書包負重監(jiān)測員

顏茜 江蘇省南京市鼓樓區(qū)學科帶頭人，南京市鼓樓區(qū)優(yōu)秀青年教師。曾獲得全國初中信息技術優(yōu)質課展評活動一等獎，江蘇省基礎教育青年教師教學基本功大賽（信息技術學科）一等獎，南京市初中信息技術教師基本功大賽一等獎。多篇論文獲得南京市及鼓樓區(qū)一等獎，參與編寫江蘇省信息技術教師培訓教材。長年負責學生科技社團的輔導工作，輔導多名學生獲得省、市級科技賽事一、二等獎。

教學背景

教育部《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中倡導真實性學習，以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力。而結合教育部2021年印發(fā)的《生命安全與健康教育進中小學課程教材指南》中提出的核心要點，學生要針對青春期這一時期的身心發(fā)展規(guī)律和變化特點，不斷調整行為方式和生活習慣，適應自身以及學習和生活環(huán)境變化。

故本課選取貼近學生生活的問題——書包負重，讓學生在探究書包負重是否合理的過程中，理解選擇結構的原理，掌握選擇結構編程的方法和技能，抽象問題特征，建立解決問題的算法模型，積累通過算法解決實際生活問題的經驗與策略。同時，從生活中的“書包負重”這個切入點入手，就是希望學生可以關注自己生長發(fā)育中的基本知識，學會自我保護，減少健康風險行為。

學情分析

學生對Python編程有濃厚的興趣，樂于嘗試實踐，但操作水平差距較大;具有初步的解決實際問題的能力，但過于關注操作的完成，忽略問題分析和方法的歸納;已具備基礎代碼調試能力，初步掌握順序結構并編寫簡單程序，但從本節(jié)開始，要解決的問題開始需要判斷且富有變化，因此程序的結構較之前更為復雜，給學生的思維帶來新的挑戰(zhàn)。

教學目標

1.知道選擇結構的基本功能、格式，能描述選擇結構執(zhí)行的過程。（計算思維）

2.提升抽象問題特征的能力，嘗試通過設計選擇結構算法形成解決方案。（計算思維）

3.能運用選擇結構算法進行創(chuàng)新設計，高效地解決生活中的問題，并進行創(chuàng)新活動。（計算思維、數字化學習與創(chuàng)新）

4.針對書包重量多少合適的問題，比較不同途徑的信息，懂得辨別數據的可靠性，培養(yǎng)較強的數據安全意識。（信息意識）

教學重點與難點

教學重點 理解選擇結構的執(zhí)行過程，掌握選擇結構的語法規(guī)則。

教學難點 條件表達式的描述，靈活運用選擇結構解決實際問題。

教學準備

PPT課件，提前做好的書包負重監(jiān)測程序，用于學生實踐的程序半成品，手提電子秤。

教學過程

一、聯系生活，引出課題

教師引入生活情景，說明常看見部分學生被沉重的書包壓得彎腰駝背的現象。教師提出問題：書包重量在什么范圍內比較合理？

學生思考討論，并嘗試通過多種渠道獲取信息。

教師展示自己和學生通過不同路徑獲取的信息，分析并確認數據相對嚴謹的出處，提煉相對可信的論點——“初中生的書包最好控制在10斤以下，書包加上內含用品的重量不能超過個人體重的15%，如果長時間超過學生的正常負重，學生容易含胸走路甚至脊柱側彎、駝背，對其生長發(fā)育是非常不利的”。

