C++程序設(shè)計(jì)在初中選修課活動(dòng)中的實(shí)踐與探究

楊衛(wèi)清

摘? 要：目前，編程越來越受到各國(guó)人們的重視，逐漸成為孩子成長(zhǎng)的必備素養(yǎng)，“全民編程”的時(shí)代已經(jīng)到來。為了響應(yīng)時(shí)代要求和本校課改實(shí)際，我們決定開設(shè)C++程序設(shè)計(jì)學(xué)修課活動(dòng)，以培養(yǎng)學(xué)生開拓抽象邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等信息技術(shù)核心素養(yǎng)。本文主要闡述C++程序設(shè)計(jì)在我校選修課活動(dòng)中的實(shí)踐探究過程。

關(guān)鍵詞：C++編程;初中;選修課活動(dòng)

一、編程，是這個(gè)時(shí)代的趨勢(shì)，也是這個(gè)時(shí)代的要求

目前，編程越來越受到人們的重視，已逐漸成為孩子成長(zhǎng)的必備素養(yǎng)，“全民編程”時(shí)代正在走來。本文通過教師準(zhǔn)備、學(xué)生選擇、課程選擇及改變、課堂學(xué)習(xí)與課后作業(yè)等方面來闡述C++程序設(shè)計(jì)在初中選修課活動(dòng)中實(shí)踐與探究的具體操作。

二、C++編程活動(dòng)課的實(shí)踐與研究

（一）教師準(zhǔn)備

首先，教師學(xué)習(xí)C++程序設(shè)計(jì)及相關(guān)教學(xué)理論。學(xué)校為每個(gè)信息技術(shù)教師購(gòu)買了《信息學(xué)奧賽一本通（C++版）》和《CCF編寫的中學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇和提高篇）》兩套書，教師利用課余時(shí)間積極學(xué)習(xí)認(rèn)真研究，并在辦公室內(nèi)形成了良好的編程探索研究氛圍。其次，教師利用一切機(jī)會(huì)參加有關(guān)信息學(xué)奧賽教練員培訓(xùn)。

（二）學(xué)生的選擇

1.調(diào)查學(xué)生情況，挖掘有編程潛力的優(yōu)質(zhì)學(xué)員。對(duì)于每屆新生，我們會(huì)利用開學(xué)前（軍訓(xùn)期間）通過問卷和查看檔案的形式，完成對(duì)學(xué)生小學(xué)階段信息技術(shù)學(xué)習(xí)情況調(diào)查，以發(fā)現(xiàn)有信息技術(shù)特長(zhǎng)的學(xué)生，尤其是有編程基礎(chǔ)的學(xué)生，為下一步選取優(yōu)質(zhì)學(xué)生做準(zhǔn)備。

2.篩選學(xué)生，基于師生雙向選擇，互相有需求。首先，學(xué)生自愿報(bào)名，要求數(shù)學(xué)成績(jī)較好（一般85分為底線）;其次在正式組班前要對(duì)報(bào)名同學(xué)做挑選，主要是篩選出對(duì)編程有興趣且能夠堅(jiān)持下去的學(xué)生。

3.確認(rèn)名單，簽訂協(xié)議。每個(gè)年級(jí)開設(shè)兩個(gè)班，每個(gè)班30人左右，第一次開課和學(xué)生簽訂一份課程學(xué)習(xí)協(xié)議，增加學(xué)生開始學(xué)習(xí)這門課的儀式感和堅(jiān)持學(xué)下去的信心。

（三）教程的選擇與改編

1.教程的編寫：以CCF編寫的中學(xué)生程序設(shè)計(jì)內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)我校實(shí)際情況編寫出40節(jié)的內(nèi)容（七年級(jí)上學(xué)期10節(jié)，七年級(jí)下學(xué)期10節(jié);八年級(jí)上學(xué)期10節(jié)，八年級(jí)下學(xué)期10節(jié)）。

2.學(xué)案的編寫：根據(jù)校編教程編寫學(xué)案，每節(jié)一個(gè)學(xué)案，供2課時(shí)使用，預(yù)計(jì)編寫40個(gè)學(xué)案（80課時(shí)）。

（1）低起點(diǎn)，小步子。所有學(xué)案編寫我們都注重低起點(diǎn)，盡量把學(xué)生當(dāng)成零基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)待。

（2）精講精練，高質(zhì)高效。所有例題和習(xí)題精心挑選，盡量讓例題都具有代表性，讓每個(gè)習(xí)題都是經(jīng)典題型。注重讓一個(gè)例題代表一種類型，注重題目的變換遷移，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)通過一個(gè)例題的精講，達(dá)到領(lǐng)會(huì)一類問題的解決方法。

