編制計(jì)算機(jī)程序解決問題

劉志韓

本節(jié)課是必修課程內(nèi)容，主要讓學(xué)生了解VB的編程運(yùn)行環(huán)境，初步認(rèn)識(shí)程序的作用；體驗(yàn)完整的編程過程，感受計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程。通過實(shí)踐探究，初步培育學(xué)生的計(jì)算思維。本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)具有層次遞進(jìn)特點(diǎn)。

● 課前準(zhǔn)備：有效組織才能提高效率

教師將學(xué)生分為4個(gè)小組，每個(gè)小組選一個(gè)小組長。課前，教師向小組長交代好本節(jié)課需要做的工作、小組成員之間任務(wù)分工、小組成員合作及小組長總結(jié)發(fā)言等事宜。教師要以小組作為評價(jià)單位進(jìn)行評價(jià)。

● 情境引入：用代碼與效果共同演繹程序的功能

教師通過屏幕運(yùn)行程序讓學(xué)生回答是哪種函數(shù)圖像。然后，教師出示拋物線、雙拋物線及多個(gè)函數(shù)的圖像程序代碼，指向函數(shù)表達(dá)式，讓學(xué)生進(jìn)行觀察。本環(huán)節(jié)直觀地呈現(xiàn)出程序解決問題的優(yōu)越性，從感官上消除了利用編程繪制函數(shù)圖像的神秘感，感受到程序的強(qiáng)大功能，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

● 問題分析：問題解決是算法設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)之一

教師引領(lǐng)學(xué)生回顧數(shù)學(xué)方法，如拋物線圖像取值描點(diǎn)繪制圖像的過程。作為程序設(shè)計(jì)的靈魂，算法本身是一個(gè)非常抽象的概念。學(xué)生由已有的數(shù)學(xué)知識(shí)描點(diǎn)法繪函數(shù)圖像切入，容易理解計(jì)算機(jī)編程解決問題的算法思想，為接下來的流程圖分析做準(zhǔn)備，引出了算法概念。通過課堂效果反饋來看，這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是非常有必要的。

● 算法設(shè)計(jì)：在畫流程圖中讓算法與思維緊密結(jié)合

教師在學(xué)生體驗(yàn)了取值描點(diǎn)繪函數(shù)圖像的基礎(chǔ)上，分析并完成流程圖的制作。通過流程圖，學(xué)生能深入理解算法就是解決問題詳細(xì)的方法和步驟這一概念。算法是程序設(shè)計(jì)的靈魂，接下來的程序編制也是以算法為依據(jù)。可見，學(xué)生在零基礎(chǔ)的情況下通過具體的分析問題的過程，更容易接受算法的概念。

● 編制程序：動(dòng)手實(shí)現(xiàn)是計(jì)算思維的形成過程

教師與學(xué)生一起再觀察和分析最初演示的函數(shù)圖像程序，可在運(yùn)行程序后分析界面組成的兩個(gè)控件分別有什么樣的功能，然后體驗(yàn)控件的創(chuàng)建。

1.理解程序的界面設(shè)計(jì)是做出程序控制的外殼

由于學(xué)生是第一次接受VB語言，所以采用最直接的模仿練習(xí)操作的方式。教師演示在窗體中添加按鈕控件和圖片控件：以按鈕控件作為觸發(fā)對象，用圖形控件顯示圖像的區(qū)域。教師演示完操作，學(xué)生在模仿的基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的練習(xí)。

2.編寫程序代碼是進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的核心部分

為了深層次地體驗(yàn)利用編程繪制函數(shù)圖像的過程，教師可以讓學(xué)生初次體驗(yàn)編輯代碼，不要求學(xué)生輸入某段代碼，而以從整體上理解代碼含義為主。這樣為接下來的任務(wù)做準(zhǔn)備，在此基礎(chǔ)上完成一個(gè)完整的小程序，可降低和分解任務(wù)的難度。

首先，教師可以提出設(shè)問：僅僅完成界面的設(shè)計(jì)，程序能夠?yàn)槲覀児ぷ鲉幔慨?dāng)然不能，它僅僅是程序的外殼，我們還沒有賦予它靈魂。然后，教師將事先準(zhǔn)備好的代碼復(fù)制粘貼到VB程序中來，每粘貼一行解釋一行代碼在程序中的作用。教師向?qū)W生講解：雙擊“繪制”按鈕，添加代碼，以二次函數(shù)y=x2為例，進(jìn)行程序代碼的復(fù)制。接下來，學(xué)生參照教師的講解完成任務(wù)。

