“while循環”內容教材修訂背后的教學問題思考

鄧亞玲

摘要：作者在列舉“while循環”教學實踐中常見的糾結問題的同時，結合后續《物聯網》《智能機器人》等教學單元中的程序案例，提出了“while循環”教學問題突圍的思路，以及對教科書內容修訂的建議。

關鍵詞：Python程序設計;while循環;教材修訂;教學問題

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）13-0056-03

2020年9月，浙江省初中信息技術啟用新版教科書。其中，八年級上冊圍繞“Python程序設計”進行編寫。筆者在2021年9月使用該冊新學年教科書時，發現其對2020年9月的教科書進行了修訂。其中，“while循環”部分有較大變化。鑒于2020年9月教科書和2021年9月教科書均為新編版本，但內容又有所變化，以下為了敘述方便，筆者用“2020版”代指2020年9月使用的教科書，用“2021版”代指2021年9月使用的教科書。對比2020版和2021版《信息技術》八年級上冊教科書可發現，后者對前者的修訂內容主要體現在兩個方面：一是格式上的規范統一，如流程圖中表達式的規范書寫、正文程序代碼中*號的字體更正等;二是知識內容（包括隨堂練習）有刪減、增補和表達變化。

● “while循環”內容教材修訂中的舍與變

“while循環”是浙江省義務教育教科書《信息技術》2020年新版八年級上冊第10、11課的內容。在該版教科書使用一年后，編者對這兩課內容進行了修訂，具體如下表所示。

除了第10課刪除“循環控制語句break/continue”和對隨堂練習題目進行替換外，兩課中相關的兩個程序實例“登錄程序”和“猜數游戲”內容都有變化。變化的主要特征就是，不再出現“break/continue”語句，“while True”變成了“while <具體條件>”。

● “while循環”教學難點和教材修訂原因探析

“while循環”也稱為條件循環、直到型循環。“while循環”可以通俗地解釋為，先判斷條件，條件滿足就執行循環體，否則就不執行循環體或退出循環;也可以解釋為，條件滿足就執行循環體，直到條件不滿足就退出循環。

以“登錄程序”為例（如下圖），當用戶輸入的賬號或密碼不正確時，就要求用戶再次輸入，直到用戶輸入正確的賬號和密碼。其中，執行循環體的條件是用戶輸入的賬號或密碼不正確，循環體是用戶輸入賬號和密碼。

從“while循環”的一般格式可見，判斷循環執行、不執行或退出的條件，一般是跟在“while”之后的。而在具體應用中，“while循環”的判斷條件出現的位置卻是靈活的，可以在“while”之后，也可以出現在循環體中。當出現在循環體中時，常常是在“while True”的前提之下，通過if分支、continue/break語句來聯合控制循環體的執行與否。如果缺少了if分支或continue/break語句控制，“while循環”就會出現“死循環”的結果，即循環體一直執行，永不退出。所以，上述“登錄程序”的算法表述看似簡明，但在編寫代碼時卻可以有不同的表達方式。

另外，2020版教科書使用了“while True”作為控制循環體執行的判斷條件，循環體中使用了if分支、continue/break語句來控制循環，提供了退出循環的事實條件。2021版教科書中則使用了具體的控制循環體執行的判斷條件，一般是判斷數據之間的大小相等關系等。

二者的區別就在于，前者是先運行一次循環體，控制循環的判斷條件位置在循環體內部;后者是按照一般格式運行，滿足條件就執行循環體，否則就不執行。在代碼上，前者比后者精簡，但在教學中，對于作為初學者的學生來說，理解起來卻有一點認知上的迷茫和困惑。這正是“while循環”教學中的難點問題。

在筆者進行第一輪“while循環”教學實踐時，一部分學生即使在聽教師講解時“感覺聽懂了”，但在獨立讀寫程序時仍舊會陷入一種認知漩渦：“while True”與“while循環”的一般格式似是而非，它到底意味著什么？既然是否執行循環體要先判斷條件，那為什么條件又直接是真，這里的條件到底要判斷什么？既然已經有判斷的條件，為何又要使用循環控制語句？條件判斷和循環控制語句二者究竟應該如何使用？諸如此類的問題，成為學生在學習“while循環”時逃不開的思維屏障。

