《初級積分超市兌換系統(tǒng)
——輸入函數(shù)input()》教學(xué)案例

王曉蕾 山東省青島市西海岸新區(qū)藏馬小學(xué)

● 項(xiàng)目背景

教學(xué)的大單元項(xiàng)目化是通過學(xué)生的各種實(shí)踐完成需要表達(dá)的內(nèi)容和思想的教學(xué)模式，其所有項(xiàng)目都要源于生活，讓學(xué)生在課堂實(shí)操的過程中學(xué)會(huì)解決實(shí)際問題，掌握核心技術(shù)，服務(wù)現(xiàn)實(shí)生活，真正體驗(yàn)做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)。程序設(shè)計(jì)教學(xué)是信息科技學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維最主要的手段，為了更好地讓學(xué)生掌握所學(xué)技能，教師在選擇項(xiàng)目時(shí)一定要貼近學(xué)生的實(shí)際生活情境，因?yàn)檎n堂教學(xué)內(nèi)容越貼近學(xué)生生活，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣越高，學(xué)習(xí)效率越好。因而，生活化教學(xué)有利于在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中深化對分析問題、設(shè)計(jì)算法、程序?qū)崿F(xiàn)等的理解，從而解決問題。在教學(xué)青島市義務(wù)教育階段六年級《過程與控制》模塊時(shí)，筆者在“LED顯示模擬系統(tǒng)”單元主題教學(xué)環(huán)節(jié)嘗試設(shè)計(jì)了貼近班級生活實(shí)際的“積分超市兌換”情境，旨在充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，有效達(dá)成核心素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)。

● 項(xiàng)目分析

該項(xiàng)目是一個(gè)綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過“積分超市兌換系統(tǒng)”這一主題，讓學(xué)生在前面所學(xué)的自定義變量、字符串類型、print()語句等知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過本節(jié)課學(xué)習(xí)input()函數(shù)，完成初級積分超市兌換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并通過后續(xù)學(xué)習(xí)選擇結(jié)構(gòu)if語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)等知識(shí)最終完成智能化兌換系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目作品的制作與展示。在學(xué)習(xí)過程中使學(xué)生真正感受知識(shí)整合的快樂、編程的樂趣和小組合作的魅力，激發(fā)學(xué)生了解、學(xué)習(xí)、傳播現(xiàn)代信息技術(shù)的意識(shí)。

● 學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對象為六年級學(xué)生，他們具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，熟悉圖形化編程的相關(guān)操作流程，有一定的邏輯思維能力，但對純代碼編程學(xué)習(xí)缺乏興趣，農(nóng)村孩子因缺少對電腦的實(shí)踐操作，對代碼的輸入也存在一定的困難。

● 教學(xué)目標(biāo)

信息意識(shí)：針對現(xiàn)實(shí)生活中班級積分兌換商品的實(shí)際情境，通過智能兌換機(jī)與普通兌換商品過程的比較，認(rèn)識(shí)到Python程序語言兌換的優(yōu)勢和便捷，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)沖動(dòng)，通過了解兌換流程，主動(dòng)獲取新知識(shí)input()函數(shù)，并能結(jié)合前面所學(xué)的知識(shí)技能，設(shè)計(jì)一個(gè)初級的兌換系統(tǒng)。

計(jì)算思維：根據(jù)現(xiàn)實(shí)中積分兌換商品的流程，用自然語言、流程圖的方式將流程表述出來，確定兌換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)思路，拆分成具體的任務(wù)，在完成任務(wù)的過程中，通過合作探究和項(xiàng)目實(shí)踐，主動(dòng)理解input()函數(shù)的作用，掌握使用input()函數(shù)從鍵盤上獲取數(shù)據(jù)與系統(tǒng)進(jìn)行交互的方法。在完成新知識(shí)建構(gòu)的同時(shí)，綜合利用學(xué)過的編程知識(shí)完成項(xiàng)目的拓展，讓兌換系統(tǒng)更優(yōu)化，使小組創(chuàng)意性得到更好的體現(xiàn)。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能利用“暢言智慧課堂”獲取傳統(tǒng)班級積分兌換以及智能垃圾分類積分兌換的視頻，通過視頻初步了解智能化兌換的方便快捷，從而激發(fā)探究班級積分兌換智能化的興趣。通過小組合作探究，能通過計(jì)算機(jī)編程設(shè)計(jì)一個(gè)積分超市兌換系統(tǒng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。在項(xiàng)目完成過程中，能有效利用前面所學(xué)的編程知識(shí)對兌換系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，在小組交流展示中，能積極汲取其他組的亮點(diǎn)之處，來補(bǔ)充和完善自己的設(shè)計(jì)，使之更完美表達(dá)，進(jìn)而提高合作學(xué)習(xí)的能力。

信息社會(huì)責(zé)任：在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)到編程給學(xué)習(xí)和生活帶來的便利性，能夠使用編程語言開展班級積分的智能兌換活動(dòng)，并將這種能夠便利兌換積分的辦法廣泛應(yīng)用到每個(gè)班級。真正感受到學(xué)習(xí)編程對提高生活便利性發(fā)揮的積極作用，進(jìn)一步提高創(chuàng)新意識(shí)。（程序便利+兌換分值）

