小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)要點(diǎn)分析

李存儒

[摘 要]以Logo語(yǔ)言為背景程序設(shè)計(jì)教學(xué)并不是強(qiáng)化Logo語(yǔ)言知識(shí)本身，而是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的思維深度和抽象認(rèn)知能力。引導(dǎo)學(xué)生使用logo語(yǔ)言將解決問(wèn)題的算法落實(shí)在與計(jì)算機(jī)的對(duì)話中，初步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想，為以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]Logo語(yǔ)言；思維深度；算法

[中圖分類號(hào)] G43 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-9068（2017）30-0086-02

現(xiàn)在的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)過(guò)多地把信息技術(shù)單純看成技術(shù)應(yīng)用，學(xué)習(xí)掌握的只是應(yīng)用程序，是在按照程序做事，通過(guò)程序化的模塊（菜單）進(jìn)行判斷決策，選擇合適操作，學(xué)生的思維和創(chuàng)造力沒(méi)有得到全面的發(fā)展。而另一個(gè)層面的程序控制及其思想?yún)s被忽略了，由此我們想到了應(yīng)該增設(shè)初步的程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，來(lái)啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維，也正是這種思考，logo語(yǔ)言教學(xué)重新又回到了課程中。

一、Logo語(yǔ)言的特點(diǎn)——命令簡(jiǎn)單易記，執(zhí)行靈活多變

logo語(yǔ)言的系統(tǒng)命令一般由英語(yǔ)單詞縮寫而成，如“HT”是“hideturtle”的縮寫，藏龜命令。“FD”是“forward”的縮寫，是前進(jìn)命令。在logo語(yǔ)言中，可以將一個(gè)或幾個(gè)命令一起依次輸入，每個(gè)命令之間用空格分開(kāi)，logo按順序依次編譯執(zhí)行。

Logo語(yǔ)言命令的執(zhí)行方式有兩種：立即執(zhí)行和過(guò)程運(yùn)行。1.立即執(zhí)行。在LOGO上畫圖最直接的方式是在“文本窗口”輸入命令，“文本窗口”中命令的輸入是與“作圖窗口”上的圖形顯示同步的，只要命令符合語(yǔ)法規(guī)則，海龜能馬上按照命令執(zhí)行動(dòng)作，效果立竿見(jiàn)影。2.過(guò)程執(zhí)行。是指小海龜能夠完成一組命令，且這組命令能夠被保存下來(lái)，反復(fù)使用。所謂過(guò)程是為達(dá)到某種目的而按一定的規(guī)則組織起來(lái)的Logo語(yǔ)言的語(yǔ)句集合，這些過(guò)程又可作為其他過(guò)程的子過(guò)程，組織更復(fù)雜的過(guò)程，以此來(lái)解決復(fù)雜的問(wèn)題。過(guò)程一經(jīng)定義便為一個(gè)新的命令，以后可用來(lái)作為基本命令進(jìn)行調(diào)用，其擴(kuò)展性強(qiáng)。程序還可以遞歸（自我調(diào)用），給編制高水平的程序帶來(lái)極大的方便。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)——想象力的培養(yǎng)和思維深度的訓(xùn)練

1.想象力的培養(yǎng)

想象力是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維必不可少的條件和重要內(nèi)容。想象力是這樣一個(gè)過(guò)程，我們可以在頭腦中構(gòu)想各種各樣的圖景，把自己所期望或所想達(dá)成的愿望描摹在上面。想象力雖是人天生具有的能力，但這種能力是可以通過(guò)后天改善和提高的。想象力有著無(wú)可估量的價(jià)值。Logo語(yǔ)言設(shè)計(jì)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生展開(kāi)想象，幫助學(xué)生想辦法把想象變成指導(dǎo)實(shí)踐的具體方法，從而達(dá)到提高學(xué)生想象能力的目的。

