李咪咪 中學(xué)二級教師，華東師范大學(xué)科學(xué)與技術(shù)教育碩士，現(xiàn)于上海市普陀區(qū)曹楊第二中學(xué)任教信息技術(shù)學(xué)科。在教學(xué)中善于將學(xué)科特征與新媒體、新技術(shù)進(jìn)行融合，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

課程背景

互聯(lián)網(wǎng)平臺“外賣騎手與時間賽跑”的問題，多次引發(fā)了社會各界的廣泛關(guān)注。外賣騎手需在系統(tǒng)規(guī)定的時間內(nèi)按時送達(dá)商品，這種算法忽視了天氣、路況等因素對送達(dá)時間的影響。算法是工具還是機(jī)器？這個問題不禁引發(fā)公眾的無限思考。而信息技術(shù)學(xué)科旨在培養(yǎng)學(xué)生信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個方面的核心素養(yǎng)，其中“信息社會責(zé)任”鼓勵學(xué)生“關(guān)注信息技術(shù)革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題”。所以，本節(jié)課我將與學(xué)生一起探索如何利用分支結(jié)構(gòu)改進(jìn)外賣騎手計時系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)更加靈活和人性化。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能 描述分支結(jié)構(gòu)的特點和執(zhí)行過程;設(shè)置正確的分支判斷條件;繪制規(guī)范的分支結(jié)構(gòu)算法流程圖。

過程與方法 根據(jù)問題情境，化歸算法問題，使用分支結(jié)構(gòu)解決問題;合理使用關(guān)系運算符、邏輯運算符表示分支結(jié)構(gòu)的判斷條件。

情感態(tài)度與價值觀 在使用算法解決問題的過程中，摒除算法的“唯工具論”，思辨算法的社會倫理，明白要讓算法為人服務(wù)而非人為算法服務(wù);關(guān)注信息技術(shù)革命所帶來的人文問題，嘗試用算法知識解決上述相關(guān)問題。

教學(xué)重點與難點

教學(xué)重點 使用分支結(jié)構(gòu)解決“外賣騎手模擬計時”問題。

教學(xué)難點 根據(jù)不同情境，設(shè)置正確的分支判斷條件。

教學(xué)過程

一、溫故“思”新——順序結(jié)構(gòu)到分支結(jié)構(gòu)的過渡

1.何時取到外賣（復(fù)習(xí)順序結(jié)構(gòu)）

構(gòu)建問題情境：騎手距離客戶1.5km，假設(shè)騎手平均速度（含行進(jìn)路程、上樓等）是2m/s，請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：已知騎手與客戶的距離s、騎手的平均速度v，依次輸入距離s和平均速度v，根據(jù)“時間=距離/速度”公式求得所需時間（單位為秒），再將其轉(zhuǎn)換為以“分鐘”為單位進(jìn)行輸出。學(xué)生根據(jù)已學(xué)順序結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，使用流程圖表達(dá)算法思路，并上機(jī)編程實現(xiàn)。

2.如何幫助外賣騎手走出計時困局（引出分支結(jié)構(gòu)）

教師設(shè)問：教師展示網(wǎng)絡(luò)上針對外賣騎手送餐計時算法的討論，外賣騎手長期被困在系統(tǒng)規(guī)定的時間里，而系統(tǒng)忽視了客觀因素對騎手行進(jìn)時間的影響，啟發(fā)學(xué)生思考。

教師進(jìn)而設(shè)問：如何改進(jìn)外賣平臺計時系統(tǒng)的算法，使得該系統(tǒng)更加貼近騎手生活，更加靈活和人性化？

小組討論：影響外賣騎手配送時間的因素具體有哪些？

交流總結(jié)：根據(jù)各小組討論結(jié)果，匯總影響外賣騎手配送時間的主要因素（用戶所在樓層數(shù)、行進(jìn)路況、天氣條件等）。

二、多一種選擇，多一點溫暖（走進(jìn)分支結(jié)構(gòu)）

1.前方路況影響配送時間

構(gòu)建問題情境：騎手距離客戶1.5km，假設(shè)騎手平均速度（含一般行進(jìn)路程）是2m/s。如果前方修路，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：已知騎手與客戶的距離s、騎手的平均速度v、前方道路狀況flag，首先依次輸入距離s、平均速度v和前方道路狀況flag的值。然后判斷前方是否修路，如果修路，時間系數(shù)為原始時間的1.1倍;否則，根據(jù)“時間=距離/速度”公式求得所需時間（單位為秒），再將其轉(zhuǎn)換為以“分鐘”為單位進(jìn)行輸出。

