C++程序設(shè)計在初中選修課活動中的實踐與探究

楊衛(wèi)清

摘? 要：目前，編程越來越受到各國人們的重視，逐漸成為孩子成長的必備素養(yǎng)，“全民編程”的時代已經(jīng)到來。為了響應時代要求和本校課改實際，我們決定開設(shè)C++程序設(shè)計學修課活動，以培養(yǎng)學生開拓抽象邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等信息技術(shù)核心素養(yǎng)。本文主要闡述C++程序設(shè)計在我校選修課活動中的實踐探究過程。

關(guān)鍵詞：C++編程;初中;選修課活動

一、編程，是這個時代的趨勢，也是這個時代的要求

目前，編程越來越受到人們的重視，已逐漸成為孩子成長的必備素養(yǎng)，“全民編程”時代正在走來。本文通過教師準備、學生選擇、課程選擇及改變、課堂學習與課后作業(yè)等方面來闡述C++程序設(shè)計在初中選修課活動中實踐與探究的具體操作。

二、C++編程活動課的實踐與研究

（一）教師準備

首先，教師學習C++程序設(shè)計及相關(guān)教學理論。學校為每個信息技術(shù)教師購買了《信息學奧賽一本通（C++版）》和《CCF編寫的中學生計算機程序設(shè)計（基礎(chǔ)篇和提高篇）》兩套書，教師利用課余時間積極學習認真研究，并在辦公室內(nèi)形成了良好的編程探索研究氛圍。其次，教師利用一切機會參加有關(guān)信息學奧賽教練員培訓。

（二）學生的選擇

1.調(diào)查學生情況，挖掘有編程潛力的優(yōu)質(zhì)學員。對于每屆新生，我們會利用開學前（軍訓期間）通過問卷和查看檔案的形式，完成對學生小學階段信息技術(shù)學習情況調(diào)查，以發(fā)現(xiàn)有信息技術(shù)特長的學生，尤其是有編程基礎(chǔ)的學生，為下一步選取優(yōu)質(zhì)學生做準備。

2.篩選學生，基于師生雙向選擇，互相有需求。首先，學生自愿報名，要求數(shù)學成績較好（一般85分為底線）;其次在正式組班前要對報名同學做挑選，主要是篩選出對編程有興趣且能夠堅持下去的學生。

3.確認名單，簽訂協(xié)議。每個年級開設(shè)兩個班，每個班30人左右，第一次開課和學生簽訂一份課程學習協(xié)議，增加學生開始學習這門課的儀式感和堅持學下去的信心。

（三）教程的選擇與改編

1.教程的編寫：以CCF編寫的中學生程序設(shè)計內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)我校實際情況編寫出40節(jié)的內(nèi)容（七年級上學期10節(jié)，七年級下學期10節(jié);八年級上學期10節(jié)，八年級下學期10節(jié)）。

2.學案的編寫：根據(jù)校編教程編寫學案，每節(jié)一個學案，供2課時使用，預計編寫40個學案（80課時）。

（1）低起點，小步子。所有學案編寫我們都注重低起點，盡量把學生當成零基礎(chǔ)進行對待。

（2）精講精練，高質(zhì)高效。所有例題和習題精心挑選，盡量讓例題都具有代表性，讓每個習題都是經(jīng)典題型。注重讓一個例題代表一種類型，注重題目的變換遷移，爭取實現(xiàn)通過一個例題的精講，達到領(lǐng)會一類問題的解決方法。

如學習循環(huán)語句時：例題編程求1+2+3+……+n的值，非常容易入手，所以學生一看到題目，覺得很熟悉，馬上就有躍躍欲試的解題興趣。針對這個經(jīng)典例題，我們進行分析歸納，充分利用。此類問題一般分為兩大類：一類是直接求1加到n的和，另一類是求和s不大于某個數(shù)m的最大n的值;

第一類：分別用for語句和while語句實現(xiàn)1加到n的和：

int main（）

{inti，sum;

sum=0;

for（i=1;i<=100;i++）

sum=sum+i;

cout<<sum<<endl;

return 0;

