的方法有更深刻的認(rèn)識，對程序的三種結(jié)構(gòu)——順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)有更深刻的理解與應(yīng)用，提高其學(xué)習(xí)程序設(shè)計的興趣。同時，在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生的計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力也得到重點關(guān)注與培養(yǎng)。

● 學(xué)生情況

高一學(xué)生已學(xué)習(xí)了順序結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)，熟悉Python語言的編程環(huán)境和操作，對用程序設(shè)計方法解決現(xiàn)實問題有初步的經(jīng)驗及一定的抽象能力。學(xué)生學(xué)習(xí)水平參差不齊，差距較大。同時，學(xué)生好奇心較強，理解力趨于成人，事物背后的邏輯、思維的高階內(nèi)容對他們有天然的吸引力。因此學(xué)生間的溝通、交流與分享，教師的及時輔導(dǎo)可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

● 教學(xué)方式與手段

啟發(fā)式教學(xué)、項目學(xué)習(xí)、自主探究、互助交流。

● 技術(shù)準(zhǔn)備

硬件：計算機(jī)、廣播系統(tǒng)、局域網(wǎng)、投影、黑板；軟件：Python編程平臺、輔助學(xué)習(xí)網(wǎng)站、PPT、部分程序。

● 教學(xué)目標(biāo)

認(rèn)識隨機(jī)數(shù)并學(xué)會使用Python提供的隨機(jī)函數(shù)生成隨機(jī)整數(shù)；熟練掌握分支結(jié)構(gòu)并會應(yīng)用；初步認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)，了解其特點及適用情況；學(xué)會使用while循環(huán)語句結(jié)構(gòu)解決實際問題，知道循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程；體會用程序設(shè)計解決問題的方法，提升計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

● 教學(xué)重難點

重點：學(xué)會用隨機(jī)函數(shù)randint（）生成隨機(jī)整數(shù)；有意識地把現(xiàn)實中有規(guī)律的重復(fù)的問題用循環(huán)結(jié)構(gòu)來解決，學(xué)會用while循環(huán)結(jié)構(gòu)解決實際問題。

難點：認(rèn)識并理解循環(huán)結(jié)構(gòu)，用循環(huán)結(jié)構(gòu)及語句解決實際問題。

● 教學(xué)流程示意圖

● 教學(xué)過程

1.引入（5分鐘）

師：大家玩過猜數(shù)游戲嗎？怎么玩？誰能描述一下？（教師描述在一檔電視節(jié)目中的猜商品價格的活動）

學(xué)生講述玩過的猜數(shù)游戲，描述游戲規(guī)則。

設(shè)計意圖：由游戲引入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引出學(xué)習(xí)主題。

2.項目分析（3分鐘）

師：如果編制一款猜數(shù)游戲，你們認(rèn)為需要做哪些工作？

學(xué)生思考，根據(jù)經(jīng)驗回答解決猜數(shù)游戲的需求，完成項目分析，進(jìn)行項目拆解，為后續(xù)分步驟解決問題做準(zhǔn)備。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生分析猜數(shù)游戲的任務(wù)需求。

3.自主探究——順序結(jié)構(gòu)，解決生成隨機(jī)整數(shù)問題（5分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生通過輔助網(wǎng)站進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)。

學(xué)生通過輔助網(wǎng)站中的隨機(jī)數(shù)欄目的學(xué)習(xí)，完成生成隨機(jī)整數(shù)的編程問題。學(xué)會使用import random語句、randint（a，b）函數(shù)，展示、交流、分享。

設(shè)計意圖：進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)，掌握用Python生成隨機(jī)數(shù)的方法。

4.復(fù)習(xí)掌握——用分支結(jié)構(gòu)解決數(shù)值判斷問題（10分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生完成對猜數(shù)游戲中數(shù)值判斷對錯部分的編程，巡視輔導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)不同的做法提問并展示完成情況。

學(xué)生完成對猜數(shù)游戲中數(shù)值判斷對錯部分的編程、展示、分享。

設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)、掌握分支結(jié)構(gòu)，熟練應(yīng)用。

5.自主探究——用循環(huán)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)重復(fù)猜數(shù)（15分鐘）

