《讓機器開始思考——分支結構》教學設計

葛新

【摘 要】《讓機器開始思考——分支結構》教學設計是高中信息技術（必修）和算法與程序設計（選修）教材中都涉及到的內容。重點讓學生了解分支結構的由來和基本設計思想，掌握分支結構程序設計的基本方法和技巧，完成智能小車的程序設計。其教學設計的難點就是教師通過運用機器人程序設計案例清楚講解分支結構程序設計思想，如何運用這種思想和方法解決智能小車程序設計中遇到的實際問題。

【關鍵詞】信息技術；教學設計；分支結構

一、教材分析

本節課學習的內容是高中信息技術（必修）和算法與程序設計（選修）教材中都涉及到的內容。這一節內容是在學生學習了“順序結構”之后的后續課程，目的是讓學生了解結構化程序設計中三種基本結構的設計思想。本節課的重點在于深入理解“分支結構”的設計思想，進而思考如何運用這種思維方式去解決實際問題，同時對后續的“循環結構”做好鋪墊。難點則在于采取一種什么樣的形式去講解，能讓學生更好的理解“分支結構”并運用“分支結構”解決實際問題。

二、學生分析

在以往的教學中大部分教師都會采用Visual Basic這一軟件講解程序設計的三種基本結構。雖然這款軟件不僅功能強大，而且擁有圖形化的界面，學習起來相對簡單。但畢竟這是一款專業的程序設計軟件，在教學中教師不可避免的要花費大量時間講解VB語言的語法格式和用法。這對于沒有學過程序設計的學生有很大難度。學生在運用VB解決實際問題時，也要將大量時間花費在代碼編寫上，從而忽視了算法思維的訓練和培養，學生興趣也不高。目前，隨著技術的進步，越來越多的程序設計軟件開始運用更圖形化的方式設計程序，更加重視算法思維的設計，甚至忽略代碼的書寫。例如：“畫程”、“scratch”、“樂高機器人軟件”等。如果能在課堂中靈活運用這些軟件，就可以把教學的重點放在思維的訓練上，而且更加形象，更加有趣。

三、教學過程

1.拋出觀點、引發思考

【教學活動】

①教師對“一切機器都是按程序辦事的”觀點進行分析，引發學生思考，如何讓程序更智能，從而讓機器更智能。②引出本節課的主題讓機器開始思考——分支結構。

【學生活動】

通過教師的觀點闡述和思維引導，理解分支結構的由來和基本思想。

【設計意圖】

引出本節課的主題，講解分支結構的由來和基本思想。

2.實例講解，獲得新知

【教學活動】

①結合對汽車順序結構程序的改進，講解分支結構的設計思想。②對比分支結構與順序結構的區別

【學生活動】

通過教師舉例理解分支結構的設計思想。

【設計意圖】

闡述分支結構的設計思想和與順序結構的本質區別和對程序的影響。

3.問題探究，初嘗成果

【教學活動】

①講解小車運動程序原理。②引導學生思考如何實現汽車遇到懸崖后就自動停車的問題。③分析如何讓汽車判斷是否出現懸崖？并畫出懸崖判斷處理的流程圖。④演示如何將小車直行的程序修改成可以判斷懸崖的程序。

【學生活動】

①理解并測試小車運動程序。②通過教師講解分析如何解決汽車在懸崖邊停車的問題？③依照流程圖模仿教師對小車直行的程序進行修改。④實驗小車是否能在懸崖邊停車。

【設計意圖】

①通過小車運動程序，熟悉Lego編程軟件。②通過小車懸崖停車的問題，學習如何運用分支結構解決實際問題，同時熟悉流程圖和機器人軟件的使用，為下一個探究問題做準備。

4.思維拓展，展示提升

【教學活動】

①提出障礙物前停車的要求，并讓學生模仿前面的例子進行嘗試。②給出障礙物前停車的流程圖。③提出能否利用分支程序實現緩慢停車的要求。④教師引導進行分段思考，讓小車在不同路段速度不同。⑤師生共同討論學生繪制的流程圖是否可行。⑥小結分支結構程序設計要點。

【學生活動】

①學生模仿前面例子給小車程序添加障礙物前停車的程序。②思考如何在障礙物前進行緩慢停車。③嘗試用畫程軟件進行緩慢停車的流程圖仿真，并進行討論，說說自己的設計思路。④根據討論結果修改小車程序。⑤展示設計成果

【設計意圖】

通過對小車障礙物前停車和緩慢停車的探究，復習前面所學知識，并深入思考分支結構的高級用法——分支嵌套。

5.承上啟下，總結提高

【教學活動】

小結本節課的學習內容，再次強調分支結構的設計思想，同時也指出分支結構的不足，從而引出“循環結構”的課程。

【學生活動】

學生上交作業后下課。

【設計意圖】

小結本節課的學習內容，為后續學習做好鋪墊。endprint