}

用for語句實現(xiàn)1加到100

int main（）

{ inti，sum;

sum=0，i=1;

while（i<=100）

{ sum=sum+i;

i++;

}

cout<<sum<<endl;

return 0;}

用while語句實現(xiàn)1加到100

第二類：分別用for語句和while語句實現(xiàn)和s不大于某個數(shù)m的最大n的值：

Intmain（）

{

inti，m，sum;

sum=0;

cin>>m;

for（i=1;sum<=m;i++）

{

sum=sum+i;

}

cout<<i-2<<endl;

return 0;

}

用for語句實現(xiàn)

Intmain（）

{

inti，m，sum;

sum=0;

cin>>m;

i=1;

while（sum<=m）

{

sum=sum+i;

i++;

}

cout<<i-2<<endl;

return 0;

}

用while語句實現(xiàn)

通過對比加深理解循環(huán)控制變量和循環(huán)結(jié)束條件語句的含義，從而更能理解for循環(huán)和while循環(huán)使用的具體問題情境。

（3）經(jīng)典重現(xiàn)，以舊識新。在學習遞歸函數(shù)時，我們從熟悉的經(jīng)典的斐波那契數(shù)列過度，通過對比遷移，完成對遞歸函數(shù)的含義構(gòu)建，形成新的知識。例如求斐波那契數(shù)列的第40項：

int main（）

{

inti，a=0，b=1，c;

for （i=3;i<=40;i++）

{

c=a+b;

a=b;

b=c;

}

cout<<c;

return 0;

}

循環(huán)求斐波那契數(shù)列的第40項;

intfib（int）;

intmain（）

{

cout<<fib（40）;

return0;

}

int fib（int n）

{

if（n==0） return 0;

if（n==1） return 1;

return （fib（n-1）+fib（n-2））;

}

遞歸函數(shù)求斐波那契數(shù)列的第40項;

3.教程和學案的反饋與整理

（1）教師根據(jù)課堂實際教學反饋對教程和學案進行改進和反思。在教程與學案的設(shè)計上，初稿可能存在這樣那樣的問題，尤其是在課堂容量上、學習深度設(shè)置上等方面。經(jīng)過教師課堂實踐，對存在的不足進行修改完善，以提高教程及學案和學生的匹配度。同時對課堂上的各種非正常狀況及時記載，及時寫好課后反思。

（2）集體備課討論。每周的集體備課上，每個上課教師先把上課情況及對教程和學案的修改和大家做個說明，大家再根據(jù)上課教師講的課堂情境及對教程、學案的修改進行思考、討論。最后，形成一個較為統(tǒng)一認可的教程學案完善方案。下次上課的教師，可根據(jù)修改后的教程、學案，結(jié)合自己的教學方法，生成有自己個性的教學方案。

（3）讓學生參與到課程建設(shè)。抽取部分上課學生做課程觀察員，開課前就和學生說明，他們除了和其他同學一樣學習課程知識技能外，還肩負著對上課內(nèi)容的觀察和反饋，主要是：課堂容量是否太大（老師有沒有講完），課堂內(nèi)容的難易程度（老師講的是否太快或太慢），課堂內(nèi)容分層是否合理（學習梯度是否太大）這幾個方面。每兩周進行一次學生反饋，讓學生感受到自己是課程設(shè)計的一份子，增加學生的課程主人公意識，同時也讓課程多了一個視角，更加完善。

（四）課堂學習與課后作業(yè)

1.教學實踐：根據(jù)教程和學案，教師根據(jù)學生情況按計劃開展C++程序設(shè)計教學，并及時做好課后反思。

例如在學習循環(huán)結(jié)構(gòu)for語句時，求1+2+3+……+100的例題講解結(jié)束后，對題目變化分別求出1到100的偶數(shù)和、奇數(shù)和。分別通過對循環(huán)變量控制和對數(shù)值判斷兩種方法實現(xiàn)。

int main（）

{

int sum=0;

for（int i=2;i<=100;i=i+2）

sum=sum+i;

cout<<sum;

return 0;

