邢寅玲 安徽省合肥市第四中學(xué)

● 案例題旨

本案例取材于粵教版高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算》第四單元程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第3節(jié)《運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)描述問題求解過程》，研究的主要問題有：①在單元教學(xué)中，真實(shí)問題的來源。②在單元課堂教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生積極參與課堂探究的問題設(shè)計(jì)方式。③加深問題探究深度，助力實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)的小組合作學(xué)習(xí)方式。

● 案例背景

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)單元以“程序”為核心概念，以Python語言為主要工具，圍繞“設(shè)計(jì)購買紀(jì)念品的最佳方案”情境中的如何實(shí)現(xiàn)“運(yùn)用程序解決問題”這一問題組織教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)掌握一種程序設(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)知識，使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡單算法；通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試與運(yùn)行的方法等（以上為《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》內(nèi)容要求），實(shí)現(xiàn)學(xué)科單元核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

在對課標(biāo)內(nèi)容要求以及教材核心知識體系理解的基礎(chǔ)上，將本單元的項(xiàng)目范例主題調(diào)整為“生活中的程序設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)銀行儲蓄利息計(jì)算器”（基于小區(qū)電梯里張貼某銀行的招儲宣傳海報(bào)進(jìn)行問題提煉）。本案例是在學(xué)生運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)解決“根據(jù)用戶提供的本金、利息、年限等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)利息的自動計(jì)算”的基礎(chǔ)上，提出新的需求——根據(jù)用戶提供的金額、年限，實(shí)現(xiàn)利息的自動計(jì)算，提高程序的自動化程度，同時(shí)也使單元項(xiàng)目——設(shè)計(jì)利息計(jì)算器中計(jì)算器功能得到不斷完善與優(yōu)化。《運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)描述問題求解過程》的課時(shí)目標(biāo)、內(nèi)容如下：1課時(shí)，通過根據(jù)用戶提供的金額、年限，實(shí)現(xiàn)利息自動計(jì)算的求解過程，學(xué)會運(yùn)用Python程序設(shè)計(jì)語言中選擇結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單算法，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，掌握Python程序調(diào)試與運(yùn)行的方法。

● 案例實(shí)錄

片段一：導(dǎo)入環(huán)節(jié)問題設(shè)計(jì)

師：根據(jù)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們根據(jù)用戶提供的金額、年限、利率數(shù)據(jù)，運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)解決了用戶的利息計(jì)算問題，在這個(gè)過程中，不同金額的利率是由用戶從銀行出示的利率數(shù)據(jù)中人工選擇后計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的，我們是否可以將人工選擇匹對的工作通過程序交由計(jì)算機(jī)來完成呢？

學(xué)生：（應(yīng)該）可以。

師：請大家想一想，日常生活中哪些領(lǐng)域的選擇或匹對工作已經(jīng)逐漸被機(jī)器取代？機(jī)器是如何執(zhí)行這些操作的？2分鐘后以小組為單位進(jìn)行分享交流。（2分鐘后）哪組來主動分享一下討論成果？主動分享可以為小組額外增加2個(gè)積分。

生1：快遞分揀，根據(jù)快遞發(fā)送地點(diǎn)，進(jìn)行自動、快速分揀；電梯超載報(bào)警，還有像DNA鑒定、指紋識別等都與選擇匹對相關(guān)。

師：活動冊中小組積分+5。還有其他小組有新的發(fā)現(xiàn)嗎？

生2：人臉識別門閘，識別通過，門閘才會打開。還有一卡通每天消費(fèi)的額度限制，一旦超過50元，就需要輸入密碼才可以消費(fèi)等。

師：給本小組積分+5積分。其實(shí)日常生活中還有很多這樣的場景，如新冠疫情期間的核酸檢測、體溫檢測等。請大家仔細(xì)想一想，這些情境是不是都有一個(gè)條件，機(jī)器根據(jù)是否符合條件進(jìn)行不同的操作呢？

全體學(xué)生：是的。

片段二：微課資源學(xué)習(xí)問題設(shè)計(jì)

師：在Python程序設(shè)計(jì)中，我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)條件的表達(dá)？請大家觀看微課《條件表達(dá)式》，小組討論思考：在Python程序設(shè)計(jì)中，哪些表達(dá)式可以實(shí)現(xiàn)條件表達(dá)？這些表達(dá)式的值有何特征？請用合適的條件表達(dá)式表示5萬元以下用戶儲蓄年限（xcnx）與圖片中給出階梯年限之間的關(guān)系，請將學(xué)習(xí)結(jié)果記錄在活動冊相應(yīng)位置。哪個(gè)小組愿意分享一下這個(gè)問題的討論結(jié)果？