● 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：掌握input()函數(shù)的基本格式和使用方法；理解并應(yīng)用input()函數(shù)給變量賦值。

難點(diǎn)：理解input()函數(shù)的含義，利用input()函數(shù)結(jié)合前面所學(xué)知識(shí)靈活編寫程序。

● 教學(xué)策略

基于項(xiàng)目“初級積分超市兌換系統(tǒng)”開展課前調(diào)查，讓學(xué)生對比兩種兌換方式的不同，引出使用程序編寫積分超市兌換系統(tǒng)項(xiàng)目，采用微視頻學(xué)習(xí)、自主探究、小組合作、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使其體會(huì)到編程在解決現(xiàn)實(shí)問題中的獨(dú)特優(yōu)勢，進(jìn)一步提高他們對信息科技學(xué)習(xí)的興趣。

● 教學(xué)過程

1.作業(yè)討論，確定研究項(xiàng)目

課前，教師通過“暢言課堂”下發(fā)兩個(gè)視頻，一個(gè)是學(xué)生班級積分兌換的場景，一個(gè)是垃圾分類積分智能兌換場景，讓學(xué)生觀察兩個(gè)兌換過程，想一想如果用程序編寫一個(gè)班級積分兌換系統(tǒng)，想實(shí)現(xiàn)怎樣的功能？（學(xué)生交流）

教師根據(jù)學(xué)生對兌換系統(tǒng)功能的描述，從中確定本節(jié)課要設(shè)計(jì)的兌換系統(tǒng)應(yīng)該具備的兩個(gè)基本功能——?dú)g迎界面和商品兌換所需幣數(shù)界面，并隨著后續(xù)學(xué)習(xí)不斷完善系統(tǒng)，讓其最終實(shí)現(xiàn)智能化。

設(shè)計(jì)意圖：通過課前探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對比兩種兌換方式的不同，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)班級積分兌換過程中容易出現(xiàn)的問題，導(dǎo)出本課學(xué)習(xí)內(nèi)容：使用程序編寫積分超市兌換系統(tǒng)項(xiàng)目。同時(shí)，通過觀看視頻，從中發(fā)現(xiàn)人與機(jī)器互動(dòng)產(chǎn)生的必要條件是機(jī)器接收到人發(fā)出的指令，使學(xué)生初步理解人機(jī)交互的概念，進(jìn)一步理解這個(gè)過程就是數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的過程。

2.合作交流，項(xiàng)目實(shí)踐

（1）明確功能，梳理流程

根據(jù)列出的兩項(xiàng)功能，引導(dǎo)學(xué)生用流程圖的方式表示出程序的執(zhí)行順序，并填寫導(dǎo)學(xué)案，展示流程圖（如下圖）。

設(shè)計(jì)意圖：通過流程圖，將自然語言過渡到程序設(shè)計(jì)語言，從而確定項(xiàng)目任務(wù)，明確設(shè)計(jì)思路，為項(xiàng)目實(shí)踐提供依據(jù)，提高學(xué)生的計(jì)算思維。

（2）設(shè)計(jì)算法，編程實(shí)現(xiàn)

教師提出問題：如果把這種自然語言變成程序語言，用Python編程的方式呈現(xiàn)，應(yīng)該怎么做？

首先，認(rèn)識(shí)輸入函數(shù)input()。引導(dǎo)學(xué)生分析流程圖，指導(dǎo)他們使用輸出函數(shù)，將輸出的內(nèi)容編寫出來。教師提出問題：需要輸入的語句應(yīng)該怎么寫？它的作用是什么？出示關(guān)于輸入函數(shù)的小錦囊，學(xué)生帶著下面的問題觀看微視頻：①輸入函數(shù)的名字是什么？它的作用是什么？②它的書寫格式是怎樣的？有哪些需要注意的地方？③輸入函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)應(yīng)該如何保存在計(jì)算機(jī)中？這個(gè)數(shù)據(jù)是什么類型的？同時(shí)，學(xué)生展開小組內(nèi)討論交流，各小組分享答案，其他組進(jìn)行補(bǔ)充或糾正。

互動(dòng)總結(jié)：使用“聚焦講解”功能進(jìn)一步鞏固梳理input()函數(shù)知識(shí)點(diǎn)。

其次，學(xué)生填寫導(dǎo)學(xué)案，找出兌換系統(tǒng)中的輸入語句并書寫，使用“翻翻卡”功能檢驗(yàn)，接著進(jìn)行姓名及歡迎詞界面設(shè)計(jì)，根據(jù)剛才學(xué)到的知識(shí)，將兌換系統(tǒng)的歡迎界面進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。學(xué)生分組合作探究，教師巡視指導(dǎo)，小組長完成組評，小組展示交流。

頭腦風(fēng)暴：怎樣驗(yàn)證你輸入的數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)起來并進(jìn)行了使用？