}

控制循環(huán)變量求sum

int main（）

{

int sum=0;

for（int i=1;i<=100;i++）

if（i%2==0） sum=sum+i;

cout<<sum;

return 0;

}

循環(huán)內(nèi)挑選數(shù)值求sum

通過對這兩種思路的探究，學生的思維會被發(fā)散打開，于是就會有下面的嘗試，同時求出1到100的奇數(shù)和、偶數(shù)和。

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（int i=2;i<=100;i=i+2）

{

sum1=sum1+i;

sum2=sum2+（i-1）;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

控制循環(huán)變量求sum1、sum2

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（int i=1;i<=100;i++）

{

if（i%2==0） sum1=sum1+i;

if（i%2==1） sum2=sum2+i;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

循環(huán)內(nèi)挑選數(shù)值求sum1、sum2

學生的思路一旦被打開，他們的想法往往出乎老師的意外，解決問題的各種可能方式都會可能產(chǎn)生，而在這種不斷嘗試的過程中，學生的思維會慢慢變得靈活起來。如剛才的這個題目，后來學生在教師還未講授兩個自變量的情況下，就有學生這樣嘗試了：

int main（）

{

int sum1=0，sum2=0;

for（intj=1，i=2;i<=100;j=j+2，i=i+2）

{

sum1=sum1+j;

sum2=sum2+i;

}

cout<<sum1<<””<<sum2<<endl;

return 0;

}

兩個循環(huán)變量求sum1、sum2

2.課程一開始就要求敲代碼，禁止“紙上談兵”。比如：編寫程序用字符“*”打印各種圖形（正方形，長方形，三角形，菱形，及這四種圖形的空心圖形），編寫程序有點枯燥，但當學生調(diào)試成功時，馬上成功感讓他頓時感覺很爽，覺得自己很牛，于是他會指導別的同學，會挑戰(zhàn)更難的圖形。

3.課后作業(yè)：每次課都留適量作業(yè)，供學生課后練習。主要是讓學生復習課堂學習內(nèi)容，練習鞏固，不至于下次上課忘記掉。課后作業(yè)主要來自一本通網(wǎng)站（http：//ybt.ssoier.cn：8088/），這個網(wǎng)站都有很豐富的題庫，學生可以注冊登錄，選擇相應的問題（網(wǎng)站的題目設(shè)置和上課的知識點順序基本上是一致的，所以學生可以根據(jù)每次課選擇相應的練習），自己通過編程完成調(diào)試，再在線提交，網(wǎng)站會實時的給出提交代碼的測試結(jié)果。測試比自己檢查要嚴謹?shù)亩啵紫仁蔷幾g是否通過，其次是有10組測試數(shù)據(jù)，每組10分，當看到100分時，大多數(shù)學生還是比較激動的。而網(wǎng)站會根據(jù)每個用戶提交次數(shù)和成功的次數(shù)進行積分排名。這樣會帶來更多的成功感和競爭意識，對提高學生的編程嚴謹意識有很大幫助。

三、研究成果

經(jīng)過一年多的時間和探索，我們老師和學生一同經(jīng)歷了開始的興趣高昂、信心滿滿，到困難重重、幾近迷茫，再到走上軌道、目標明確，再到體驗編程的快樂的奇妙之旅。這一路走來，也收獲頗豐。學生對編程從一無所知的神秘，到有所了解，再到可以利用編程解決簡單的問題。這門課程的開設(shè)打開了這批學生學習編程的大門，為以后更加深入的學習奠定了良好的信息素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]董永建等著，《信息學奧賽一本通（C++版）》，科學技術(shù)文獻出版社2013年版.

[2]陳穎等主編，《CCF中學生程序設(shè)計入門篇》，科學出版社，2016年版.

[3]江濤等主編，《CCF中學生程序設(shè)計基礎(chǔ)篇》，科學出版社，2016年版.