如何建構(gòu)《算法與程序設(shè)計(jì)》的有效課堂教學(xué)

葉 泉

(桂林市第五中學(xué)信息組，廣西桂林，541000)

建構(gòu)主義理論告訴我們，教學(xué)的有效性最終是以學(xué)生的“意義建構(gòu)”為最終的目標(biāo)和歸宿。如何在有限時(shí)間內(nèi)合理運(yùn)用教材，采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高《算法與程序設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)的有效性，教師不妨從以下幾個(gè)方面去解決。

一、引入趣味小程序，創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生興趣

興趣是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，興趣決定了教學(xué)效果的好壞。在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師要從學(xué)生的興趣入手，利用學(xué)生對(duì)事物的好奇心，選擇一些有趣的、有實(shí)際意義的程序，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在程序設(shè)計(jì)中的第一課，筆者進(jìn)行了教學(xué)嘗試，引入學(xué)生感興趣的“五子棋”(見(jiàn)圖1)作為切入點(diǎn)，組織學(xué)生開(kāi)展人機(jī)互動(dòng)的游戲活動(dòng)。五子棋的輸贏規(guī)則雖然比較簡(jiǎn)單，但是如何讓電腦落子在棋盤上確定的一點(diǎn)，這需要對(duì)棋盤上每一點(diǎn)的重要度作出判斷。這其中就包涵復(fù)雜的計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法，比如沖四比沖三強(qiáng)，沖三比造二強(qiáng)，遇四三時(shí)，如果是對(duì)方則堵死，如果是我方則優(yōu)先落子。通過(guò)這個(gè)方法引入《算法與程序設(shè)計(jì)》的教學(xué)第一堂課，讓學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)產(chǎn)生了興趣并樂(lè)于學(xué)習(xí)。

此外，在第一課的教學(xué)中教師還可以再演示一些由學(xué)生自己編寫的、有趣的程序從而吸引學(xué)生，并告訴他們學(xué)習(xí)了VB程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容后就都能夠編出這些有趣的小程序。

二、循序漸進(jìn)，確立編程思想

在描述問(wèn)題及解決方案時(shí)，對(duì)于VB程序界面的設(shè)計(jì)應(yīng)采用先易后難、循序漸進(jìn)的方法。由于未涉及程序代碼的編寫，學(xué)生容易入門，不會(huì)感到有非常大的困難，以此激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的熱情。用一種簡(jiǎn)潔、一致的手段來(lái)詳細(xì)、精確地描述界面，例如“界面圖+對(duì)象屬性表”，可以有效地提高課堂教學(xué)效率。

在教學(xué)時(shí)，教師可選擇學(xué)生所熟悉圓的周長(zhǎng)問(wèn)題進(jìn)行VB入門教學(xué)，避免學(xué)生在開(kāi)始接觸VB時(shí)又面臨較復(fù)雜的算法問(wèn)題，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)如何完成計(jì)算圓周長(zhǎng)的任務(wù)，讓學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在對(duì)控件屬性、對(duì)象的事件的設(shè)計(jì)。了解VB程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、文本框和命令按鈕的相互關(guān)系，其教學(xué)步驟如下:

第一步：先運(yùn)行一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的窗體界面，讓學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的目標(biāo)與布局，如圖1所示。

第二步：分析控件類型，新建一個(gè)工程文件，在窗體上布局相關(guān)控件，如圖2所示

第三步：修改窗體中的控件屬性。

Label1:Caption/輸入圓的半徑

Label2：Caption/圓的周長(zhǎng)

Text1：Text/ 空白 并設(shè)計(jì)其背景色&H00C0FFFF&(淺黃色)

Text1：Text/ 空白 并設(shè)計(jì)其背景色&&H00FFFFC0& (淺藍(lán)色)

Command1：Caption/計(jì)算

第四步：對(duì)“計(jì)算”按鈕設(shè)計(jì)對(duì)雙擊時(shí)的程序代碼。

Sub command1 click()

Dim r as double rem 定義變量r

r=val(text1.text) rem 獲取對(duì)象text1的text屬性值轉(zhuǎn)換成數(shù)值型送到變量r

Text2.text=str(2*3.14*r) rem 計(jì)算圓的周長(zhǎng)，將周長(zhǎng)值轉(zhuǎn)換成字符串型送到text2的text屬性

End sub

這樣，學(xué)生從界面設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)開(kāi)始，逐步了解VB程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)思路。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際的接受能力，用通俗的語(yǔ)言對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，切忌貪多求全，要盡量消除學(xué)生對(duì)編寫程序代碼的畏懼心理，讓他們產(chǎn)生自信心和自豪感，建立起編程思想。

三、立足具體實(shí)例，滲透基本概念

概念的形成過(guò)程常常是學(xué)生進(jìn)行邏輯思維的過(guò)程。在教學(xué)導(dǎo)入時(shí)，教師可設(shè)置適當(dāng)?shù)那榫?，使該情景產(chǎn)生或引發(fā)一個(gè)學(xué)生感興趣的核心問(wèn)題。而這個(gè)核心問(wèn)題只有在學(xué)完了整堂課的內(nèi)容后才能回答或解決，從而使課堂在核心問(wèn)題的引領(lǐng)下順利推進(jìn)，使學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的概念與新的知識(shí)建立起實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。在使用這種方法的過(guò)程中，確定核心問(wèn)題是關(guān)鍵，需要教師鉆研教材，從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，尋求一個(gè)最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愿望的切入口或突破口。

