《讓機(jī)器開(kāi)始思考——分支結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

葛新

【摘 要】《讓機(jī)器開(kāi)始思考——分支結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)是高中信息技術(shù)（必修）和算法與程序設(shè)計(jì)（選修）教材中都涉及到的內(nèi)容。重點(diǎn)讓學(xué)生了解分支結(jié)構(gòu)的由來(lái)和基本設(shè)計(jì)思想，掌握分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的基本方法和技巧，完成智能小車(chē)的程序設(shè)計(jì)。其教學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)就是教師通過(guò)運(yùn)用機(jī)器人程序設(shè)計(jì)案例清楚講解分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)思想，如何運(yùn)用這種思想和方法解決智能小車(chē)程序設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；教學(xué)設(shè)計(jì)；分支結(jié)構(gòu)

一、教材分析

本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容是高中信息技術(shù)（必修）和算法與程序設(shè)計(jì)（選修）教材中都涉及到的內(nèi)容。這一節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“順序結(jié)構(gòu)”之后的后續(xù)課程，目的是讓學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中三種基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想。本節(jié)課的重點(diǎn)在于深入理解“分支結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)而思考如何運(yùn)用這種思維方式去解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)對(duì)后續(xù)的“循環(huán)結(jié)構(gòu)”做好鋪墊。難點(diǎn)則在于采取一種什么樣的形式去講解，能讓學(xué)生更好的理解“分支結(jié)構(gòu)”并運(yùn)用“分支結(jié)構(gòu)”解決實(shí)際問(wèn)題。

二、學(xué)生分析

在以往的教學(xué)中大部分教師都會(huì)采用Visual Basic這一軟件講解程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)。雖然這款軟件不僅功能強(qiáng)大，而且擁有圖形化的界面，學(xué)習(xí)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單。但畢竟這是一款專(zhuān)業(yè)的程序設(shè)計(jì)軟件，在教學(xué)中教師不可避免的要花費(fèi)大量時(shí)間講解VB語(yǔ)言的語(yǔ)法格式和用法。這對(duì)于沒(méi)有學(xué)過(guò)程序設(shè)計(jì)的學(xué)生有很大難度。學(xué)生在運(yùn)用VB解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，也要將大量時(shí)間花費(fèi)在代碼編寫(xiě)上，從而忽視了算法思維的訓(xùn)練和培養(yǎng)，學(xué)生興趣也不高。目前，隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的程序設(shè)計(jì)軟件開(kāi)始運(yùn)用更圖形化的方式設(shè)計(jì)程序，更加重視算法思維的設(shè)計(jì)，甚至忽略代碼的書(shū)寫(xiě)。例如：“畫(huà)程”、“scratch”、“樂(lè)高機(jī)器人軟件”等。如果能在課堂中靈活運(yùn)用這些軟件，就可以把教學(xué)的重點(diǎn)放在思維的訓(xùn)練上，而且更加形象，更加有趣。

三、教學(xué)過(guò)程

1.拋出觀(guān)點(diǎn)、引發(fā)思考

【教學(xué)活動(dòng)】

①教師對(duì)“一切機(jī)器都是按程序辦事的”觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行分析，引發(fā)學(xué)生思考，如何讓程序更智能，從而讓機(jī)器更智能。②引出本節(jié)課的主題讓機(jī)器開(kāi)始思考——分支結(jié)構(gòu)。

【學(xué)生活動(dòng)】

通過(guò)教師的觀(guān)點(diǎn)闡述和思維引導(dǎo)，理解分支結(jié)構(gòu)的由來(lái)和基本思想。

【設(shè)計(jì)意圖】

引出本節(jié)課的主題，講解分支結(jié)構(gòu)的由來(lái)和基本思想。

2.實(shí)例講解，獲得新知

【教學(xué)活動(dòng)】

①結(jié)合對(duì)汽車(chē)順序結(jié)構(gòu)程序的改進(jìn)，講解分支結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想。②對(duì)比分支結(jié)構(gòu)與順序結(jié)構(gòu)的區(qū)別

【學(xué)生活動(dòng)】

通過(guò)教師舉例理解分支結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想。

【設(shè)計(jì)意圖】

闡述分支結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和與順序結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別和對(duì)程序的影響。

3.問(wèn)題探究，初嘗成果

【教學(xué)活動(dòng)】

①講解小車(chē)運(yùn)動(dòng)程序原理。②引導(dǎo)學(xué)生思考如何實(shí)現(xiàn)汽車(chē)遇到懸崖后就自動(dòng)停車(chē)的問(wèn)題。③分析如何讓汽車(chē)判斷是否出現(xiàn)懸崖？并畫(huà)出懸崖判斷處理的流程圖。④演示如何將小車(chē)直行的程序修改成可以判斷懸崖的程序。

【學(xué)生活動(dòng)】

①理解并測(cè)試小車(chē)運(yùn)動(dòng)程序。②通過(guò)教師講解分析如何解決汽車(chē)在懸崖邊停車(chē)的問(wèn)題？③依照流程圖模仿教師對(duì)小車(chē)直行的程序進(jìn)行修改。④實(shí)驗(yàn)小車(chē)是否能在懸崖邊停車(chē)。

【設(shè)計(jì)意圖】

①通過(guò)小車(chē)運(yùn)動(dòng)程序，熟悉Lego編程軟件。②通過(guò)小車(chē)懸崖停車(chē)的問(wèn)題，學(xué)習(xí)如何運(yùn)用分支結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)熟悉流程圖和機(jī)器人軟件的使用，為下一個(gè)探究問(wèn)題做準(zhǔn)備。

4.思維拓展，展示提升

【教學(xué)活動(dòng)】

①提出障礙物前停車(chē)的要求，并讓學(xué)生模仿前面的例子進(jìn)行嘗試。②給出障礙物前停車(chē)的流程圖。③提出能否利用分支程序?qū)崿F(xiàn)緩慢停車(chē)的要求。④教師引導(dǎo)進(jìn)行分段思考，讓小車(chē)在不同路段速度不同。⑤師生共同討論學(xué)生繪制的流程圖是否可行。⑥小結(jié)分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

【學(xué)生活動(dòng)】

①學(xué)生模仿前面例子給小車(chē)程序添加障礙物前停車(chē)的程序。②思考如何在障礙物前進(jìn)行緩慢停車(chē)。③嘗試用畫(huà)程軟件進(jìn)行緩慢停車(chē)的流程圖仿真，并進(jìn)行討論，說(shuō)說(shuō)自己的設(shè)計(jì)思路。④根據(jù)討論結(jié)果修改小車(chē)程序。⑤展示設(shè)計(jì)成果

【設(shè)計(jì)意圖】

通過(guò)對(duì)小車(chē)障礙物前停車(chē)和緩慢停車(chē)的探究，復(fù)習(xí)前面所學(xué)知識(shí)，并深入思考分支結(jié)構(gòu)的高級(jí)用法——分支嵌套。

5.承上啟下，總結(jié)提高

【教學(xué)活動(dòng)】

小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，再次強(qiáng)調(diào)分支結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)也指出分支結(jié)構(gòu)的不足，從而引出“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的課程。

【學(xué)生活動(dòng)】

學(xué)生上交作業(yè)后下課。

【設(shè)計(jì)意圖】

小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。endprint