《信息的编程加工》教学案例

《信息的编程加工》教学案例 襄阳东风中学 李晓燕 一、 设计思想 在教学过程中设计了一些常见的、简单的例子，但是算法仍然是学生较难理解掌握的内容。本节的教学只是开始、启蒙，对学生的要求不能过高。在教学中，以学生为中心，任务为驱动，通过不断深入的学习，学生的理解会逐步加深。我们学习的目的不仅是要让学生认识算法，还要向学生展示这是一门工具，通过学习后可以解决生活中很多的问题。 二、 教材分析 本课是教育科学出版社普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》（必修）第三章第二节内容。按教学大纲要求，本节共两课时，本课是第一课时。 教材关于本课只是初步讲解了信息编程加工的一般过程和程序代码，感受利用计算机编制程序解决问题的魅力，并没有详细介绍编程加工的关键步骤——算法，但这部分内容是程序的核心，所以引入算法的定义及简单算法的设计内容，对学生了解编程加工的各个环节更有帮助。教材中用到的编程语言是VB，而我采用的是QBASIC，是考虑到我们学校只是普通的高中，学生的计算机水平普遍不高，作为编程的初学者，QBASIC更为合适。 三、 学情分析 本节课的内容学生第一次接触，如何让学生从前面的字处理和表处理，这种窗口界面的内容过渡到理论化的内容，很不容易。在这节课的学习过程中，学生要理解算法的概念，掌握算法的流程图，为程序设计打好基础，是很难的一个教学。因为算法的理论太过抽象，流程图的绘制又太过严谨，我们需要在教学过程中，结合更多学生的实例来进行讲解，进而充分调动学生的积极性。学生不可能只用一节课的时间就将编程掌握的很充分，但让他们在体验中理解编程加工的主要过程，了解其内在机制，并通过解决事先设计的问题产生成功的体验，是完全能够实现的教学目标。 四、 教学目标 1. 知识与技能：了解信息编程加工的概念，体验信息编程加工的主要过程；掌握解决问题的方法和步骤；算法，初步学习简单算法的设计；理解并能够用QBASIC语言实现算法，尝试简单代码的书写。 2. 过程与方法：通过分析问题，了解编程加工的一般过程；通过用多种算法解决同一个问题，感受算法设计的魅力，了解算法是编程的核心；通过自主探究，掌握编程中简单算法设计、实现的方法。 3. 情感、态度与价值观：消除对程序设计的神秘感，形成积极主动学习算法与程序设计的态度；逐步养成严谨、科学的程序设计思维，初步培养利用计算机解决问题的意识；通过自主探究，培养探索精神与合作精神。 五、 教学重点、难点 教学重点：理解算法的含义；掌握用自然语言和流程图来描述算法；了解简单算法的设计；尝试程序设计的方法。 教学难点：引导学生分析问题的解决步骤；让学生理解算法，用QBASIC语言书写简单代码。 六、 教学策略与手段 通过故事与游戏创设情境，以任务为驱动进行教学，教学过程中灵活运用讲解演示法、任务驱动法、游戏教学法、讨论探究法等多种教学方法调动学生学习的积极性。 七、 课前准备 1. 课前分发学习资料，学生初步认识流程图符号； 2. 课前将课件及课堂练习传到每个学生的电脑； 3. 教学环境：网络教师，多媒体控制教学系统。 八、 教学过程 教师讲述“国际象棋与麦子”的故事：印度国王施含（Shihram）打算赏赐发明国际象棋宰相西萨.班.达依尔（Sissa ben Dahir），问他要什么赏赐。达依尔拿着由64个小方格组成的国际象棋棋盘对施含王说︰「国王陛下，我只请陛下在这棋盘的第一方格内赏我一粒小麦，在第二格内给我两粒小麦，第三格内给我四粒小麦，如此下去，每一格内的放的小麦粒数比前一格多一倍，直至64格都放下应放的小麦粒数目，便是陛下赏给小臣的总小麦粒量了。你认为国王有能力满足施宾达的上述要求吗？ 师：用已经学过的知识，你能够计算出棋盘按照达依尔的要求放满后一共有多少粒麦子吗？ 学生讨论，并运用口算、笔算，甚至利用计算器计算。 师：这些人工的计算手段效率低下，老师编写了一个简单的小软件，大家使用看看。 学生使用小软件，点击计算按钮，窗体上打印出计算结果：总计需要麦粒1.84467440737096E+19粒。 师：事实上，按当时的生产力水平，填到第36个方格的时候，地球上的粮食就已经告磐了。这位宰相真是聪明，我们可以想象他计算这个结果肯定花了很多功夫，而同学们利用小软件很快就算出了结果。由此，请同学们分析人和计算机解决问题的区别。 请学生填写学生文件中的表格： 优点 缺点 人 有分析、思考能力 计算能力有限 计算机 快、准确、自动 依靠人设计的程序 师：如何编写程序，帮助我们利用计算机更好地解决问题呢？ 引入课题：信息的编程加工。 设计意图：创设情境，激发学生兴趣。