《選擇結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計

姚佳俊 曹恒來

● 學(xué)習(xí)者分析

本課的教學(xué)對象是高二年級的學(xué)生，他們思維活躍，具有一定的邏輯思維和推理演繹的能力，但歸納總結(jié)能力較弱。在前面的課程中，學(xué)生已經(jīng)掌握了VB的常量、變量、表達式、Let語句、Print方法等基本知識，了解了程序設(shè)計的一般過程，急切地想編寫程序解決生活中更為復(fù)雜的實際問題，但他們現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)僅限于解決順序結(jié)構(gòu)的問題，而且將實際問題轉(zhuǎn)化為VB程序的能力也有待提高。

● 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本課是教育科學(xué)出版社出版的《算法與程序設(shè)計》（選修）第二章“程序的基本結(jié)構(gòu)”中第三節(jié)第二部分的內(nèi)容。任何規(guī)范的程序都可以分解為三種基本結(jié)構(gòu)，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，教材的前一節(jié)介紹了順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計。選擇結(jié)構(gòu)是用于判斷給定的條件，并根據(jù)判斷的結(jié)果控制程序的執(zhí)行流程，它分為單分支、雙分支及多分支選擇結(jié)構(gòu)，而不同的分支結(jié)構(gòu)有不同的語法格式和適用場合。牢固掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計，是學(xué)習(xí)程序設(shè)計的基本要求，是學(xué)會編寫結(jié)構(gòu)清晰、易讀易懂的程序的前提。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能目標(biāo)：掌握選擇結(jié)構(gòu)的基本格式，理解選擇結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程。

過程與方法目標(biāo)：能根據(jù)問題建立合適、正確的條件，利用選擇結(jié)構(gòu)解決實際問題。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：領(lǐng)悟選擇結(jié)構(gòu)的思想，體驗選擇在生活中的應(yīng)用。

● 教學(xué)重點、難點

重點：選擇結(jié)構(gòu)的基本格式，利用選擇結(jié)構(gòu)解決實際問題。

難點：選擇結(jié)構(gòu)的嵌套。

● 教學(xué)策略

本課教學(xué)采用了案例模擬教學(xué)法。筆者通過呈現(xiàn)問題、觀察代碼、模仿嘗試、歸納小結(jié)、問題解決、拓展應(yīng)用、總結(jié)提升等課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計了遞進式的學(xué)習(xí)活動。學(xué)生通過“比較兩個數(shù)的大小”“出租車計費器”“月餅促銷”“計算三角形面積”“BMI等級的判斷”等程序的完善，在解決一個個問題的同時，層層深入地認識選擇結(jié)構(gòu)。學(xué)生在模仿中，通過對多個“個”的嘗試，找出“個”背后“類”的規(guī)律性問題，歸納出選擇結(jié)構(gòu)的一般格式，實現(xiàn)從“個”到“類”的提升。這樣的設(shè)計有助于學(xué)生從整體上認識選擇結(jié)構(gòu)，并不斷地向縱深發(fā)展。同時，真實的問題情境能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們積極思考、主動建構(gòu)，獲得程序設(shè)計的成就感。

● 教學(xué)過程

1.代碼呈現(xiàn)

運行上節(jié)課編寫的“計算兩個數(shù)的商”程序，代碼如下：

Private Sub cmddiv_Click（）

Dim x As Single ' 被除數(shù)

Dim y As Single ' 除數(shù)

Dim q As Single ' 商

x = Val（InputBox（"請輸入被除數(shù)："））

y = Val（InputBox（"請輸入除數(shù)："））

q = x / y

Print q

End Sub

學(xué)生運行上述程序，分析程序的漏洞：當(dāng)除數(shù)為0時，程序提示出錯，說明這樣的程序是不完善的。實際上，在除數(shù)不為零的情況下，學(xué)生才能計算它們的商，否則應(yīng)提示“除數(shù)為零”。

用VB程序來描述如下：

If y <> 0 Then

q = x / y

Print q

Else

Print "除數(shù)為零"

End If

教師小結(jié)：根據(jù)條件判斷的結(jié)果，選擇執(zhí)行不同語句的結(jié)構(gòu)，稱為選擇結(jié)構(gòu)。

設(shè)計意圖：教師從上一節(jié)課的順序結(jié)構(gòu)程序引入，讓學(xué)生通過觀察、分析，發(fā)現(xiàn)其中的If語句結(jié)構(gòu)起著引導(dǎo)程序走向的作用。這樣的設(shè)計使學(xué)生的學(xué)習(xí)不是被動接受，而是一個以已有知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)的主動建構(gòu)過程。