2.思維深度的訓(xùn)練

思維深度，是指一個(gè)人邏輯思路連貫性和全面性的程度，它在思考力體系的關(guān)系中是基礎(chǔ)性的， 在某種程度上它影響著思維速度。思維深度深的人思路清晰、細(xì)致、善于總結(jié)規(guī)律，解決問(wèn)題的效率高。

logo編程有這樣的特點(diǎn)，命令不用編譯，再短的命令只要符合語(yǔ)法規(guī)范，馬上可以執(zhí)行，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生能很快地看到程序運(yùn)行的結(jié)果，缺點(diǎn)是學(xué)生容易養(yǎng)成 “短思維”的習(xí)慣。在畫稍微復(fù)雜的圖形時(shí)，“一條命令，一個(gè)回車”，會(huì)造成短命令碎片多、無(wú)條理、程序查錯(cuò)困難等一系列問(wèn)題。如果編寫程序時(shí)能多想幾步，將邏輯上相對(duì)完整的語(yǔ)句寫在一行中，一并執(zhí)行，或者使用“過(guò)程”形式來(lái)組織，便能大大提高程序的可閱讀性，便于后期程序的優(yōu)化操作。其實(shí)這樣的思維和編程習(xí)慣正是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思想，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要有意地滲透這種思維方法。

三、教學(xué)的重點(diǎn)——吃透“算法”

簡(jiǎn)單地說(shuō)，算法就是問(wèn)題在學(xué)生大腦中一個(gè)思維和計(jì)算過(guò)程，或具體地看圖推算，或抽象地?cái)?shù)學(xué)計(jì)算，它是一個(gè)解決問(wèn)題的思路。學(xué)習(xí)logo語(yǔ)言的過(guò)程實(shí)際上就是驗(yàn)證了算法的過(guò)程，無(wú)形中學(xué)生的操作、組合、建模、優(yōu)化等一系列的思維能力都得到了發(fā)展。

1.算法的廣度思考

[教學(xué)實(shí)例1]“畫筆方向變化與轉(zhuǎn)彎命令之間關(guān)系”

在學(xué)習(xí)前進(jìn)與后退命令、左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)命令時(shí)，我們通過(guò)“畫等邊三角形”學(xué)習(xí)小海龜方向變化與轉(zhuǎn)彎命令之間的關(guān)系。學(xué)生受“畫矩形”影響（矩形在頂點(diǎn)處內(nèi)角和外角正好都是90°），想當(dāng)然地認(rèn)為在頂點(diǎn)轉(zhuǎn)角為60°（因?yàn)槿堑膬?nèi)角是60°），這時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析，我們可借助一個(gè)鐘面指針的動(dòng)畫演示小海龜在頂點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎過(guò)程，指針轉(zhuǎn)動(dòng)角度才應(yīng)該是小海龜轉(zhuǎn)過(guò)的角度120°，它應(yīng)該是外角180° -60°。然后根據(jù)順逆時(shí)針來(lái)確定用哪一個(gè)命令。通過(guò)這個(gè)練習(xí)，學(xué)生們對(duì)轉(zhuǎn)彎命令有了更深層的理解。

再推廣到畫封閉的圖形（學(xué)習(xí)repeat命令）時(shí)，如正三角形、正方形、正六邊形等，又涉及了頂點(diǎn)轉(zhuǎn)角的問(wèn)題，這時(shí)學(xué)生已會(huì)根據(jù)圖形幾何形狀判斷轉(zhuǎn)過(guò)的角度為外角，可是需要知道圖形內(nèi)角的角度才能計(jì)算，如果正多邊形邊數(shù)很多，那么很難計(jì)算出來(lái)。這時(shí)我們又可以引導(dǎo)學(xué)生從另外一個(gè)角度去思考：小海龜完整地畫完圖形時(shí)，其實(shí)是轉(zhuǎn)了360°，因?yàn)槭恰罢毙?，所以每畫一條邊后轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)當(dāng)是一樣的，因此，每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度變?yōu)榱?60/邊數(shù)，這樣在畫正多邊形時(shí)，可以免于思考和計(jì)算圖形內(nèi)角的度數(shù)。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的發(fā)散思維得到了很好的訓(xùn)練。

