王敏軍

《生活與算法》是初中階段算法與程序設(shè)計學(xué)習(xí)的第一課，主要涉及三方面內(nèi)容：一是了解算法、自然語言描述、數(shù)學(xué)模型等與“算法與程序”相關(guān)的概念；二是理解計算機解決問題的一般過程；三是知道計算機語言的發(fā)展歷程。在教學(xué)時，教師應(yīng)從通俗易懂的生活實例出發(fā)，讓學(xué)生從生活中感知算法，將算法從實際事例中抽象出來，最終引申到計算機解決問題的一般過程與方法。

如何讓學(xué)生理解這些概念，并能正確理解運用呢？算法概念的理解和數(shù)學(xué)模型的建立是解決這一核心問題的關(guān)鍵?；诖耍P者對本課進行了如下創(chuàng)新。

大膽構(gòu)思，細心梳理。教師需要在合理構(gòu)思的基礎(chǔ)上進行可控的創(chuàng)新?；诖耍以诮虒W(xué)中合理使用了“教學(xué)重難點前置”這一突破常規(guī)的方法。引入算法和自然語言描述的例子就是課后練習(xí)中帶星號需要學(xué)生思考的例題。解決了這個例題問題，與之相關(guān)的算法、自然語言描述和數(shù)學(xué)建模問題會迎刃而解，使課堂產(chǎn)生高效益。

一站學(xué)習(xí)，高效實施。興趣是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望的內(nèi)需，整個學(xué)習(xí)過程都基于學(xué)習(xí)網(wǎng)站。從推演算法入手，醞釀?wù)n堂的溫度；從變量和重建數(shù)學(xué)模型入手，構(gòu)建課堂的深度；從通過“微課”了解計算機語言的發(fā)展入手，營造課堂的廣度。我從這三個維度精打細磨諸多課堂教學(xué)元素，構(gòu)建高效的初中信息技術(shù)課堂。

教學(xué)目標分析

1. 教學(xué)目標與教學(xué)重、難點

教學(xué)目標：（1）了解算法與變量的概念，學(xué)會建立數(shù)學(xué)模型。（2）初步了解計算機語言的發(fā)展。（3）通過解決具體生活問題，理解計算機處理問題的一般過程。（4）會用自然語言描述算法的過程。

教學(xué)重點：算法的概念。

教學(xué)難點：數(shù)學(xué)模型的建立。

2. 教學(xué)思路

整個教學(xué)過程以理解與溝通為重心，圍繞以下兩個核心問題展開：一是生活中的“無刻度量杯取水”問題，通過此題進行算法、自然語言描述、變量、數(shù)學(xué)模型概念的梳理，實現(xiàn)知識的第一次重構(gòu)。 二是生活中的“數(shù)據(jù)交換”問題，引導(dǎo)學(xué)生通過引入第三個變量，理解重建數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)知識的第二次重構(gòu)。

教學(xué)過程

1. 創(chuàng)設(shè)情境，打造溫度課堂

昨天，王老師在備課的時候遇到一個數(shù)學(xué)問題，我把題目帶來了，請同學(xué)們幫忙告訴我解決這個問題的推算過程。

課件出示：用沒有刻度的3毫升量杯和5毫升量杯，如何量出1毫升的水？

板書：A：3毫升 B：5毫升 結(jié)果Z：1毫升

想一想：杯子有幾種操作方法（板書6種操作方法，如圖1）。

設(shè)計意圖：教學(xué)難點前置形成認知沖突，認知沖突能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

2. 初識算法，經(jīng)歷探索過程

（1）初識算法

試一試：請同學(xué)們進入學(xué)習(xí)網(wǎng)站，在學(xué)習(xí)網(wǎng)站的“試一試”欄目中利用拖動“操作方法”模塊的方式來嘗試實現(xiàn)操作步驟（如圖2）。