師：如果用戶使用你編制的程序，有什么不方便的地方嗎？如何編程實現(xiàn)重復(fù)猜數(shù)？

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生思考計算機(jī)的特點，對重復(fù)的事、有規(guī)律的事情可以用計算機(jī)來完成，怎么完成？引出循環(huán)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)需求。發(fā)現(xiàn)問題，引出對重復(fù)問題的解決需求。

學(xué)生嘗試做到重復(fù)猜數(shù)，如用復(fù)制代碼的方式等，并思考、交流。

教師巡視輔導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題。組織學(xué)生交流，相互學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生解決編程中出現(xiàn)的各種問題，并理解為什么會出現(xiàn)這些問題。

學(xué)生打開輔助網(wǎng)站中的“循環(huán)結(jié)構(gòu)”欄目，認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)用循環(huán)結(jié)構(gòu)語句。教師講解案例，學(xué)生交流對循環(huán)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，編程實現(xiàn)重復(fù)猜數(shù)。調(diào)試程序，對編程中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行解決、交流，相互改錯。

設(shè)計意圖：引入對循環(huán)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，了解循環(huán)結(jié)構(gòu)的定義、解決問題的適用情況以及while語句，知道循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程，初步學(xué)會使用while循環(huán)解決重復(fù)的問題。在發(fā)現(xiàn)問題的過程中提升能力，在調(diào)試程序的過程中收獲成就感。

6.互助交流——認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)（5分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生對循環(huán)結(jié)構(gòu)的作用、語句使用方法進(jìn)行總結(jié)、提高。

學(xué)生通過對程序的不斷修改，思考并分析進(jìn)入循環(huán)的條件、退出循環(huán)條件、循環(huán)體內(nèi)部的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)，體會用程序設(shè)計解決問題的方法，提升計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

7.總結(jié)、擴(kuò)展（2分鐘）

師：關(guān)于猜數(shù)游戲，你們還有什么想法沒實現(xiàn)嗎？下一步打算怎么設(shè)計？

學(xué)生交流。

設(shè)計意圖：擴(kuò)展思路，相互啟發(fā)，程序本身是需要不斷改進(jìn)的。

點 評

（1）本節(jié)課在教學(xué)順序上較以往常規(guī)方式有了較大調(diào)整。以往的順序是：教師講隨機(jī)數(shù)，學(xué)生完成相應(yīng)練習(xí)——教師講分支結(jié)構(gòu)，學(xué)生完成相應(yīng)練習(xí)——教師講循環(huán)結(jié)構(gòu)，學(xué)生完成相應(yīng)練習(xí)（包括猜數(shù)游戲）。本課教學(xué)順序是：布置猜數(shù)游戲項目，教師提供學(xué)習(xí)資源——學(xué)生自主探究，學(xué)習(xí)隨機(jī)、循環(huán)——展示、交流——學(xué)生相互講解——認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)——完善自己的程序（——撰寫程序設(shè)計報告）。

（2）學(xué)生通過制作程序作品，把各種知識點串起來，逐步形成知識體系，學(xué)習(xí)順序和成果學(xué)生自主選擇，實現(xiàn)了知識的自我構(gòu)建；課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)由以教師講授為主轉(zhuǎn)變到以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主。

（3）本節(jié)課主題選擇有一定的開放性和綜合性。課堂教學(xué)利用小微項目，提高學(xué)生在課堂上的專注程度、投入程度，給學(xué)生以更多的自主，使教學(xué)目標(biāo)得到更充分落實。

（4）本節(jié)課，教師注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思維的變化，強調(diào)學(xué)生的體驗，突出學(xué)生在編制、調(diào)試程序并逐步解決問題，以及與同學(xué)交流互助的過程中獲得成就感。弱化學(xué)生程序作品的絕對水平差異，強調(diào)課上習(xí)得的知識增長；注重學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，強調(diào)教師的組織、引導(dǎo)、輔助作用。

（5）本節(jié)課強調(diào)用計算機(jī)解決問題的特點，重點考查學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，弱化對程序語法的記憶。

（6）本節(jié)課以內(nèi)容豐富、組織有序的學(xué)習(xí)資源搭建學(xué)生自主探究與數(shù)字化學(xué)習(xí)的腳手架，使教師有更多的時間抓住學(xué)生課堂生成的問題，有更多的時間輔導(dǎo)學(xué)生，提高課堂教學(xué)效率。

（點評人：北京市教科院 王振強）