就高中《信息技术基础》（必修）中“信息的编程加工”的教学设计

就高中《信息技术基础》（必修）中“信息的编程加工”的教学设计
江苏省姜堰中学  丁高燕
一、教材分析
[教学内容]
教育科学出版社2010年出版的《信息技术基础》（必修）中第三章中“3.2信息的编程加工”；
[地位作用]
本节内容是学生在学习了信息加工的一般过程之后再来进行学习，是对上一节情境的承接，主要是描述一个编程过程，通过对整个过程的体验让学生了解计算机加工信息的内在机制，知道利用计算机解决问题的步骤。
[教学对象]
高一年级的几乎没有接触过程序设计的学生
[教学目标]
 知识目标：让学生能理解算法的真正含义；了解编程加工信息的一般步骤：需求分析、算法设计、编程实现（界面设计、代码编写、调试运行）；认识程序代码。
 能力目标：能与实际生活中的例子结合起来，培养学生分析问题、解决问题的能力以及主动学习的意识。
 情感目标：通过互助小组，培养学生互相帮助、分工合作能力。
[教学重点]
算法的概念
[教学难点]
理解程序设计中变量的存储原理、人的思维在计算机工作中发挥的作用

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[教学策略]
导入，提出问题，解答，体验，归纳总结并拓展知识
1、教学案例的设计策略
 案例的选择和设计是顺利完成本部分教学内容的重要保障。因此，我选择了学生感兴趣的智力问题：交换2个杯子中的溶液，如何去完成？激发起学生探讨解决问题新方法的渴望，通过求解这个具体问题让学生体验分析问题得出算法的过程，并顺理成章地引入交换2个变量中数据，从而再引入比较2数大小并交换，为学生完成冒泡算法排序的学习铺垫；例子由现实生活转入抽象的理论，循序渐进地教与学，这样的方法有利于学生消化吸收掌握知识；并通过让学生完成半成品VB程序，让学生体会到成功的喜悦。
 2、教学重点的定位
 引导学生体验编程加工解决问题的过程；程序代码的认识与编写只能是了解与尝试。
 3、教学资源运用的策略
 教学设计中提供了半成品的VB程序、学案和学习网站，解决学生对程序语言的学习障碍，确保学生能够顺利完成学习任务。
 4、学生学习策略
 老师指导的基础上，组织学生采取小组互助合作的方式，通过学习网站开展自主学习、探究学习。
[教学资源]
1、硬件资源：多媒体网络教室、游戏道具
2、软件资源：交换2个变量数据程序、VB mini安装版、学习网站及冒泡排序法FLASH动画
[教学用时]  1课时
二、教学过程设计
步骤 教师活动 学生活动 设计意图
引入 前一阶段，了解了信息加工的过程和方式。目前我们所学的信息加工方式是通过应用软件来实现的，比如：利用WORD中的“自选图形”和EXCEL中的图表功能可以实现数学函数图像的绘制。（展示相应的例子）
但是这样的图形不够细致，而且无法随函数作出准确相应的变化
提出问题：如何用计算机帮我们解决我们要解决的具体问题呢？ 观察 创设情境
引入问题