說一說（反饋）：說說你的想法和操作過程。

利用學(xué)習(xí)網(wǎng)站中的排名記錄，先展示步驟較多的操作算法，再展示步驟最少的操作算法（學(xué)生描述的同時，教師用圖示進行板書）。

類似這樣將解決問題的步驟清晰而完整地描述出來的過程，我們稱之為算法。用日常生活中使用的語言來描述算法的步驟，則稱之為自然語言描述，是算法描述常見的一種方法。

議一議（反饋）：看到這兩種操作算法，同學(xué)們有什么想說的嗎？

結(jié)果相同，但操作算法相差較大，算法存在優(yōu)劣，這個優(yōu)劣將直接影響到執(zhí)行的效率。

（2）認識變量

這樣的題目，如果數(shù)值發(fā)生變化，操作算法也會出現(xiàn)相應(yīng)的一些變化。

課件出示：用沒有刻度的5毫升量杯和6毫升量杯，如何量出3毫升的水？

請完成剛才算法的同學(xué)嘗試描述修改條件后的操作算法。

說一說：請一位同學(xué)說說想法和操作算法。

這些數(shù)值還可以改變嗎？類似這樣，這些可變數(shù)值的對象就是變量。（課件展示：變量是數(shù)據(jù)的存儲單元，在程序執(zhí)行過程中是可變的。）

生活中常見的變量有很多，你能說說嗎？（長方形周長C = 2（a + b）；正方形周長C = 4a）

類似這樣用字母、數(shù)字及其他數(shù)學(xué)符號建立起來的描述解決問題的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)表達式，我們稱之為數(shù)學(xué)模型。

設(shè)計意圖：從生活實例切入，以解決問題為驅(qū)動，通過想一想、試一試、說一說等實踐活動引導(dǎo)學(xué)生不斷地對算法與變量兩個概念進行多層面的理解與溝通。學(xué)生在活動中完成對相關(guān)知識的梳理與重構(gòu)，積累“算法與程序”基本的活動經(jīng)驗。

3. 提煉知識，挖掘知識深度

（1）交換數(shù)據(jù)

剛才，我們用自然語言描述的方法解決了“無刻度”量杯取水的問題。譬如生活中，服務(wù)員錯誤交換了盛牛奶和咖啡的杯子，又該用怎樣的方法來完成杯子的交換呢？

讀一讀：請同學(xué)們先在學(xué)習(xí)網(wǎng)站 “電子教材（教材pdf版，如圖3）” 中閱讀學(xué)習(xí)，再說說你的想法。

說一說：閱讀后，同學(xué)們有什么想說的嗎？

梳理：當遇到異質(zhì)液體時，就不能直接混合了，這時要分析問題，重新確定算法，需要引進第三個杯子Z（板書X、Y、Z）。對于怎樣交換，我們需要重建數(shù)學(xué)模型，來進行數(shù)值交換操作。

（2）計算機語言的發(fā)展

剛才，我們知道算法可以用自然語言來描述。其實，算法不僅可用自然語言描述，還可以用程序語言來描述，如機器語言、匯編語言和高級語言。請同學(xué)們先在學(xué)習(xí)網(wǎng)站“微課在線”中觀看學(xué)習(xí)。

說一說（反饋）：請同學(xué)們說說對計算機語言又增加了哪些知識？可以通過小測試來試試自己學(xué)的情況哦。（學(xué)習(xí)網(wǎng)站小測試，圖略。）

設(shè)計意圖：學(xué)生的思維過程往往是從問題開始的。在解決核心問題的過程中，學(xué)生自然而然地對交換數(shù)據(jù)這個概念進行了梳理。同時，利用“微課”進行計算機語言發(fā)展的自學(xué)探究，使單位時間內(nèi)的學(xué)習(xí)容量更大，使課堂教學(xué)效果最優(yōu)化。

4. 小結(jié)延伸

（1）梳理

根據(jù)“小測試”情況，梳理今天的學(xué)習(xí)情況。

對于今天所學(xué)的知識，建議同學(xué)們課后到“百度腦圖”中進行筆記梳理。

（2）延伸

這就是剛才微課中展示的交換牛奶、咖啡過程的流程圖（課件展示），也是下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，建議同學(xué)們課后去預(yù)習(xí)。

設(shè)計意圖：注重信息技術(shù)與生活實際的聯(lián)系，讓學(xué)生學(xué)會梳理知識，提升能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。

注：本教學(xué)設(shè)計為2016年杭州市初中優(yōu)質(zhì)課，綜合了杭州市富陽區(qū)教育局教研室邵世炎老師組課團隊的構(gòu)思，主要成員有：陳宏、張榮、黃勇毅、施華芳。

（作者單位：浙江杭州市富陽區(qū)富春第五小學(xué)）