《對數(shù)據(jù)進行排序》學習工具制作綜述

付新良

● 特色與亮點

①全新交互式Office-

PowerPoint365。交互式的PPT授課方式，可以實現(xiàn)學生全程參與討論，采用PowerPonit365特有的縮放定位功能，可以使得課件章節(jié)的銜接更加流暢、內(nèi)容和思路更加清晰。

②ISpring Suite在線練習設(shè)計。在PowerPonit365中運用ISpring Suite QuizMaker9.0軟件實現(xiàn)交互式練習，課堂上鞏固所學內(nèi)容，掌握學生的理解情況。

③小程序演示動畫。課件中運用了Scratch2.0和Visual Basic設(shè)計小程序的演示動畫，結(jié)合所學的知識，演示遞歸法的運算過程，讓學生更深刻地掌握所學內(nèi)容。

④課件發(fā)布功能。Power-

Point365版與ISpring Suite9.0還提供了發(fā)布課件的功能，可以輕松實現(xiàn)LMS、網(wǎng)絡(luò)學習。

● 制作背景

《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》提出要注重培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造力和想象力，使其學會獨立思考問題。本學習工具根據(jù)教育科學出版社出版的算法與程序設(shè)計（選修）3.4《對數(shù)據(jù)進行排序》設(shè)計開發(fā)。教師通過講課演示，讓學生進行在線答題，交互測試，從而加深對遞歸算法的認識。其目的是讓學生在交互式的PPT演示中體會遞歸算法的模型。

● 設(shè)計思路及內(nèi)容結(jié)構(gòu)

1.設(shè)計思路

課前教師在制訂好教學策略后，根據(jù)教學策略的設(shè)想及本節(jié)課的教學目標和教學內(nèi)容制作本節(jié)課學習工具，具體設(shè)計思路為：①通過XMind軟件繪制本節(jié)課的思維導圖，并將其導出為PPT形式。②通過Scratch軟件和VB程序軟件分別設(shè)計插入、選擇及冒泡排序案例和演示動畫。③通過PPT365結(jié)合所做視頻及演示文檔制作本節(jié)課的PPT課件，通過縮放定位的功能實現(xiàn)幻燈片之間的相互切換。④通過PPT365中的Ispring Suite QuizeMaker軟件制作交互式的練習，并整合以上所做的PPT內(nèi)容通過Ispring Suite發(fā)布到LMS系統(tǒng)中，方便學生課前預習、課中練習及課后復習。

2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)

課中教師根據(jù)本節(jié)課所采用的學習工具通過動畫演示、分析算法、畫流程圖、上機實踐、課堂測試等方法，讓學生掌握對數(shù)據(jù)進行排序的幾種算法。

（1）利用動畫演示創(chuàng)設(shè)情境提出課題

觀看動畫：播放Scratch軟件設(shè)計的冒泡數(shù)據(jù)排序程序。

告知學生這節(jié)課將學習冒泡法排序原理，并運用冒泡法排序解決實際問題。

（2）利用流程圖啟發(fā)主體實踐探究

①讓學生通過分析和思考，總結(jié)出冒泡法排序算法的思想，具體的流程圖如圖1所示。

②根據(jù)學生總結(jié)的結(jié)果，教師補充完善冒泡法排序算法的思想。

③引導學生了解一種插入排序法的思想，即通過將相鄰元素進行比較和交換，逐步將一個無序序列排列為一個有序序列。將元素按從小到大的順序排列稱為升序排列，反之稱為降序排列。

（3）利用動畫演示拓展和優(yōu)化程序

①教師再次利用動畫演示“冒泡法排序”，學生觀察后，教師提出問題：在動畫中可以看出，第4趟排序結(jié)束，所有數(shù)據(jù)的順序就滿足從小到大的規(guī)則，按理說，此時可以停止比較，可是程序依然要比較完9趟才結(jié)束，只是不再需要交換。請修改程序如何在滿足排序規(guī)則后就終止比較？

②在學生思考后，教師提示：引入一個布爾型變量，在每趟排序開始前，先將其置為Flase。若排序過程中發(fā)生了交換，則將其置為True，結(jié)束時檢查，如果沒有進行交換則終止比較，不再進行下一趟排序。