從上述角度來說，筆者在進行第二輪教學實踐時，明顯感覺到學生對理解2021版中的代碼要相對容易接受一些。因此，筆者猜測，教科書編者對“while循環”內容的修訂，緣由可能與此相關。

● “while循環”教學的糾結與突圍

2021版《信息技術》八年級下冊教科書與2020版相比，在“while循環”實例的編排上，舍棄了更為精簡實用的“while True”和自由靈活的“break/continue循環控制語句”，而選擇了學生更易接受的“while循環”的一般格式。

然而，“while True”并沒有因此從初中信息技術教科書中消失。八年級下冊第二單元“物聯網”，在一些物聯網應用實例代碼中，對“while True”的使用非常普遍。該單元中出現了六個代碼實例，其中五個實例中使用了“while True”。在九年級第三單元“智能機器人”中，兩個機器人編程案例流程圖中使用了“永遠循環”的表述，在代碼中使用了“while 1”。

在八年級下冊教科書的物聯網實例中，“while循環”控制循環的條件較為單一，就是“while True”循環體中沒有設置退出循環的控制語句，整個循環操作就是所謂的“死循環”。這種設定是符合物聯網實例的實際需求的，即物聯網智能設備一直處于運行狀態。這其中暗含了循環終止或退出的客觀條件，如設備出現故障、設備斷電等。九年級機器人編程案例，也屬同一類情況。

綜上所述，初中Python教學要不要講“while True”和“break/continue循環控制語句”，其問題的癥結在于如何向學生解釋“while True”。

筆者建議，可再回到“while循環”的一般格式展開講解。“while <條件>”，先不去管這個“<條件>”是“True”還是具體的數據大小相等關系判斷，先來看看條件判斷的結果。這個結果很簡單，不是真就是假，即不是1就是0，它是一個布爾值。可以把布爾值理解為一個開關，當布爾值為真或1時，開關的狀態是開，即工作狀態，否則，當布爾值為假或0時，開關的狀態就是關，即非工作狀態。工作狀態和非工作狀態也可以理解為按鈕按下和松開、線路連接和斷開。那么，“while <條件>”中的“<條件>”的值就是一個控制循環的開關。

當“<條件>”不需判斷，直接是“True”時，表示循環體會始終處于執行狀態，即一直保持在工作狀態。如果需要在某種情況下自動強制中斷循環或退出循環，可以在循環體內部再設置循環開關，一般使用if分支、break/continue語句。這樣的話，就表明了“while循環”的循環控制開關其實不止一個。“while True”是默認無條件執行循環體，真正控制循環體運行的是循環體內部的控制開關。上述通俗化的解釋，可以幫助學生很好地理解和接受“while True”，并進一步深入理解“while <條件>”。

● “while循環”內容修訂及教學建議

2021版《信息技術》八年級下冊教科書修訂了2020版中與“while循環”相關的兩課教學內容，學習難度和理解難度有所降低。鑒于此次內容修訂所折射出的教學問題，以及考慮與后續教科書內容的銜接問題，筆者認為，教科書中的“while循環”仍可分兩課。前一課介紹“while循環”的一般格式，在實例選擇上，可以偏向與“while <條件>”格式相統一的、使用常見的值比較類的條件作為循環控制的開關。后一課則可以選擇使用“while True”類型的實例。此外，教科書中未涉及當循環控制條件不滿足時執行else對應語句塊的問題，這部分內容可以放在隨堂練習的打“*”題目中，為學生提供拓展練習。

● 結語

在開展課堂編程教學時，信息技術教師所關注的除了知識點，還有學生，教師在利用好教科書的同時，還要在發現教學問題時多進行反思和探討，進而更好地提高專業教學技能和課堂教學效率。

參考文獻：

[1]浙江省教育廳教研室.浙江省義務教育教科書 信息技術（八年級上）[M].杭州：浙江教育出版社，2020，7.

[2]浙江省教育廳教研室.浙江省義務教育教科書 信息技術（九年級）[M].杭州：浙江教育出版社，2020，7.