如學(xué)習(xí)循環(huán)語句時(shí)：例題編程求1+2+3+……+n的值，非常容易入手，所以學(xué)生一看到題目，覺得很熟悉，馬上就有躍躍欲試的解題興趣。針對(duì)這個(gè)經(jīng)典例題，我們進(jìn)行分析歸納，充分利用。此類問題一般分為兩大類：一類是直接求1加到n的和，另一類是求和s不大于某個(gè)數(shù)m的最大n的值;

第一類：分別用for語句和while語句實(shí)現(xiàn)1加到n的和：

int main（）

{inti，sum;

sum=0;

for（i=1;i<=100;i++）

sum=sum+i;

cout<<sum<<endl;

return 0;

}

用for語句實(shí)現(xiàn)1加到100

int main（）

{ inti，sum;

sum=0，i=1;

while（i<=100）

{ sum=sum+i;

i++;

}

cout<<sum<<endl;

return 0;}

用while語句實(shí)現(xiàn)1加到100

第二類：分別用for語句和while語句實(shí)現(xiàn)和s不大于某個(gè)數(shù)m的最大n的值：

Intmain（）

{

inti，m，sum;

sum=0;

cin>>m;

for（i=1;sum<=m;i++）

{

sum=sum+i;

}

cout<<i-2<<endl;

return 0;

}

用for語句實(shí)現(xiàn)

Intmain（）

{

inti，m，sum;

sum=0;

cin>>m;

i=1;

while（sum<=m）

{

sum=sum+i;

i++;

}

cout<<i-2<<endl;

return 0;

}

用while語句實(shí)現(xiàn)

通過對(duì)比加深理解循環(huán)控制變量和循環(huán)結(jié)束條件語句的含義，從而更能理解for循環(huán)和while循環(huán)使用的具體問題情境。

（3）經(jīng)典重現(xiàn)，以舊識(shí)新。在學(xué)習(xí)遞歸函數(shù)時(shí)，我們從熟悉的經(jīng)典的斐波那契數(shù)列過度，通過對(duì)比遷移，完成對(duì)遞歸函數(shù)的含義構(gòu)建，形成新的知識(shí)。例如求斐波那契數(shù)列的第40項(xiàng)：

int main（）

{

inti，a=0，b=1，c;

for （i=3;i<=40;i++）

{

c=a+b;

a=b;

b=c;

}

cout<<c;

return 0;

}

循環(huán)求斐波那契數(shù)列的第40項(xiàng);

intfib（int）;

intmain（）

{

cout<<fib（40）;

return0;

}

int fib（int n）

{

if（n==0） return 0;

if（n==1） return 1;

return （fib（n-1）+fib（n-2））;

}

遞歸函數(shù)求斐波那契數(shù)列的第40項(xiàng);

3.教程和學(xué)案的反饋與整理

（1）教師根據(jù)課堂實(shí)際教學(xué)反饋對(duì)教程和學(xué)案進(jìn)行改進(jìn)和反思。在教程與學(xué)案的設(shè)計(jì)上，初稿可能存在這樣那樣的問題，尤其是在課堂容量上、學(xué)習(xí)深度設(shè)置上等方面。經(jīng)過教師課堂實(shí)踐，對(duì)存在的不足進(jìn)行修改完善，以提高教程及學(xué)案和學(xué)生的匹配度。同時(shí)對(duì)課堂上的各種非正常狀況及時(shí)記載，及時(shí)寫好課后反思。

（2）集體備課討論。每周的集體備課上，每個(gè)上課教師先把上課情況及對(duì)教程和學(xué)案的修改和大家做個(gè)說明，大家再根據(jù)上課教師講的課堂情境及對(duì)教程、學(xué)案的修改進(jìn)行思考、討論。最后，形成一個(gè)較為統(tǒng)一認(rèn)可的教程學(xué)案完善方案。下次上課的教師，可根據(jù)修改后的教程、學(xué)案，結(jié)合自己的教學(xué)方法，生成有自己個(gè)性的教學(xué)方案。

（3）讓學(xué)生參與到課程建設(shè)。抽取部分上課學(xué)生做課程觀察員，開課前就和學(xué)生說明，他們除了和其他同學(xué)一樣學(xué)習(xí)課程知識(shí)技能外，還肩負(fù)著對(duì)上課內(nèi)容的觀察和反饋，主要是：課堂容量是否太大（老師有沒有講完），課堂內(nèi)容的難易程度（老師講的是否太快或太慢），課堂內(nèi)容分層是否合理（學(xué)習(xí)梯度是否太大）這幾個(gè)方面。每?jī)芍苓M(jìn)行一次學(xué)生反饋，讓學(xué)生感受到自己是課程設(shè)計(jì)的一份子，增加學(xué)生的課程主人公意識(shí)，同時(shí)也讓課程多了一個(gè)視角，更加完善。

（四）課堂學(xué)習(xí)與課后作業(yè)

1.教學(xué)實(shí)踐：根據(jù)教程和學(xué)案，教師根據(jù)學(xué)生情況按計(jì)劃開展C++程序設(shè)計(jì)教學(xué)，并及時(shí)做好課后反思。