③如何換一種排序方式？（引入插入排序）讓學生將一個數(shù)據(jù)序列看作兩部分，前一部分是有序的，后一部分是無序的。排序時，把無序部分的數(shù)據(jù)元素逐個插入到有序部分，使得有序部分的元素個數(shù)不斷增加，無序部分的元素個數(shù)相應(yīng)減少，最后所有元素成為有序序列。

④讓學生嘗試用直接插入排序方式對數(shù)組進行排序。

（4）利用交互式練習鞏固知識

鞏固課堂學習內(nèi)容，通過ISpring Suite QuizMaker交互式試題系統(tǒng)，讓學生體驗在線交互練習，同時，通過課堂測試結(jié)果，教師能夠及時了解學生知識點掌握情況，并及時講解錯題，讓學生鞏固和掌握知識點。

（5）利用思維導圖總結(jié)本課內(nèi)容

首先通過XMind軟件設(shè)計本節(jié)課的知識點：①請學生復述冒泡法排序算法思想。②教師和學生一起再次歸納冒泡法排序算法的實現(xiàn)過程。接著通過ISpring Suite QuizMaker交互式試題系統(tǒng)，讓學生體驗在線交互練習。

● 反思

本節(jié)課的講解讓學生們明白了冒泡排序和插入排序法原理和應(yīng)用，但在講解的過程中部分學生理解困難，跟不上教師講的節(jié)奏，只有通過交互式的練習才能讓學生了解和掌握兩種排序法的應(yīng)用。

● 關(guān)鍵技術(shù)處理

1.交互式PPT技術(shù)

教學過程中增加了人機交互的功能提高課堂應(yīng)用效率，通過在線單擊PPT中的章節(jié)圖片、標題、縮略圖、程序演示圖等實現(xiàn)交互切換;利用PPT365與 ISpring Suite QuizMaker控件來制作單項、多項選擇題，并實現(xiàn)自動評分功能，進而對學生所學內(nèi)容進行當堂測試，及時了解學生掌握知識的情況。

2.縮放定位技術(shù)

本系統(tǒng)在設(shè)計中采用了PPT365的最新功能——縮放定位。使用該功能可以做出導航頁效果，也可以做放大縮小的效果。在單擊縮放定位縮放頁后，系統(tǒng)將慢慢放大該幻燈片所顯示內(nèi)容。縮放定位包括摘要縮放、部分縮放、幻燈片縮放，本系統(tǒng)采用了摘要縮放（如圖2）。

3.ISpring Suite在線練習設(shè)計

ISpring Suite是一款強大的交互式課件制作軟件，以插件的形式存在于PowerPoint中，可以輕松地將PPT演示文檔加入聲音、視頻、測試題、交互等內(nèi)容，輕松制作具有交互功能的課件，此外，還支持將PPT動畫轉(zhuǎn)換成Flash。

ISpring Suite插件與PPT365深度結(jié)合，具有強大的互動教學設(shè)計功能，如調(diào)查問卷、測驗評分、場景故事化教學等;平臺還具有學習進度和考試成績追蹤統(tǒng)計功能。本系統(tǒng)用到了ISpring Suite QuizMaker的在線測試模塊，實現(xiàn)了在線測試與評分（如下頁圖3）。

4.ISpring Suite在線發(fā)布LMS功能

教學中，教師利用ISpring Suite創(chuàng)建了SCORM線上互動網(wǎng)絡(luò)課件;發(fā)布的課程支持手機移動終端，讓教學移動化和碎片化（如下頁圖4）。

ISpring Suite使用起來非常簡單，教師可以直接通過它將PPT文檔發(fā)布為適合Web發(fā)布的HTML5+Flash格式，也可發(fā)布成可執(zhí)行EXE文件或者MP4視頻格式。而最為重要的是，ISpring Suite9.0可以實現(xiàn)PPT365所有新增功能，如縮放定位等，而且轉(zhuǎn)換后的布局和動畫均不會改變，保證與原文檔相同，達到了完美炫酷的效果。

● 幕前幕后

2019年度全國教師信息素養(yǎng)提升交流活動在美麗的山東淄博落下帷幕，真的很慶幸自己可以參加這樣的比賽。

雖然，很遺憾未獲得“恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎”，但“一等獎”還是對我的努力與付出給予了很大鼓勵。通過參加數(shù)字化學習工具評優(yōu)的比賽，我接觸到了許多新的數(shù)字化學習工具并逐漸學習了它們的應(yīng)用。