任務(wù)一：復(fù)制代碼，快速體驗(yàn)編程。

本任務(wù)要求學(xué)生創(chuàng)建程序界面，復(fù)制“學(xué)生代碼”，然后修改代碼完成函數(shù)y=2x2+3x+4曲線的繪制，并運(yùn)行程序觀看效果。任務(wù)提示：①只修改函數(shù)表達(dá)式，其他代碼不變；②函數(shù)表達(dá)式輸入：乘號*的輸入，平方^的輸入。任務(wù)一要求每一名學(xué)生都要完成，最快完成任務(wù)的兩名學(xué)生可以為小組加分。在學(xué)生任務(wù)完成過程中提示表達(dá)式中乘號和平方符號的輸入這個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)。

任務(wù)二：修改代碼，深入探究編程核心。

在任務(wù)一的基礎(chǔ)上，通過多次修改函數(shù)y=ax2+bx+c的參數(shù)a、b、c（小組長分工，組員分別修改a、b、c的數(shù)值），繪制并觀察不同的多條曲線，小組討論匯總后總結(jié)曲線的變化規(guī)律。教師引導(dǎo)學(xué)生先回到上課最開始看的圖像，思考如何繪制多條函數(shù)曲線。有些精美的圖案是多條曲線組成的，而且數(shù)學(xué)上通過圖像的對比更容易理解函數(shù)的意義。再回到代碼上，教師分段分析代碼的作用并提問：繪制多條函數(shù)曲線是如何做到的呢？在分析完代碼作用之后，教師可以讓學(xué)生回答問題。任務(wù)提示：將畫線的部分復(fù)制粘貼后再次修改函數(shù)表達(dá)式。

任務(wù)三：自由創(chuàng)作，形成對編程的成就感。

這是一個(gè)拓展任務(wù)，以小組為單位自選函數(shù)表達(dá)式繪制圖像進(jìn)行自由設(shè)計(jì)，討論思考所選圖像是如何制作的。函數(shù)知識(shí)補(bǔ)充：y=a*sin（b*x+c）+d，y=a*cos（b*x+c）+d。

提供給學(xué)生的參考：完成函數(shù)y=20*sin（2*x）圖像繪制，觀察圖1中圖像變化，思考原因并完成相似圖像的制作，如y=30*sin（2*x）。

提供給學(xué)生的參考：觀察圖2中圖像變化，思考原因，完成函數(shù)圖像的繪制。

蒼山點(diǎn)題

同課異構(gòu)，是我最近五年一直在堅(jiān)持做的課堂教學(xué)促進(jìn)活動(dòng)，不僅在我們學(xué)科，而且在其他學(xué)科也組織教師進(jìn)行同課異構(gòu)，在此過程中我們發(fā)現(xiàn)，同課異構(gòu)對教師的課堂創(chuàng)新能力、教學(xué)駕馭能力的促進(jìn)是非常大的。本次提供的兩節(jié)課，也分別在市、縣級公開課中進(jìn)行了展示，提供給大家來討論。

第一篇文章，在整個(gè)教學(xué)過程中，用“游戲”程序的設(shè)計(jì)作為第一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，既簡單又能總體感知程序設(shè)計(jì)的一般過程。分別利用單擊、鼠標(biāo)移動(dòng)事件，讓學(xué)生更充分理解事件響應(yīng)的工作機(jī)制，初步體會(huì)計(jì)算思維。課中和課后充分發(fā)揮小組合作，加強(qiáng)了學(xué)生的合作能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，也增加了任務(wù)完成的效率，讓學(xué)生體會(huì)合作的重要性。當(dāng)然，單憑這節(jié)課很難使學(xué)生完全理解事件響應(yīng)的工作機(jī)制，對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)和計(jì)算思維的理解就更難了，還需要長期的學(xué)習(xí)過程。怎樣潛移默化、循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，利用計(jì)算機(jī)編程來解決問題，還需要深入探索。

第二篇文章，利用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)，在算法概念的引入上采用了數(shù)學(xué)知識(shí)作為牽引，采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，從基礎(chǔ)任務(wù)一到拓展任務(wù)三，層層遞進(jìn)。基礎(chǔ)任務(wù)一要求所有的學(xué)生都要求完成，任務(wù)二小組成員協(xié)作完成，拓展任務(wù)三每個(gè)小組合作完成一個(gè)即可，這樣既完成了本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)又實(shí)現(xiàn)了分層次教學(xué)；拓展任務(wù)發(fā)揮學(xué)生的想象力自由創(chuàng)作，學(xué)生分工合作，最后呈現(xiàn)的作品效果很好。但是，學(xué)生后續(xù)任務(wù)安排得緊湊，僅用一節(jié)課完成教學(xué)任務(wù)，留給學(xué)生思考的時(shí)間較少，值得改進(jìn)。

這兩節(jié)課，已經(jīng)脫離單純的程序代碼任務(wù)教學(xué)而向計(jì)算思維的方向邁進(jìn)，雖然問題還較多，好在我們已經(jīng)啟程，未來天地廣闊。也非常期待您將更多編程教育的案例分享給大家。