分析问题 引出:计算机解决问题的方法里有一种就是针对具体的问题编制专门的程序来解决问题的方法，这就是我们这节课的要和大家一起了体验的——编程加工及针对具体的问题编制专门的程序,实现信息加工的自动化。
明确思想：计算机可以帮人们解决问题，但计算机没有自己的思维，它其实不知道如何去解决问题。那计算机是怎么解决实际问题呢？它甚至还会下象棋呢，科幻片中的机器人在现实生活能实现么？
理论介绍：哦，其实呀，人们事先对问题进行分析，确定解决问题的具体方法和步骤，然后用计算机可以识别的语言编制好一组让计算机执行的指令即程序，交给计算机，让计算机按人们指定的步骤有效地工作，从而达到解决问题的目标。  学生们还没编程加工信息的思想，老师的讲解能让他们有初步认识
提出问题，解决问题 1、算法是什么呢？
算法是指解决问题的方法和步骤。
（需要强调）算法不仅是指计算的方法，而且还包含从何处着手、解题步骤以及结果处理等全过程。
2、举例说明：在日常生活中经常会写信，邮寄一封信的过程可分为：
写信→写信封→贴邮票→投入信箱 理解算法的真正含义，并能与实际生活中的例子结合起来。 给出算法的定义，并举例说明，使学生充分理解算法的真正含义，区分算法不仅是指计算的方法
运用知识 请思考：要把A杯子里的水和B杯子里的牛奶交换一下，你可以想到什么办法呢？讨论一下解决这个问题的算法哦！
引导学生思考，总结出几个算法，按既定目标挑选其中一个讲解：取一空杯C→将A杯中水倒入C杯中→将B杯中牛奶倒入A杯中→将C杯中的水倒入B杯中
 学生讨论思考并表述方法
体会分析问题-解决问题 让学生能理解算法的真正含义，并能与实际生活中的例子结合起来，学会分析问题、解决问题。体现教学的知识目标和能力目标
为后面引入变量交换数据作铺垫
知识过渡 计算机中处理简单问题的方法：如何交换两变量A、B中的值。
在计算机中处理此类问题时不能直接交换A、B的值，需临时变量C，逐步交换。[此处需要形象地解释一下计算机中变量存储机制：变量就象是用于存放数据的盒子]
根据前面换水和牛奶的例子，你能不能得到启发，来解决这个问题呢？
由学生自己思考出解决问题的算法如下：
（1） 将A的值赋给C；
（2） 将B的值赋给A；
（3） 将C的值赋给B。 学生运用所学知识，讨论思考并表述方法 理解计算机处理数据的内在运行机制。
并灵活运用所学知识。
知识延展 那具体地用计算机来解决这个问题该如何操作呢？
程序设计的一般步骤：
1、分析问题：确定要解决的问题，即要求计算机“做什么”。
2、设计算法：对某一特定的问题设计的求解步骤和方法。
3、编程实现：把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码
界面设计→代码编写→调试运行→维护 了解程序设计的一般过程，对程序设计有概括性的认识。 介绍编程的一般过程，让学生系统的学习
体验过程 体验程序：
利用安装好的VB来运行“交换两个变量中值”程序。
（教师演示、巡视、指导） 完成“交换两个变量中值”程序的运行。
要求小组内先做完的同学帮助其他同学，充当小老师的角色。 对程序设计有概括性的认识，了解使用编程方式解决问题的一般步骤。
知识延展 拓展：那现在你会不会解决这个问题呢？
比较两个数A、B，将较小的一个放在A中，较大的一个放在B中。
请同学们自主完成这个程序设计。 学生思考讨论，完成相应的程序设计。要求小组内先做完的同学帮助其他同学，充当小老师的角色。 通过设置两个例子，让学生对此有所认识，为后面冒泡排序法的掌握铺设两级台阶，有利于学生的学习和掌握。
自主学习 1、学生看课本44页有关冒泡排序算法的知识及学习网站上该算法动画演示。（教师巡视、指导）
2、游戏：现场利用教师提供的道具演示冒泡排序法的过程。
3、小结：冒泡排序法的核心思想是两两比较。
（道具：在5张16开白纸上分别写上数字2、7、9、11、14，并打乱顺序。） 1、了解冒泡排序法的相关知识。
2、游戏：5位同学资源上台站成一排，每人手中拿着教师预先写好数字的一张纸，由一位同学指挥，根据冒泡排序法交换手中纸张，实现数据排序。 通过游戏，让学生加深印象，能形象直观地理解冒泡算法
能力体验 请同学们自主完成冒泡算法的程序设计（教师巡视、指导） 通过互助组协作完成程序设计 
总结  通过今天的学习，大家对信息的编程加工，计算机处理数据的方法有一个概括性的认识，体验了程序设计的独特魅力。这节课的内容是“算法与程序设计”选修模块中的一部分，如果大家还有兴趣可以选修这个模块。可以进一步了解计算机是如何下象棋的！ 总结操作过程的经验，理解计算机对信息进行编程加工的原理与方法。 概括本节课所学内容，并介绍“算法与程序设计”选修模块，为学生对该模块有所认识，对选修提供帮助。
留下一个诱人的例子，吸引学生去探究“算法与程序设计”
三、教学反思
 对于没有程序设计基础的学生，要在一节课内讲清楚算法的概念、程序设计的思想等内容需要教师灵活地处理教材。本节课的教学我曾尝试过多种教学方式：传统教学方式（全由老师讲解编程方式加工信息）、学生自主学习方式（学生根据学习网站自学）、半传统半自主学习方式（二者结合）。从教学效果来看：传统教学方式，只能让课程越教越枯燥；但想要完全通过自主学习的方式来让学生理解编程方式加工信息也是行不通的，因为高一学生几乎没有接触过程序设计，对计算机中数据的处理完全不理解；只有通过设置两个例子讲解，给学生一定的知识提示，为后面冒泡排序法的掌握铺设两级台阶。循序渐进地教与学，例子由现实生活转入抽象的数学理论，这样的教与学，有利于学生消化吸收掌握知识。