參加比賽是對一名教師各個方面能力的全面鍛煉，是一個自我提升的過程。通過這次比賽，我了解了比賽的各個流程，積累了豐富的經(jīng)驗，知道了自己專業(yè)知識的匱乏，視野還不夠?qū)拸V，這促使我加倍努力地去學習知識和運用知識。

除了收獲了知識和技術(shù)，在這次參賽中我還與很多參賽教師結(jié)下了深厚的友誼，大家因為同一興趣聯(lián)系在一起，為共同目標而努力奮斗。賽后我們又對各自學校的數(shù)字化學習工具的教學方式的創(chuàng)新與實踐進行了深入交流。

這次比賽后，我總結(jié)了兩點經(jīng)驗：

第一，從教師和學生層面看，未來學生的學習將會借助數(shù)字化學習工具和網(wǎng)絡(luò)來獲得信息和資源，實現(xiàn)廣泛的互動交流。而教師既要保證正常的教學過程，又要保證教學過程的創(chuàng)新性與共享性，所以要在充分利用學校的“三通兩平臺”網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，把學習工具做到方便和實用。

第二，從學校的層面看，未來的學校教育也會呈現(xiàn)革命性的變革，如學校會越來越多地采納一些新技術(shù)，學生帶著平板電腦和手機來上學會成為常態(tài)。作為信息技術(shù)教師，除了應(yīng)用新技術(shù)創(chuàng)作作品，還應(yīng)該時刻關(guān)注信息技術(shù)的新生態(tài)，加強與各科教師的相互協(xié)作。

評委印象

《對數(shù)據(jù)進行排序》是教育科學出版社出版的《算法與程序設(shè)計》選修模塊第三單元的內(nèi)容。本節(jié)課是在學生學習了數(shù)組和用解析法解決問題、窮舉法解決問題的基礎(chǔ)上，學習冒泡排序算法和插入排序算法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的排序，培養(yǎng)學生“自頂向下”“逐步求精”的學習思維。

1.兼容并蓄，渾然一體

不是最華美最新奇最前沿的數(shù)字化學習工具才是最棒的，合適的才是最好的。本課例將傳統(tǒng)的PPT學習工具運用發(fā)揮到極致，把ISpring Suite軟件設(shè)計的交互式練習、Scratch2.0和Visual Basic設(shè)計的演示動畫不著痕跡地融合在課堂上，學生在學習中盡情地學習、實踐，收獲成功的樂趣。

2.目中有人，貴在用心

設(shè)計者立足信息技術(shù)學科實際，抓住學生的認知水平及學習心理特征，針對不同層次的學生實現(xiàn)學習工具的可選擇性，提供了學生學習支持材料（智能化半成品加工程序），目的是讓學生在有限的課堂中能清楚地了解算法與程序設(shè)計思想和方法，最大限度地激發(fā)了學生的學習興趣。

3.理性突破，核心在用

課例思路清晰，先讓學生明白什么是排序算法，然后讓學生掌握排序的思想，并且可以用冒泡的思想來分析問題，最后強化練習讓學生鞏固和掌握課堂所學。這堂課的重點是理解什么是冒泡算法，學生用冒泡算法的思想分析問題，學會用冒泡算法對數(shù)組進行排序。難點是掌握一種插入法對數(shù)組進行排序。在重難點的突破過程中，“冒泡法排序”的動畫演示恰恰是這堂課難點突破的觸發(fā)器，學生在實際觀看和使用過程中，學習思維的深度和廣度都得到最大限度的開發(fā)，從感性地看動畫到理性地解決問題，這一過程是知識學習建構(gòu)的過程，也體現(xiàn)了思維深度和廣度的變化。至于上機實操交互訓練也成為試煉學習成果、獲得成功體驗的不可或缺的環(huán)節(jié)。

兩點建議：

一是不能為技術(shù)而技術(shù)，更不能為工具而工具。比如案例中提到的“縮放定位技術(shù)”，這一技術(shù)的運用如果是單純?yōu)榱丝犰呕蛘邔W生感官興趣的激發(fā)，那么它的價值就值得商榷了。

二是數(shù)字化學習工具制作的關(guān)鍵在于有效性。案例中提到的ISpring Suite在線發(fā)布LMS功能，在案例學習過程中使用較少，對案例中學習策略的改進和學習目標達成的促進作用體現(xiàn)得并不明顯。

（點評人：2019年度全國教師信息素養(yǎng)提升交流活動評委/山東省淄博市張店區(qū)教育局 仇曉光）