生3：邏輯表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式以及成員表達(dá)式都可以作為條件表達(dá)式，條件表達(dá)式的值只有True與Flase兩種結(jié)果。用戶儲蓄年限與階梯年限之間的關(guān)系表達(dá)有以下三種情況：1=＜xcnx＜=2，3=＜xcje＜5，5=＜xcnx。

師：你們對微課觀看很仔細(xì)，回答準(zhǔn)確。小組積分+4。現(xiàn)在我們可以用條件表達(dá)式實(shí)現(xiàn)選擇條件的判斷，在Python程序設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)條件的不同，自動選擇不同的操作？請大家觀看微課《選擇結(jié)構(gòu)——if語句的使用方法》，小組討論思考：使用if語句時(shí)需要注意哪些方面？并嘗試用if語句實(shí)現(xiàn)5萬元以下，不同年限的利息計(jì)算，將相關(guān)的學(xué)習(xí)結(jié)果記錄在活動手冊相應(yīng)位置。請第4小組來分享一下對這個(gè)問題的討論結(jié)果。

生4：if語句中需要注意后面要加“：”，同時(shí)，條件下的語句要嚴(yán)格遵守相同的縮進(jìn)。但我們小組還沒有完善好程序編寫的內(nèi)容。

師：小組積分+3。在剛剛的巡視觀察過程中老師發(fā)現(xiàn)，大家對Python中if語句的規(guī)范使用有難度，現(xiàn)在，我們一起來學(xué)習(xí)一下if語句的實(shí)現(xiàn)方法。我小窗口演示，大家跟我一起來實(shí)現(xiàn)。

片段三：實(shí)踐性分層問題設(shè)計(jì)

師：請大家根據(jù)我們剛剛的學(xué)習(xí)結(jié)果，從下圖三個(gè)題目中任選一題，小組進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)，完成后將程序與運(yùn)行結(jié)果一起截圖發(fā)到班級padlet展示墻上。截圖信息完整、程序運(yùn)行正確的小組給予積分+3；程序運(yùn)行正確，但截圖信息不完整的給予小組積分+2；截圖信息完整，但程序運(yùn)行不成功的給予小組積分+1；截圖信息不完整，且程序不能運(yùn)行的給予小組積分+0；未提交截圖的小組，積分-2。15分鐘后進(jìn)行展示與交流。

①5～10萬元內(nèi)儲戶不同年限的利息計(jì)算問題。

②10萬元以上（含10萬元）儲戶不同年限的利息計(jì)算問題。

③10萬元以下（不含10萬元）儲戶不同年限的利息計(jì)算問題。

④自選問題。

● 案例分析

首先，本案例從生活中選擇真實(shí)的例子——小區(qū)電梯內(nèi)銀行招儲的廣告牌，設(shè)計(jì)一連串具有關(guān)聯(lián)性的問題，引導(dǎo)、組織學(xué)生學(xué)習(xí)《運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)描述問題求解過程》這一節(jié)的核心知識——Python中條件表達(dá)式以及if語句的正確使用，通過引導(dǎo)學(xué)生思考日常生活中常見的選擇與匹對場景，幫助學(xué)生快速理解選擇中關(guān)鍵要素條件的設(shè)置及作用，突破關(guān)于條件理解的難點(diǎn)。將學(xué)科知識的學(xué)習(xí)與日常生活場景聯(lián)系起來，在場景的分析中，形成能力的有效遷移和學(xué)科核心素養(yǎng)。

其次，在課堂教學(xué)實(shí)施過程中，圍繞核心問題的求解，教師主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)資源的搭建以及學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)與引導(dǎo)，成為學(xué)習(xí)活動中的引領(lǐng)者。教師合理運(yùn)用微課引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行條件表達(dá)式與選擇結(jié)構(gòu)的理論學(xué)習(xí)，并通過對微課進(jìn)行問題提煉，幫助學(xué)生快速梳理知識要點(diǎn)，運(yùn)用知識要點(diǎn)解答場景問題；同時(shí)，針對理解普遍有難度的知識，合理運(yùn)用小窗口操作演示的方式幫助學(xué)生快速突破if語句的正確使用這個(gè)難點(diǎn)；在學(xué)生自主探究、小組合作的過程中，積極巡視指導(dǎo)學(xué)習(xí)情況，及時(shí)掌握學(xué)生課堂學(xué)習(xí)進(jìn)程。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生小組的差異性，設(shè)置了不同難度的實(shí)踐問題，并制訂小組展示交流評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與形式，運(yùn)用在線平臺展示各小組學(xué)習(xí)成果，組織學(xué)生完成學(xué)習(xí)成果的自評與互評。學(xué)生在小組團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，在教師設(shè)置的問題串中，借助數(shù)字化工具與資源，進(jìn)行情境問題分析、新知探究學(xué)習(xí)、情境問題求解與問題成果展示等學(xué)習(xí)活動，成為課堂學(xué)習(xí)活動中的主體。在此過程中，師生建立學(xué)習(xí)共同體，相輔相成，促進(jìn)達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