2.模仿嘗試

活動1：模仿上例完善程序，嘗試解決下面兩個問題。

①輸入兩個數(shù)x和y，比較它們的大小，使x大于y。

Private Sub cmdxy_Click（）

Dim x As Single，y As Single，t As Single

x = Val（InputBox（"輸入x的值："））

y = Val（InputBox（"輸入y的值："））

If _________ Then

t = x

x = y

y = t

End If

Print "x的值為："； x

Print "y的值為："； y

End Sub

②出租車計費程序，三公里以內(nèi)（含）起步價9元，超出三公里的部分每公里2.4元。

Private Sub cmdtaxi_Click（）

Dim s As Single，y As Single

s = Val（InputBox（"輸入里程數(shù)："））

If s <= 3 Then

y = 9

Else

___________

End If

Print y

End Sub

設(shè)計意圖：學(xué)生通過模仿完善兩個半成品程序，進一步深化對選擇結(jié)構(gòu)的認識。教師有目的地將部分核心代碼留空，讓學(xué)生將有限的注意力集中到核心問題的解決上，做到有的放矢；另外，關(guān)鍵代碼的填寫可以為學(xué)生理解程序提供支架，降低活動難度。

3.歸納提升

選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷的結(jié)果控制程序的走向，不同的問題可能有不同的條件判斷，但If語句的基本格式是固定的。

單分支選擇結(jié)構(gòu)（如圖1），代碼如下：

If 條件 Then

語句塊

End If

雙分支選擇結(jié)構(gòu)（如圖2），代碼如下：

If 條件 Then

語句塊1

Else

語句塊2

End If

教師小結(jié)：單分支的選擇結(jié)構(gòu)，當(dāng)條件為真時才執(zhí)行指定語句，否則跳過；雙分支的選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件是否成立，程序選擇執(zhí)行相對應(yīng)的語句，然后執(zhí)行End If后面的語句。

設(shè)計意圖：教師通過適時地歸納總結(jié)，讓學(xué)生在對選擇結(jié)構(gòu)有了感性認識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地認識單分支和雙分支選擇結(jié)構(gòu)的一般格式，并借助流程圖分析選擇結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程，幫助學(xué)生建構(gòu)清晰而完整的知識框架，這將為他們后面的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

4.問題解決

活動2：利用單分支和雙分支選擇結(jié)構(gòu)，完善程序，解決問題。

①中秋節(jié)前夕，商店月餅促銷，購滿3盒（含）即可享受八折優(yōu)惠。請根據(jù)輸入的購買盒數(shù)，計算出應(yīng)付金額。

Private Sub cmdmk_Click（）

Dim qty As Integer ' 購買 盒數(shù)

Dim price As Single ' 應(yīng)付 金額

Dim sum As Single

price = 80

qty = Val（InputBox（"購買盒數(shù)："））

' 如果購買盒數(shù)低于3盒，不打折

' 購滿3盒（含）享受八折優(yōu)惠

_______________

Print "應(yīng)付金額："； sum； "元"

End Sub

②已知三角形的三條邊a、b、c，求三角形的面積（判斷三條邊是否構(gòu)成三角形的條件為：任意兩邊之和大于第三條邊）。

Private Sub cmdsquare_Click（）

Dim a As Single，b As Single，c As Single

Dim p As Single，s As Single

a = Val（InputBox（"input a："））

b = Val（InputBox（"input b："））

c = Val（InputBox（"input c："））

p = （a + b + c） / 2

' 如果輸入的三邊值（a，b，c）能夠構(gòu)成三角形則計算其面積

' 否則提示用戶"不能構(gòu)成三角形"

_______________

End Sub

教師小結(jié)：條件一般為關(guān)系表達式，如活動1中的兩個程序，以及活動2中的程序①；也可為邏輯表達式，如活動2中的程序②。

設(shè)計意圖：活動2能使學(xué)生對雙分支If語句有了較為清晰的理解之后實現(xiàn)完整的應(yīng)用，學(xué)生要考慮的不再只是選擇結(jié)構(gòu)中各個分支的內(nèi)容，而是站在一個更高的層面考慮整個選擇結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在思維深度上與前面的活動呈遞進關(guān)系。同時，此活動的兩個問題分別通過關(guān)系表達式和邏輯表達式實現(xiàn)條件判斷，幫助學(xué)生進一步拓展對條件表達式的認知。

5.拓展應(yīng)用

活動3：身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）是目前國際上常用的衡量人體胖瘦程度的標(biāo)準(zhǔn)，WHO組織設(shè)定中國人的參考標(biāo)準(zhǔn)為：BMI<18.5表示偏瘦；BMI介于18.5～23.9表示正常；BMI>=23.9表示偏重。學(xué)生借助數(shù)軸（如圖3）分析問題，形成算法：①先判斷x<18.5是否成立，成立則輸出“偏瘦”；②否則判斷x<23.9是否成立，成立則輸出“正?！保駝t輸出“偏重”。

