核心素養(yǎng)下的循環(huán)結構課堂教學實踐與思考

　　摘 要：在核心素養(yǎng)影響下，信息技術學科的核心素養(yǎng)可界定為信息意識、計算思維、數(shù)字化實踐力和信息社會責任。《算法與程序設計》是高中信息技術課程選修模塊之一，教學重視從計算機語言層面上了解計算機能做什么，是如何工作的。這種計算思維對大部分學生來說較難學。
　　關鍵詞：visual basic；循環(huán)結構；核心素養(yǎng)；自主學習；編程教學；計算思維
　　一、分析計算思維的漸進過程
　　1.在進行循環(huán)結構for...next語句的教學設計中，我們依然是以書本的“希望工程”程序為例，對其進行更貼合實際的改進，設計成“日常存錢”程序�！凹僭O你從今天開始，第一天存1元錢，第二天存2元錢，第三天存入3元錢……依次類推，一個月31天后，你將存入多少錢？”教師提問：如何讓電腦計算你一個月存了多少錢？教師首先用自然語言分析該問題：
　　假設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。同時提問學生兩個問題：①在這個問題中，被不斷重復的語句是什么？②結束重復的條件是什么？學生覺得這兩個問題符合他們的數(shù)學思維，很好回答。
　　2.如何用計算機來解決“日常存錢”問題？要解決這個問題，就要引導學生思考計算機能做什么？計算機具有哪些能力？學生根據(jù)實際的使用計算機的經(jīng)驗，可以得到計算機具有基本的輸入能力，基本的輸出能力，有計算能力。在教師的引導下，能得出計算機具有邏輯判斷能力。那我們用計算機來解決問題，就要在計算機的這四大能力之內(nèi)給計算機布置任務。拿我們的“日常存錢”程序為例，根據(jù)之前自然語言分析的結果，我們要在問題二“結束重復的條件”這里給計算機一個邏輯判斷。具體要怎么做呢？要跟計算機溝通，就要掌握計算機語言。像這種某些工作要反復多次執(zhí)行的情況，可以用循環(huán)結構里的for...next語句來實現(xiàn)。教師展示for循環(huán)結構的語法形式，并指出該循環(huán)結構是確定次數(shù)的循環(huán)，并讓學生關注語法里的兩個關鍵點：一是被重復的語句塊，二是語句塊的循環(huán)次數(shù)由誰決定？第二個關鍵點也是本節(jié)課的難點。我們可以用打印“*”程序來幫助同學們理解和思考。
　　二、自主解決問題的有效策略
　　設計項目任務時要以學生自主學習為主，讓學生從已有知識出發(fā)，在理解了計算機思維方式后，能自主分析不同層次的任務，并解決問題。比如上面提到的“循環(huán)結構for練習”項目塊，我設計的項目任務是在解決了“日常存錢”的問題后，要求學生思考以下四個問題，并自主在程序中實現(xiàn)：①計算1+2+3+……+100=？②計算1～100之間所有偶數(shù)的和？③計算1*2*3*……*10=？④計算1～1000之間能被7整除的數(shù)的個數(shù)？這四個程序設計都給半成品，即設計好了界面和定義變量輸入輸出，留下for語句里的部分空格讓學生填寫，這樣即節(jié)省了時間，又能準確的掌握關鍵知識點。此項目任務的設計充分調(diào)動了學生的學習積極性。理解了for語句的兩個關鍵知識點，即被循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)的確定，學生都能應對項目任務中的四個問題。在解決項目任務的過程中，學生也會因為不確定而卡住，這時候教師就可以適時地從旁指點，通過傳統(tǒng)的講授方式幫助學生掌握相關的知識與技能，學生的探索欲被調(diào)動起來，都會非常認真聽講并且容易記住，學到之后立刻就能用來解決實際問題，更讓人印象深刻。學生的思維被調(diào)動起來，整個課堂氣氛安靜，只聽到學生敲擊鍵盤的聲音熱烈又充滿了思考。有些同學聯(lián)想之前的分支選擇結構，用循環(huán)結構與分支結構的嵌套來完成第四個問題。
　　三、計算思維的表達
　　學生完成了“循環(huán)結構for練習”項目塊后，在下課之前，空出時間讓學生有機會闡述自己的編程代碼和編程思維。教師用局域網(wǎng)里的學生演示功能，讓學生在自己電腦上演示代碼，運行程序，這樣可以節(jié)省時間，讓上課節(jié)奏更緊湊。例如，分別請三名同學運用for...next語句編寫程序，解決：①計算1+2+3+……+100=？②計算1～100之間所有偶數(shù)的和？③計算1*2*3*……*10=？這三個問題。學生在運行程序時如果出錯，學生自己及時排查代碼中的錯誤，比較典型的有語法書寫格式錯誤，變量類型溢出，循環(huán)初值和步長錯誤等，學生修改過后，重新運行程序，成功運行。整個程序編寫過程由學生自行表達，其他學生聆聽并觀看代碼編寫過程，這比直接由教師講解程序更能調(diào)動學生的注意力，碰到同樣的錯誤還能讓學生及時自我反思，增強自己的計算思維。
　　第四個問題“計算1～1000之間能被7整除的數(shù)的個數(shù)”難度略高，可以讓已經(jīng)解決這個問題的學生來分享他們的思考。一位同學利用初值和步長值來解決for i=7 to 1000 step 7，另一位同學利用循環(huán)結構與分支結構的嵌套if i mod 7=0 then s=s+1，學生在演示的過程中，邊打代碼邊解釋自己的代碼，周圍響起一些恍然大悟之聲，項目表達之后，及時小結并留一些時間讓學生對自己的代碼進行完善和修改，讓代碼更簡潔更有邏輯性。
　　四、結語
　　核心素養(yǎng)下的循環(huán)結構課堂教學是一次實踐，也是一次嘗試，學生的課堂表現(xiàn)和精神狀態(tài)比講練結合的教學方式要好很多，教師點到即止，學生有更多的時間思考，對自己計算思維的提升也有幫助。經(jīng)過一個項目任務的過程，學生基本上觸摸到了計算思維，并能根據(jù)自己對計算機語言的理解和計算思維的不同，用不同的代碼解決同一個問題，不再是千篇一律的模仿教師的代碼。
　　學習語法很重要，而更重要的是掌握計算思維。正如《算法與程序設計》前言里說的，能從計算機語言層面上了解計算機能做什么，是如何工作的。學習看似簡單的基礎知識時不要掉以輕心，因為如果您真正掌握了思維方式，解決問題，就是在和計算機聊天，解決看似困難的問題，有時也就是多掌握一點聊天的技巧。

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