核心素養(yǎng)下的循環(huán)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)實(shí)踐與思考

林亦貞

摘 要：在核心素養(yǎng)影響下，信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)可界定為信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐力和信息社會(huì)責(zé)任?！端惴ㄅc程序設(shè)計(jì)》是高中信息技術(shù)課程選修模塊之一，教學(xué)重視從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言層面上了解計(jì)算機(jī)能做什么，是如何工作的。這種計(jì)算思維對(duì)大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)較難學(xué)。

關(guān)鍵詞：visual basic；循環(huán)結(jié)構(gòu)；核心素養(yǎng)；自主學(xué)習(xí)；編程教學(xué)；計(jì)算思維

一、分析計(jì)算思維的漸進(jìn)過(guò)程

1.在進(jìn)行循環(huán)結(jié)構(gòu)for...next語(yǔ)句的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們依然是以書(shū)本的“希望工程”程序?yàn)槔?，?duì)其進(jìn)行更貼合實(shí)際的改進(jìn)，設(shè)計(jì)成“日常存錢(qián)”程序。“假設(shè)你從今天開(kāi)始，第一天存1元錢(qián)，第二天存2元錢(qián)，第三天存入3元錢(qián)……依次類(lèi)推，一個(gè)月31天后，你將存入多少錢(qián)？”教師提問(wèn)：如何讓電腦計(jì)算你一個(gè)月存了多少錢(qián)？教師首先用自然語(yǔ)言分析該問(wèn)題：

假設(shè)n為天數(shù)，s為累加量，s=0：第1天：n=1，n<=31條件成立，s=s+n，即s=0+1；第2天：n=2，n<=31條件成立，s=s+n，即s=1+2；第3天：n=3，n<=31條件成立，s=s+n，即s=3+3……第31天：n=31，n<=31，s=s+n，即s=465+31；第32天：n=32，n<=31條件不成立，不再累計(jì)。同時(shí)提問(wèn)學(xué)生兩個(gè)問(wèn)題：①在這個(gè)問(wèn)題中，被不斷重復(fù)的語(yǔ)句是什么？②結(jié)束重復(fù)的條件是什么？學(xué)生覺(jué)得這兩個(gè)問(wèn)題符合他們的數(shù)學(xué)思維，很好回答。

2.如何用計(jì)算機(jī)來(lái)解決“日常存錢(qián)”問(wèn)題？要解決這個(gè)問(wèn)題，就要引導(dǎo)學(xué)生思考計(jì)算機(jī)能做什么？計(jì)算機(jī)具有哪些能力？學(xué)生根據(jù)實(shí)際的使用計(jì)算機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，可以得到計(jì)算機(jī)具有基本的輸入能力，基本的輸出能力，有計(jì)算能力。在教師的引導(dǎo)下，能得出計(jì)算機(jī)具有邏輯判斷能力。那我們用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題，就要在計(jì)算機(jī)的這四大能力之內(nèi)給計(jì)算機(jī)布置任務(wù)。拿我們的“日常存錢(qián)”程序?yàn)槔鶕?jù)之前自然語(yǔ)言分析的結(jié)果，我們要在問(wèn)題二“結(jié)束重復(fù)的條件”這里給計(jì)算機(jī)一個(gè)邏輯判斷。具體要怎么做呢？要跟計(jì)算機(jī)溝通，就要掌握計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。像這種某些工作要反復(fù)多次執(zhí)行的情況，可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)里的for...next語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。教師展示for循環(huán)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法形式，并指出該循環(huán)結(jié)構(gòu)是確定次數(shù)的循環(huán)，并讓學(xué)生關(guān)注語(yǔ)法里的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是被重復(fù)的語(yǔ)句塊，二是語(yǔ)句塊的循環(huán)次數(shù)由誰(shuí)決定？第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)也是本節(jié)課的難點(diǎn)。我們可以用打印“*”程序來(lái)幫助同學(xué)們理解和思考。