以下以《3.1用解析法解決問(wèn)題》(《算法與程序設(shè)計(jì)為實(shí)例加以說(shuō)明。(選修)，教育科學(xué)出版社)》

圖3

(一)教材分析

在進(jìn)行“解析法”教學(xué)時(shí)，通過(guò)對(duì)教材的研究分析，不要選擇教材中“鉆石切割”的實(shí)例，因?yàn)槠鋽?shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，對(duì)于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生而言有一定的困難。于是，自編一個(gè)以“身體指標(biāo)計(jì)算”小程序，引發(fā)學(xué)生思考“解析法”的核心思想：如何根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)據(jù)模型，并應(yīng)用VB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)程序的編寫。

(二)教學(xué)過(guò)程

引入：教師演示自編小程序，如身體健康指數(shù)計(jì)算程序。

請(qǐng)同學(xué)思考：計(jì)算機(jī)是如何分析判斷出此結(jié)論的？

新課：

1.第一環(huán)節(jié)：通過(guò)身體健康指數(shù)的計(jì)算學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型的建立

教師PPT展示：科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)、分析，得出計(jì)算身體健康指數(shù)的結(jié)論：身體健康指數(shù)BMI值與體重W(單位為kg)成正比,與身高H(單位m)的平方成反比。理想指數(shù)范圍是 20-25 。當(dāng)指數(shù)小于20屬于營(yíng)養(yǎng)不良，當(dāng)指數(shù)在25-30之間屬于體重超重，當(dāng)指數(shù)大于30為過(guò)于肥胖。

小組討論問(wèn)題：怎樣將此文字?jǐn)⑹龅谋磉_(dá)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式的表達(dá)？

學(xué)習(xí)任務(wù)：(1)身體健康指數(shù)的計(jì)算公式；(2)身體健康的判斷有幾種情況，其條件如何。

身體健康指數(shù)計(jì)算公式：BMI=W/(H*H)

①

身體健康指數(shù)判斷的表達(dá)：

②

①→②則是解決身體健康指數(shù)計(jì)算數(shù)學(xué)模型，由此引出解析法的概念。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)1：應(yīng)用解析法解決問(wèn)題的步驟。

2.第二環(huán)節(jié)：根據(jù)身體指數(shù)的計(jì)算及判斷表達(dá)寫出相關(guān)的流程圖(如圖4)

圖4

教學(xué)時(shí)，教師可以把流程圖的框架先建立起來(lái)，學(xué)生根據(jù)身體健康計(jì)算說(shuō)明，填寫計(jì)算公式、判斷條件、判斷結(jié)果，從而完成流程圖的表達(dá)。這樣可以降低學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生能夠?qū)W會(huì)由解析式寫出流程圖的學(xué)習(xí)過(guò)程。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)2：用解析法解決問(wèn)題時(shí)其流程圖通常呈現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)的形式。

3.第三環(huán)節(jié)：依據(jù)流程圖編寫代碼

教學(xué)時(shí)，教師預(yù)先將界面設(shè)計(jì)(如圖3所示)的工程文件準(zhǔn)備好，學(xué)生通過(guò)理解流程圖，把程序代碼完成，即對(duì)按鈕設(shè)計(jì)單擊時(shí)的程序代碼(略)。

4.第四環(huán)節(jié)：課堂小結(jié)

(1)應(yīng)用解析法解決問(wèn)題的步驟有哪幾步驟；(2)解析法解決問(wèn)題時(shí)其流程圖的形式。

(三)教學(xué)反思

本課從學(xué)生的生活出發(fā)，選擇數(shù)學(xué)模型比較簡(jiǎn)單的“指數(shù)”計(jì)算問(wèn)題，將教學(xué)重點(diǎn)放在“解析法”的概念，因材施教。在教學(xué)過(guò)程中，基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式，通過(guò)剖析指數(shù)計(jì)算，學(xué)習(xí)應(yīng)用解析法解決問(wèn)題過(guò)程中如何建立數(shù)學(xué)模型，從而總結(jié)解析法解決問(wèn)題的過(guò)程的一般步驟，并將其轉(zhuǎn)化為流程圖的算法描述，從而突破本課的難點(diǎn)。

總之，《算法與程序設(shè)計(jì)》對(duì)于教師、學(xué)生來(lái)說(shuō)都是全新的一門課，在教學(xué)過(guò)程中必然會(huì)存在許多問(wèn)題，需要教師不斷地改革創(chuàng)新、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

[1] 李倩倩.高效課堂下的課堂設(shè)計(jì)——《二次函數(shù)》的課堂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與操作[J].教育觀察，2013(8).

[2] 侯法政.如何構(gòu)建有效課堂[J].學(xué)周刊，2011(21).

[3] 余昱.“教師是反思性實(shí)踐者”在教育日常中的缺席[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2012(6).