通过计算效率的对比，让学生对编程有个直观认识。 活动1：体验编程加工信息的整个过程 师：编程加工，就是利用某种计算机语言，对解决问题的方法和步骤进行描述，再通过调试和修改，得到可实现加工目标的程序，最终解决问题。 展示问题：有A、B两个不同变量，利用QBASIC编写程序，交换两个变量的值并输出。 师：下面，我带领大家通过一个经典问题，了解信息编程加工的一般步骤。 1. 分析、体验解决问题的过程。 师：两个大人和两个小孩渡河。渡口只有一条小船，一次只能渡过一个大人或两个小孩。他们四人都会划船，都不会游泳。想一想，怎么渡过河去？看谁完成的最快、最好! 学生体验“过河”小游戏，找到解决问题的方法。 师：计算机程序和我们生活中的程序一样，也是由一些操作步骤组成的。只不过这些程序是用来指挥计算机做什么和怎么做的。习惯上，我们把计算机程序的操作对象叫数据，而把程序操作步骤称为算法。算法设计是整个编程的核心。那么，如何交换两个变量中的数据呢？请同学们思考一个生活中的例子：A瓶中装有牛奶，B瓶中装有红酒，现在我们要将两个瓶子中的液体交换，如何交换？ 学生讨论并回答问题。 生：找一个空瓶子，先把牛奶倒入空瓶中，再将红酒倒入原牛奶瓶中，最后把原空瓶中的牛奶倒入原红酒瓶中，这样就实现了交换。 师：很好。同学们能不能将这个问题的解法迁移到两数交换上来呢？ 学生讨论，回答。 师：算法可以用文字来直接说明，称为自然语言描述；也可以用图来说明，用一个一个框配上简明的文字来说明过程步骤，这种图就叫流程图；还可以用程序设计语言来描述。 描述这个算法的方式有如下几种： （1） 用自然语言描述： ① 将A变量中的值给C； ② 将B变量中的值给A； ③ 将C变量中的值给B； ④ 打印A、B变量的值。 用简单的自然语言描述： ① A→C; ② B→A; ③ C→B； ④ 打印A、B变量的值。 （2） 用流程图描述：如右图

（3） 用程序设计语言QBASIC描述： LET C = A LET A = B LET B = C PRINT A , B 师：以上几种算法描述方法，你最喜欢哪种方法？为什么？完成下表。 名称 描述方式 特点 自然语言法 繁琐，容易有歧义 容易接受 流程图法 符号，有逻辑性 直观，修改麻烦 程序语言法 程序语言 计算机容易识别 设计意图：通过引导性教学引出算法的几种表现形式，并以通俗易懂的例子让学生理解掌握，达到了教育的目的。 师：在设计一个任务的算法的过程中，难点在于怎样将一个比较大的任务分解成小的任务，怎样将小的任务再分解成更小的任务，一直到能用一个命令或者一个简单的程序段来完成为止。有了算法之后，接下来就是利用编程软件实现算法了。 学生启动QBASIC语言程序，运行如下语句，即可实现两个变量值的交换。 LET A = 3 LET B = 10 LET C = A LET A = B LET B = C PRINT A , B END 师：刚编写完的程序不一定正确，必须在计算机上实际运行，排除程序中的错误，测试其能否达到预期结果，编程本身其实就是个不断完善的过程。 2. 分析学生实践中出现的问题，易错点。 （1） LET是BASIC中的赋值语句，是给变量提供数据的最基本方式之一，其中LET可以省略。LET C = A表示将变量A的内容传到变量C； （2） 分析赋值语句“=”与代数表达式“=”的区别； （3） END语句又称结束语句，它的功能是告诉计算机已执行完毕，通常放在程序的末尾； （4） PRINT语句又称输出语句，它可以先计算表达式的值，然后输出结果，或者直接输出变量的值。 3. 小结 计算机解决问题的过程： 开始→需求分析→设计算法→编程实现→调试运行，验证结果→问题解决 设计意图：通过编程解决交换两数这一经典问题，步步分解，让学生体验信息编程加工的整个过程。 活动2：自我挑战 由学生编程计算出棋盘按照达依尔的要求放满后，一共有多少粒麦子（任务提示：可参考知识链接中的循环结构相关知识点）。 （1）问题分析 本问题可用累加的方法来求解，即最后得到的麦粒数由每一格赏赐的麦粒数相加得到，而且相邻的格子要求得到赏赐的麦粒数也是有一定规律的，即后一格是前一覆盖麦粒数的2倍。若用i表示当前所处的格子，p表示此格子中应该赏赐的麦粒数，s表示累加得到的麦粒数，分析过程见表。 格（i） 每格存放麦粒数（p） 累加和（s） 1 1 1 2 2 1+2 3 4 1+2+4 4 8 1+2+4+8 5 16 1+2+4+8+16 6 32 1+2+4+8+16+32 …… …… …… 64 由表的分析可得i= ,p= ,s= 。 （2）设计算法。 根据上面的分析，可画出算法流程图如下：