Private Sub cmdbmi_Click（）

Dim w As Single，h As Single，bmi As Single

w = Val（InputBox（"輸入體重（公斤）："））

h = Val（InputBox（"輸入身高（米）："））

bmi = w / h / h

If bmi < 18.5 Then

Print "偏瘦"

Else

_______________

End If

End Sub

教師小結(jié)：在第一次判斷的基礎(chǔ)上，進行再次判斷。這種在一個If語句的內(nèi)部又出現(xiàn)了另一個If語句，稱為If語句的嵌套。實際上，VB對程序有多個分支的問題，有一種專門的If語句形式簡化嵌套的問題。

多分支選擇結(jié)構(gòu)：

If 條件1 then

語句塊1

ElseIf 條件2 then

語句塊2

Else

語句塊3

End If

多分支的If語句實現(xiàn)BMI值判斷，代碼如下：

Private Sub cmdbmi_Click（）

Dim w As Single，h As Single，bmi As Single

w = Val（InputBox（"輸入體重（公斤）"））

h = Val（InputBox（"輸入身高（米）"））

bmi = w / h / h

If bmi < 18.5 Then

Print "偏瘦"

ElseIf bmi < 23.9 Then

Print "正常"

Else

Print "偏重"

End If

End Sub

教師小結(jié)：多分支選擇結(jié)構(gòu)首先測試條件1，如果它為假，就測試條件2，依此類推，直到找到一個為真的條件，并執(zhí)行相應(yīng)的語句塊；如果條件都不為真，執(zhí)行Else后的語句，然后再執(zhí)行End If后面的代碼。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過“數(shù)軸分析法”分析出第二次判斷“BMI<23.9”是以第一次判斷“BMI<18.5”為前提，是在第一次條件判斷為“假”的基礎(chǔ)上再次進行判斷。教師在完善程序的過程中，幫助學(xué)生理解嵌套的緣由，理清嵌套的脈絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上提出多分支If語句，分析其執(zhí)行過程。這樣的設(shè)計既重過程又重結(jié)論，讓學(xué)生在問題解決的過程中，輕松愉快地完成知識的建構(gòu)。

6.思維導(dǎo)圖，復(fù)習(xí)鞏固

筆者用思維導(dǎo)圖對知識點進行鞏固（如圖4）。

點 評

傳統(tǒng)的編程學(xué)習(xí)總是與編寫代碼、設(shè)計算法和生成可運行的程序緊密聯(lián)系在一起，教師常會選擇一些“經(jīng)典”的數(shù)學(xué)題作為例題，如雞兔同籠、百錢百雞、找素數(shù)、求水仙花數(shù)等，內(nèi)容缺少趣味性和綜合性。本節(jié)課設(shè)計的例題和練習(xí)與學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活息息相關(guān)，把解決“真實”問題作為編程學(xué)習(xí)的首要任務(wù)，這樣既能使學(xué)生有一個愉快的學(xué)習(xí)過程，又能激發(fā)他們加倍投入到編程學(xué)習(xí)中。

程序設(shè)計的學(xué)習(xí)主要圍繞環(huán)境、語言和應(yīng)用三個方面的知識和內(nèi)容展開，語言視圖學(xué)習(xí)的核心主要是語言規(guī)則本身。從教學(xué)方式來看，以往的程序設(shè)計語言規(guī)則的學(xué)習(xí)常采用三步走的形式，即提出問題，給出解答，再加點解釋。特別是“解釋”，往往過多地糾纏于程序設(shè)計語言的語法知識的細枝末節(jié)之中，學(xué)生很少能體驗到成功解決問題的喜悅。本節(jié)課姚老師運用了案例教學(xué)法，先為學(xué)生提供了一個需要解決的生活中的具體任務(wù)——計算兩個數(shù)的商，讓學(xué)生在分析解決這個問題的程序、嘗試補充程序模板中關(guān)鍵代碼的過程中，逐步認識If選擇結(jié)構(gòu)，并引導(dǎo)他們提取出If語句的基本格式，再應(yīng)用到類似問題的解決中，最終得到功能強大的If語句指令集。

同時，程序設(shè)計是一種高強度的腦力勞動，學(xué)生不是聽會的，也不是看會的，而是自己練會的。在這節(jié)課中，學(xué)生通過模仿嘗試、獨立解決等方式，完成了6個以上的程序，在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)，較好地達到了“量”的要求。

（點評人：江蘇省鹽城市教育科學(xué)研究院 曹恒來）