2.算法的深度挖掘

[教學(xué)實(shí)例2]由“角數(shù)是奇數(shù)正多角星”到“任意角數(shù)的正多角星”

課的難點(diǎn)是畫角數(shù)為奇數(shù)的正多角星頂點(diǎn)角度的確定，學(xué)生都懂得轉(zhuǎn)過(guò)角度應(yīng)該是外角的道理。因此，“180-內(nèi)角”是沒(méi)有問(wèn)題的?？墒莾?nèi)角怎么確定？教參和網(wǎng)上的很多相關(guān)內(nèi)容都沒(méi)講清楚這個(gè)問(wèn)題的算理，因此內(nèi)角的確定成了解決本課難點(diǎn)的難點(diǎn)，怎么突破這個(gè)難點(diǎn)。用數(shù)學(xué)的方法很容易證明：

其實(shí)從純數(shù)學(xué)的方法，我們也可證明出∠1=∠3=180/n（這里n=5，五角星）。

證明過(guò)程：

因?yàn)椤?=（n-2）×180/n（綠色五邊形）

∠1=（180-∠2）/2=180/n（紅色的等腰三角形）

可是小學(xué)生受數(shù)學(xué)知識(shí)的限制無(wú)法理解。如何向他們解釋清楚這一算理呢？經(jīng)過(guò)多次的探索，發(fā)現(xiàn)用小學(xué)生容易接受的直觀的“剪拼”圖形法能很容易講清楚算法（算理）。例如，將五角星的五個(gè)“角”剪下來(lái)，把它們拼在一條直線上。正好拼成一個(gè)平角，又因?yàn)樗鼈兪窍嗟鹊?，所以每個(gè)角是180°/5，即36°。

四、教學(xué)方式——以“興趣”為起點(diǎn)，以“活動(dòng)”為載體

Logo教學(xué)是一種程序教學(xué)，由于其在現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)中缺乏應(yīng)用基礎(chǔ)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)此幾乎沒(méi)有直接興趣，加上知識(shí)本身的抽象性、變幻性較強(qiáng)，一旦處理不好，學(xué)生就會(huì)有較重的畏難情緒和疏遠(yuǎn)心理。因此教學(xué)中我們一直把要激趣、活動(dòng)和評(píng)價(jià)等作為突破口。小學(xué)生仍以直覺(jué)形象思維為主，單純向他們灌輸命令名、格式、語(yǔ)法等，既枯燥又不可取，應(yīng)聯(lián)系具體圖形介紹每一個(gè)命令。盡量地在例子中來(lái)學(xué)習(xí)命令，比如用畫臺(tái)階學(xué)習(xí)畫線與轉(zhuǎn)彎命令，用畫虛線學(xué)習(xí)提筆與落筆命令，用畫正多邊形學(xué)習(xí)重復(fù)命令等等。盡可能通過(guò)視覺(jué)形象思維來(lái)引導(dǎo)學(xué)習(xí)。

有人將logo說(shuō)成另一種“畫圖”，其實(shí)“海龜畫圖”并非在“畫圖”，準(zhǔn)確地說(shuō)，應(yīng)該把logo中的海龜看成是虛擬的機(jī)器人，是按照設(shè)定的圖形路線在行動(dòng)。從思維過(guò)程來(lái)看，是控制海歸者思維上先有路線，再設(shè)定程序，最后是海龜按照程序在行走而留下的“圖畫”。其過(guò)程是一個(gè)程序控制過(guò)程，在控制過(guò)程中涉及數(shù)學(xué)知識(shí)和程序的算法。學(xué)習(xí)Logo語(yǔ)言總的目標(biāo)首先是要能運(yùn)用Logo語(yǔ)言的命令畫出一些基本圖形，包括用定義過(guò)程的方法，說(shuō)到底，定義過(guò)程后，過(guò)程名就是一個(gè)新的命令。教學(xué)中對(duì)于每一個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)，每一種操作和分析，我們都要從更深的層次去把握。

（責(zé)編 韋淑紅）endprint