二、自主解決問(wèn)題的有效策略

設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)時(shí)要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，讓學(xué)生從已有知識(shí)出發(fā)，在理解了計(jì)算機(jī)思維方式后，能自主分析不同層次的任務(wù)，并解決問(wèn)題。比如上面提到的“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習(xí)”項(xiàng)目塊，我設(shè)計(jì)的項(xiàng)目任務(wù)是在解決了“日常存錢(qián)”的問(wèn)題后，要求學(xué)生思考以下四個(gè)問(wèn)題，并自主在程序中實(shí)現(xiàn)：①計(jì)算1+2+3+……+100=？②計(jì)算1～100之間所有偶數(shù)的和？③計(jì)算1*2*3*……*10=？④計(jì)算1～1000之間能被7整除的數(shù)的個(gè)數(shù)？這四個(gè)程序設(shè)計(jì)都給半成品，即設(shè)計(jì)好了界面和定義變量輸入輸出，留下for語(yǔ)句里的部分空格讓學(xué)生填寫(xiě)，這樣即節(jié)省了時(shí)間，又能準(zhǔn)確的掌握關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。此項(xiàng)目任務(wù)的設(shè)計(jì)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。理解了for語(yǔ)句的兩個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，即被循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)的確定，學(xué)生都能應(yīng)對(duì)項(xiàng)目任務(wù)中的四個(gè)問(wèn)題。在解決項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生也會(huì)因?yàn)椴淮_定而卡住，這時(shí)候教師就可以適時(shí)地從旁指點(diǎn)，通過(guò)傳統(tǒng)的講授方式幫助學(xué)生掌握相關(guān)的知識(shí)與技能，學(xué)生的探索欲被調(diào)動(dòng)起來(lái)，都會(huì)非常認(rèn)真聽(tīng)講并且容易記住，學(xué)到之后立刻就能用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，更讓人印象深刻。學(xué)生的思維被調(diào)動(dòng)起來(lái)，整個(gè)課堂氣氛安靜，只聽(tīng)到學(xué)生敲擊鍵盤(pán)的聲音熱烈又充滿(mǎn)了思考。有些同學(xué)聯(lián)想之前的分支選擇結(jié)構(gòu)，用循環(huán)結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的嵌套來(lái)完成第四個(gè)問(wèn)題。

三、計(jì)算思維的表達(dá)

學(xué)生完成了“循環(huán)結(jié)構(gòu)for練習(xí)”項(xiàng)目塊后，在下課之前，空出時(shí)間讓學(xué)生有機(jī)會(huì)闡述自己的編程代碼和編程思維。教師用局域網(wǎng)里的學(xué)生演示功能，讓學(xué)生在自己電腦上演示代碼，運(yùn)行程序，這樣可以節(jié)省時(shí)間，讓上課節(jié)奏更緊湊。例如，分別請(qǐng)三名同學(xué)運(yùn)用for...next語(yǔ)句編寫(xiě)程序，解決：①計(jì)算1+2+3+……+100=？②計(jì)算1～100之間所有偶數(shù)的和？③計(jì)算1*2*3*……*10=？這三個(gè)問(wèn)題。學(xué)生在運(yùn)行程序時(shí)如果出錯(cuò)，學(xué)生自己及時(shí)排查代碼中的錯(cuò)誤，比較典型的有語(yǔ)法書(shū)寫(xiě)格式錯(cuò)誤，變量類(lèi)型溢出，循環(huán)初值和步長(zhǎng)錯(cuò)誤等，學(xué)生修改過(guò)后，重新運(yùn)行程序，成功運(yùn)行。整個(gè)程序編寫(xiě)過(guò)程由學(xué)生自行表達(dá)，其他學(xué)生聆聽(tīng)并觀看代碼編寫(xiě)過(guò)程，這比直接由教師講解程序更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力，碰到同樣的錯(cuò)誤還能讓學(xué)生及時(shí)自我反思，增強(qiáng)自己的計(jì)算思維。

第四個(gè)問(wèn)題“計(jì)算1～1000之間能被7整除的數(shù)的個(gè)數(shù)”難度略高，可以讓已經(jīng)解決這個(gè)問(wèn)題的學(xué)生來(lái)分享他們的思考。一位同學(xué)利用初值和步長(zhǎng)值來(lái)解決for i=7 to 1000 step 7，另一位同學(xué)利用循環(huán)結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的嵌套if i mod 7=0 then s=s+1，學(xué)生在演示的過(guò)程中，邊打代碼邊解釋自己的代碼，周?chē)懫鹨恍┗腥淮笪蛑?，?xiàng)目表達(dá)之后，及時(shí)小結(jié)并留一些時(shí)間讓學(xué)生對(duì)自己的代碼進(jìn)行完善和修改，讓代碼更簡(jiǎn)潔更有邏輯性。

四、結(jié)語(yǔ)

核心素養(yǎng)下的循環(huán)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)是一次實(shí)踐，也是一次嘗試，學(xué)生的課堂表現(xiàn)和精神狀態(tài)比講練結(jié)合的教學(xué)方式要好很多，教師點(diǎn)到即止，學(xué)生有更多的時(shí)間思考，對(duì)自己計(jì)算思維的提升也有幫助。經(jīng)過(guò)一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程，學(xué)生基本上觸摸到了計(jì)算思維，并能根據(jù)自己對(duì)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的理解和計(jì)算思維的不同，用不同的代碼解決同一個(gè)問(wèn)題，不再是千篇一律的模仿教師的代碼。

學(xué)習(xí)語(yǔ)法很重要，而更重要的是掌握計(jì)算思維。正如《算法與程序設(shè)計(jì)》前言里說(shuō)的，能從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言層面上了解計(jì)算機(jī)能做什么，是如何工作的。學(xué)習(xí)看似簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)不要掉以輕心，因?yàn)槿绻嬲莆樟怂季S方式，解決問(wèn)題，就是在和計(jì)算機(jī)聊天，解決看似困難的問(wèn)題，有時(shí)也就是多掌握一點(diǎn)聊天的技巧。