教師出示問題，學(xué)生通過操作過程做出回答：輸入的數(shù)據(jù)保存在變量里，通過輸出變量的方式，可以將變量里面的內(nèi)容輸出出來。教師巡視，指導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

最后，商品名稱及需要積分界面的設(shè)計(jì)。小組長抽取班級積分超市的四種禮品，學(xué)生以各自組長抽到的商品為兌換目標(biāo)，在歡迎界面的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)商品名稱及需要積分的程序。學(xué)生分組合作探究，教師巡視指導(dǎo)，小組長完成組評，小組展示交流。

3.集思廣益，項(xiàng)目拓展

在兌換系統(tǒng)的基本功能完成后，學(xué)生小組內(nèi)充分討論，交流碰撞探究結(jié)果，運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)增加兌換系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)小組特制的兌換系統(tǒng)，分小組展示成果，聚焦“學(xué)會(huì)”，引導(dǎo)“會(huì)學(xué)”。

設(shè)計(jì)意圖：項(xiàng)目拓展的目的是讓學(xué)生在特定項(xiàng)目功能的基礎(chǔ)上嘗試探索一些新的輸入數(shù)據(jù)，如班級、更換商品、最后的謝謝惠顧等，提高學(xué)生創(chuàng)作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

4.項(xiàng)目展示，評價(jià)總結(jié)

小組展示兌換過程，師生評價(jià)。

教師鋪墊：做出的兌換系統(tǒng)現(xiàn)在還處于初級階段，隨著后續(xù)對Python的學(xué)習(xí)，將會(huì)實(shí)現(xiàn)更加智能快捷的功能，如可以計(jì)算剩余的積分幣數(shù)，實(shí)現(xiàn)任意商品的兌換等。

學(xué)生在回憶總結(jié)過程中梳理本課知識(shí)點(diǎn)。教師通過思維導(dǎo)圖的方式將本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體呈現(xiàn)，幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，通過本節(jié)課小組和個(gè)人的積分情況，評定本節(jié)課最優(yōu)積分超市小管家，最優(yōu)積分超市小管家將通過教師設(shè)計(jì)的積分兌換系統(tǒng)，輸入自己的分?jǐn)?shù)，得到相應(yīng)的獎(jiǎng)品。

拓展：在我們的生活中還有很多種人機(jī)互動(dòng)的方式，它們都是怎么接收指令的呢？播放人機(jī)互動(dòng)視頻，學(xué)生暢談?dòng)^察到的或想到的。

設(shè)計(jì)意圖：項(xiàng)目展示是檢驗(yàn)學(xué)生項(xiàng)目學(xué)習(xí)最有效的方式，通過體驗(yàn)當(dāng)小小收銀員讓小組展示作品，培養(yǎng)其分享、交流判斷的能力。教師的總結(jié)和評價(jià)，既能夠幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，梳理項(xiàng)目探究的方法，也能夠通過最優(yōu)小組兌換積分的方式呼應(yīng)本節(jié)課的項(xiàng)目主題。通過觀看微視頻，讓學(xué)生了解生活中還有很多種人機(jī)互動(dòng)的方式，拓展升華，使其明確今天的鍵盤輸入只是其中的一種形式，拓寬他們的視野。

● 教學(xué)反思

在本課中，對“LED顯示模擬系統(tǒng)”單元主題教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行“積分超市兌換”情境設(shè)計(jì)，源于班級內(nèi)常用的積分卡兌換禮品活動(dòng)，在兌換過程中會(huì)出現(xiàn)計(jì)算、換算等一系列的問題，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)身邊的問題并提出解決方案，在此基礎(chǔ)上確定“積分超市兌換系統(tǒng)”項(xiàng)目，進(jìn)行了“123”項(xiàng)目化教學(xué)探索：1指“一核”，即項(xiàng)目教學(xué)的設(shè)計(jì)要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行；2指“雙基”，即項(xiàng)目教學(xué)開展要基于學(xué)情，基于學(xué)習(xí)支架；3指“三真”，即項(xiàng)目的選取和實(shí)施必須立足于真實(shí)的情境，解決真實(shí)的問題，服務(wù)真實(shí)的生活。整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程就是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行信息匯總，分析、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，利用規(guī)律，提高效率的意識(shí)。

點(diǎn) 評

本文基于“LED顯示模擬系統(tǒng)”整體設(shè)計(jì)來考慮數(shù)據(jù)的輸入——input()函數(shù)的應(yīng)用，彰顯出信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，以數(shù)據(jù)的輸入作為“積分兌換”的“用戶”辨識(shí)也體現(xiàn)出計(jì)算思維的抽象思維，以ID來關(guān)聯(lián)積分的實(shí)現(xiàn)，然后聚焦歡迎“界面”的信息輸出的關(guān)聯(lián)與控制，非常有意義。正如大情境設(shè)計(jì)可能帶來的缺陷一樣，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候要多一些底層的代碼考慮，如姓名的對應(yīng)如何在代碼設(shè)計(jì)中就具有“不唯一”的特點(diǎn)，又如“積分兌換”與ID的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是如何產(chǎn)生的，這些都是以后改進(jìn)時(shí)需要注意的地方。