走進(jìn)分支結(jié)構(gòu)：學(xué)生思考已學(xué)“順序結(jié)構(gòu)”的流程圖能否表示此算法，并闡釋原因;教師展示用分支結(jié)構(gòu)表示上述算法的流程圖，如圖1，并讓學(xué)生嘗試用語言描述此流程圖;教師由特殊到一般，闡釋分支結(jié)構(gòu)的定義（根據(jù)給定條件是否成立而決定執(zhí)行不同路徑的算法結(jié)構(gòu)）;教師解釋分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程，并講授分支結(jié)構(gòu)的語法格式。

程序?qū)崿F(xiàn)：學(xué)生編程實現(xiàn)并測試結(jié)果。

2.樓層數(shù)影響配送時間（關(guān)系運算）

構(gòu)建問題情境：騎手與客戶的實時距離為1.5km，假設(shè)騎手平均速度（含一般行進(jìn)路程）是2m/s。如果用戶所在樓層大于3層，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：先輸入距離s、平均速度v和樓層數(shù)f，再判斷用戶樓層是否大于3層。如果大于3層，那么時間系數(shù)乘以1.1;否則，按照原始計算時間的方式。算法流程圖如圖2。

走進(jìn)關(guān)系運算：（1）問題引發(fā)思考：“樓層大于3”如何用表達(dá)式表達(dá)？判斷結(jié)果又是什么？（2）由算術(shù)運算遷移到關(guān)系運算：算術(shù)運算——求大小，關(guān)系運算——比較大小;關(guān)系運算的結(jié)果是邏輯值（True或False）。（3）求關(guān)系運算的值。

程序?qū)崿F(xiàn)：學(xué)生編程實現(xiàn)并測試結(jié)果。

3.樓層數(shù)與路況共同影響配送時間（邏輯運算）

構(gòu)建問題情境：騎手與客戶的實時距離為1.5km，假設(shè)騎手平均速度（含一般行進(jìn)路程）是2m/s。如果用戶所在樓層大于3層或者修路長度大于500米，那么最終配送時間為原始時間的1.1倍;否則，按照原始方式計算時間。請問顧客多少分鐘后可以取到外賣？

化歸為算法問題：輸入距離s、平均速度v、樓層數(shù)f、修路長度l，再判斷“用戶樓層大于3層或者修路長度大于500米”條件是否成立。如果條件成立，那么時間乘以系數(shù)1.1;否則，按照原始計算時間的方式。算法流程圖如圖3。

走進(jìn)邏輯運算：邏輯運算符用于連接簡單的邏輯表達(dá)式。其運算規(guī)則及范例值見下表。

程序?qū)崿F(xiàn)：學(xué)生編程實現(xiàn)并測試結(jié)果，具體VB代碼如下。

Dim s As Single， t As Single， v As Single，f As Integer，l as Single

s = Val（InputBox（"請輸入騎手與顧客之間的距離（注意：單位為m）"））

v = Val（InputBox（"請輸入騎手平均速度（注意：單位為m/s）"））

f = Val（InputBox（"請輸入樓層數(shù)（注意：單位為層）"））

l=Val（InputBox（"請輸入修路長度（注意：單位為m）"））

If? （f>3 or l>500） Then

t = （s / v） * 1.1

Else

t = s / v

End If

t = t / 60

Label1.Caption = t & "分鐘后送達(dá)"

教學(xué)反思

本課從社會熱點問題“外賣員計時算法”入手，以“什么時候取到外賣”情境貫穿課堂首尾，由“樓層數(shù)大于3”引出關(guān)系運算，由“樓層數(shù)大于3或者修路長度大于500米”引出邏輯運算，問題依次過渡，知識層層遞進(jìn)，情境貫穿流暢。

人與機(jī)器之間的關(guān)系是近年來常討論的話題。是機(jī)器為人服務(wù)，還是人為機(jī)器服務(wù)？外賣騎手計時問題也是上述問題的縮影。學(xué)生在學(xué)習(xí)運用算法知識解決問題、讓社會生活變得高效的同時，還需要關(guān)注算法應(yīng)用帶來的社會、人文問題。本節(jié)課學(xué)生雖然只是模擬改進(jìn)外賣騎手的計時算法，但是通過理解情境、設(shè)計算法、編程實現(xiàn)等環(huán)節(jié)，他們進(jìn)一步理解并踐行了算法的人文性，思辨了算法的社會倫理。