● 案例反思

1.真實(shí)問題的來源

①從課標(biāo)、教材中提煉問題，以課標(biāo)內(nèi)容要求為基準(zhǔn)，以教材為資源，找出單元學(xué)習(xí)的核心知識（概念）體系，梳理知識體系的邏輯關(guān)系，形成關(guān)聯(lián)的知識整體。②從真實(shí)情境中提煉與單元核心知識相關(guān)的問題。③從學(xué)習(xí)支架中提煉關(guān)鍵知識問題。④從探究活動中提煉問題。⑤從學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、興趣等方面提煉問題。

2.真實(shí)問題的設(shè)計(jì)

①將理論記憶類問題轉(zhuǎn)化為實(shí)踐（或概念）性的問題，讓學(xué)生在實(shí)踐或者（概念分析）過程中，理解和掌握核心知識。②將引導(dǎo)性問題轉(zhuǎn)向理解性問題，將問題本質(zhì)與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)建立起聯(lián)系，提出學(xué)生探索過的一些理解性問題。③將總結(jié)性問題轉(zhuǎn)向評價(jià)性問題，鼓勵學(xué)生自我評價(jià)與相互評價(jià)。④將評價(jià)性問題層次化、多樣化。

3.問題求解過程中的小組合作

①劃分小組，教師結(jié)合班級學(xué)生的學(xué)習(xí)能力情況，編制計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)初步異質(zhì)分組，每組4～6人，隨后根據(jù)性別比例，適當(dāng)調(diào)整，確定小組成員，制訂組別、組訓(xùn)等；在4～6人小組中，再次劃分2人一團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行新知學(xué)習(xí)的“互查、互助、互促、互評”，確保個(gè)體新知識的學(xué)習(xí)落到實(shí)處。②明確小組成員職責(zé)，每組設(shè)置組長（負(fù)責(zé)保障整個(gè)單元項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施，關(guān)注組內(nèi)成員的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)向教師反饋小組學(xué)習(xí)進(jìn)度等）、宣傳員（負(fù)責(zé)整理小組內(nèi)的問題討論結(jié)果并進(jìn)行班級交流共享）、記錄員（負(fù)責(zé)記錄小組學(xué)習(xí)過程中，組員參與討論的情況、積分情況）以及成員，組員之間實(shí)行職責(zé)輪流制。③制訂小組在課堂活動中的評分標(biāo)準(zhǔn)，將課堂行為量化，小組能夠結(jié)合問題，創(chuàng)造性地給出具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性、建設(shè)性的求解方法，記5分；小組能夠結(jié)合問題，運(yùn)用所學(xué)知識、經(jīng)驗(yàn)給出正確的求解方法，記3分；小組成員結(jié)合問題，給出觀點(diǎn)，記1分；拒絕班級分享小組，記-3分。這樣的積分激勵有利于小組成員之間討論與思考的真實(shí)發(fā)生，促進(jìn)討論與思考的深入，形成解決問題的能力。學(xué)生在經(jīng)歷過幾次真實(shí)的小組合作學(xué)習(xí)后，不斷轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)態(tài)度，從被動配合到主動參與，學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了明顯的變化。

在基于真實(shí)問題求解的大單元課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師需要研究課標(biāo)內(nèi)容要求，并將此與學(xué)生生活、學(xué)習(xí)場景、認(rèn)知基礎(chǔ)、興趣等因素聯(lián)系起來，將知識情境化，進(jìn)而在真實(shí)情境中挖掘、提煉存在的真實(shí)問題以及問題串。通過小組對問題以及問題串的探究，確定小組的新知學(xué)習(xí)清單，進(jìn)而在清單基礎(chǔ)上組內(nèi)進(jìn)行同伴互助、互學(xué)、互查、互評，實(shí)現(xiàn)個(gè)體新知學(xué)習(xí)的達(dá)標(biāo)，完成支撐問題求解的知識儲備，隨后小組合作進(jìn)行問題求解實(shí)踐探究，在成果展示中完善知識體系的構(gòu)建與解決問題能力的提升。