教師現場用手提電子秤給學生日常背的書包稱重，借助書包負重監(jiān)測程序給予學生書包重量的不同建議，如圖1，引導學生思考如何編寫程序實現對書包重量的判斷。

設計意圖：創(chuàng)設貼近學生生活的情境，激發(fā)學生學習的欲望。從解決問題的實際出發(fā)，找到解決問題的方法——選擇結構，引出新課內容。

二、剖析問題，建構算法

1.研究線索

師：通過前面的調查，我們知道書包加上其內含用品的重量不能超過個人體重的15%。如果要編寫一個書包負重監(jiān)測程序，我們該怎么設計算法呢？

教師引導學生分析算法：輸入什么信息？輸出什么信息？對輸入的信息需要經過怎樣的處理才能得到想要的輸出結果？如圖2。

2.講授新知

教師展示單分支、雙分支選擇結構流程圖，梳理選擇結構的算法思想，學生舉例生活中選擇結構的應用。

針對書包重量的線索，學生完善該問題的流程圖，建立算法模型，如圖3。

教師講解選擇結構的語法規(guī)則，提問“if...else...”語句的含義，并請學生用它造句。然后教師繼續(xù)講解IF語句的格式、語句功能，以及條件的表達方式，學生練習鞏固關系表達式的使用。

設計意圖：理解選擇結構并掌握選擇結構的基本格式，并在層層遞進的提問與練習中逐步建立解決問題的算法模型。

三、項目驅動，問題解決

1.實戰(zhàn)一：編寫“書包負重監(jiān)測員”初級程序

教師出示用于學生實踐的程序半成品，如圖4，學生根據書包重量是否達到個人體重15%的情況，完成不同條件下輸出提醒的程序編寫。

教師反饋問題并評價，問題集中點分別為：數據格式的轉換;條件語句的規(guī)范;標點符號缺失或中英文錯誤。

2.實戰(zhàn)二：完善“書包負重監(jiān)測員”程序

研究線索：初中生的書包最好控制在10斤（5公斤）以下，書包加上其內含用品的重量不能超過體重的15%。教師引領學生梳理算法，引出多分支選擇結構，如圖5。

教師講解多分支選擇結構基本形式。

學生完善程序，實現多分支的選擇結構判斷程序的編寫。

3.書包減重妙招分享

教師邀請學生分享自己書包減重的妙招。教師概括書包減重經驗，啟發(fā)學生關注生長發(fā)育中的基本知識，學會保護自己。

設計意圖：在實踐中體會概念與方法，提高知識遷移的能力。有梯度的任務，能加深學生對選擇結構的理解，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

四、課堂總結與拓展延伸

學生分享學習收獲，歸納項目實戰(zhàn)中的心得。

教師展示學生做作業(yè)或答卷時姿勢不標準的問題，提出思考：你覺得有什么好辦法督促同學與作業(yè)間保持合理的距離？

學生思考討論，提出可以結合開源硬件，依據眼睛與作業(yè)本間的距離設定提醒裝置等。

教師強調《生命安全與健康教育進中小學課程教材指南》中提出的核心要點，學生要針對青春期的身心發(fā)展規(guī)律和變化特點，不斷調整行為方式和生活習慣，關注生長發(fā)育中的基本知識，學會自我保護，減少健康風險行為。

設計意圖：在解決實際問題過程中，培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新能力。

實踐反思

本課安排在順序結構這一知識點之后，是對已學編程基礎知識的延伸，更是對學生思維的提升。筆者在教學中發(fā)現學生的學習難點，是面對實際問題時較為缺乏建立算法模型的能力，如果課堂僅僅強調選擇結構的語法規(guī)則，學生的計算思維發(fā)展就顯得不足。因此本課注重引導學生層層遞進地思考，從輸入、輸出什么信息，到怎樣處理信息，再分析針對該問題的流程圖表達，最后再完成程序編寫。學生親身經歷了設計選擇結構算法、形成解決方案的思維過程，有助于其建構算法模型，提升計算思維。

然而，本課容量略大，在引導學生思維時，教師的講解有點過多，學生思考的時間不夠。在后續(xù)的教學中，應充分發(fā)揮學生學習任務單的作用，如完善流程圖、填寫練習等，在學生思考后教師再來點評，這樣更能培養(yǎng)學生獨立思考、解決問題的能力。