例如在學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)for語句時(shí)，求1+2+3+……+100的例題講解結(jié)束后，對(duì)題目變化分別求出1到100的偶數(shù)和、奇數(shù)和。分別通過對(duì)循環(huán)變量控制和對(duì)數(shù)值判斷兩種方法實(shí)現(xiàn)。

int main（）

{

int sum=0;

for（int i=2;i<=100;i=i+2）

sum=sum+i;

cout<<sum;

return 0;

}

控制循環(huán)變量求sum

int main（）

{

int sum=0;

for（int i=1;i<=100;i++）

if（i%2==0） sum=sum+i;

cout<<sum;

return 0;

}

循環(huán)內(nèi)挑選數(shù)值求sum

通過對(duì)這兩種思路的探究，學(xué)生的思維會(huì)被發(fā)散打開，于是就會(huì)有下面的嘗試，同時(shí)求出1到100的奇數(shù)和、偶數(shù)和。

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（int i=2;i<=100;i=i+2）

{

sum1=sum1+i;

sum2=sum2+（i-1）;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

控制循環(huán)變量求sum1、sum2

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（int i=1;i<=100;i++）

{

if（i%2==0） sum1=sum1+i;

if（i%2==1） sum2=sum2+i;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

循環(huán)內(nèi)挑選數(shù)值求sum1、sum2

學(xué)生的思路一旦被打開，他們的想法往往出乎老師的意外，解決問題的各種可能方式都會(huì)可能產(chǎn)生，而在這種不斷嘗試的過程中，學(xué)生的思維會(huì)慢慢變得靈活起來。如剛才的這個(gè)題目，后來學(xué)生在教師還未講授兩個(gè)自變量的情況下，就有學(xué)生這樣嘗試了：

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（intj=1，i=2;i<=100;j=j+2，i=i+2）

{

sum1=sum1+j;

sum2=sum2+i;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

兩個(gè)循環(huán)變量求sum1、sum2

2.課程一開始就要求敲代碼，禁止“紙上談兵”。比如：編寫程序用字符“*”打印各種圖形（正方形，長(zhǎng)方形，三角形，菱形，及這四種圖形的空心圖形），編寫程序有點(diǎn)枯燥，但當(dāng)學(xué)生調(diào)試成功時(shí)，馬上成功感讓他頓時(shí)感覺很爽，覺得自己很牛，于是他會(huì)指導(dǎo)別的同學(xué)，會(huì)挑戰(zhàn)更難的圖形。

3.課后作業(yè)：每次課都留適量作業(yè)，供學(xué)生課后練習(xí)。主要是讓學(xué)生復(fù)習(xí)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，練習(xí)鞏固，不至于下次上課忘記掉。課后作業(yè)主要來自一本通網(wǎng)站（http：//ybt.ssoier.cn：8088/），這個(gè)網(wǎng)站都有很豐富的題庫(kù)，學(xué)生可以注冊(cè)登錄，選擇相應(yīng)的問題（網(wǎng)站的題目設(shè)置和上課的知識(shí)點(diǎn)順序基本上是一致的，所以學(xué)生可以根據(jù)每次課選擇相應(yīng)的練習(xí)），自己通過編程完成調(diào)試，再在線提交，網(wǎng)站會(huì)實(shí)時(shí)的給出提交代碼的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試比自己檢查要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩啵紫仁蔷幾g是否通過，其次是有10組測(cè)試數(shù)據(jù)，每組10分，當(dāng)看到100分時(shí)，大多數(shù)學(xué)生還是比較激動(dòng)的。而網(wǎng)站會(huì)根據(jù)每個(gè)用戶提交次數(shù)和成功的次數(shù)進(jìn)行積分排名。這樣會(huì)帶來更多的成功感和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，對(duì)提高學(xué)生的編程嚴(yán)謹(jǐn)意識(shí)有很大幫助。

三、研究成果

經(jīng)過一年多的時(shí)間和探索，我們老師和學(xué)生一同經(jīng)歷了開始的興趣高昂、信心滿滿，到困難重重、幾近迷茫，再到走上軌道、目標(biāo)明確，再到體驗(yàn)編程的快樂的奇妙之旅。這一路走來，也收獲頗豐。學(xué)生對(duì)編程從一無所知的神秘，到有所了解，再到可以利用編程解決簡(jiǎn)單的問題。這門課程的開設(shè)打開了這批學(xué)生學(xué)習(xí)編程的大門，為以后更加深入的學(xué)習(xí)奠定了良好的信息素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]董永建等著，《信息學(xué)奧賽一本通（C++版）》，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社2013年版.

[2]陳穎等主編，《CCF中學(xué)生程序設(shè)計(jì)入門篇》，科學(xué)出版社，2016年版.

[3]江濤等主編，《CCF中學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇》，科學(xué)出版社，2016年版.