聚焦問題解決，發(fā)展計算思維

郭巍丹 王衛(wèi)東

● 教學內(nèi)容分析

《過程調(diào)用》是浙江省小學信息技術五年級下冊的內(nèi)容，位于第二單元“算法與程序設計”的第7課。本單元共有10課，通過“知識問題器”“有趣的繪圖”“計時器”這幾個項目展開，從中學習變量、列表、循環(huán)嵌套、過程調(diào)用、帶參過程等學科本體知識。通過本單元學習，學生能夠根據(jù)實際需求或問題編寫較為復雜的程序，提升用計算機程序解決問題的能力，發(fā)展計算思維，也為后續(xù)進一步學習程序設計作好鋪墊。本單元與初高中的相關單元一脈相承，但在小學階段主要以圖形化編程為載體。本課與其前后兩課緊密聯(lián)系，都是以計算機繪圖作為學習主題。前一課是利用循環(huán)和循環(huán)嵌套來繪制正多邊形和由正多邊形旋轉幾次之后得到的圖形。本課是在此基礎上，通過創(chuàng)建和調(diào)用“過程”（自制積木）來繪制更復雜的圖形，從中理解“過程”的概念和作用，進而為后一課《帶參過程》的學習奠定基礎。通過本課的學習，學生不僅要能夠在圖形化編程環(huán)境中根據(jù)需要合理使用“過程”，還要理解合理“過程”的作用，即運用“過程”可以使程序簡化、結構清晰，便于理解和調(diào)試。因此，在教學過程中要設計有梯度的任務與活動，引導學生認識、感知并理解，關注學生思維的發(fā)展。

● 學習對象分析

本課的學習對象是五年級學生。學生之前已經(jīng)學習過圖形化編程，知道程序設計的三種結構——順序、循環(huán)和分支結構，能夠編寫簡單的程序。通過對前一節(jié)課學生編寫的程序進行統(tǒng)計和分析，了解到全體學生都能運用循環(huán)嵌套編寫程序繪制由正多邊形旋轉得到的圖形，具備了學習本課的基礎。通過問卷調(diào)查可知，絕大多數(shù)學生沒有接觸過圖形化編程中的“過程”。此外，有80%的學生對圖形化編程有較強的學習興趣，而選擇“不太感興趣”的學生的原因是其動作較慢、思維跟不上、不能順利完成全部任務，產(chǎn)生畏難心理。因此，將采用小組討論、同伴互助、教師個別指導等方式開展學習;同時，關注學生思維的發(fā)展，設計了基礎任務、進階任務和挑戰(zhàn)任務，滿足不同學生的需求，讓每一位學生都獲得成功感。筆者所在學校學生能熟練使用平板電腦，因此筆者在“算法與程序設計”單元教學中以iPad為工具，以硬殼編程APP為圖形化編程環(huán)境來組織教學，利用iPad中的“課堂”查看學生屏幕，把握學情，通過Team Model智慧教室系統(tǒng)和電子白板實時展現(xiàn)學習過程與結果，讓思維可見，同時也使得師生、生生的互動交流更加便捷。

● 教學目標

①通過小組討論、交流分享復雜圖形的繪制思路，體驗將大問題分解為小問題的方法，初步學會運用合理的算法形成解決問題的方案。②通過合作探究、小組展示、歸納小結等方式，理解“過程”的概念，掌握創(chuàng)建和調(diào)用“過程”的方法。③通過運用“過程”修改完善程序繪制出較復雜的圖形，理解“過程”的作用，并能將方法遷移到與之相關的問題解決中。

● 教學重難點及對策

重點：創(chuàng)建和調(diào)用“過程”。對策：通過小組討論、實踐探究、動態(tài)演示、歸納總結等多種方式加以突破。

難點：理解“過程”的作用。對策：通過觀察程序、修改程序、變式應用，循序漸進，逐步化解。

● 課前準備

根據(jù)教學內(nèi)容和學生實際，在教學資源方面做如下準備：①學習環(huán)境——Team Model交互系統(tǒng)環(huán)境搭建。②教學軟件——硬殼編程APP、課堂APP（教師端）。

● 設計思路

信息技術課程發(fā)展提出的“四個轉向”，要求教師從關注知識技能的學習轉向關注問題解決能力的發(fā)展，從關注“應用行為”轉向關注“學科思維”。所以，在小學開展編程教育的目的更多的是幫助學生構建起新的思維模式，是“code to learn”而不是“l(fā)earn to code”。因此，筆者在設計本課時，承接前一課并銜接后一課，整合教材中的任務，根據(jù)所在學校學生特點進行了適當處理，以計算機繪圖為學習主題，聚焦問題解決，著眼于思維發(fā)展，引導學生在用計算機程序繪制復雜圖形的問題情境中，經(jīng)歷“分析問題——確定算法——編寫程序——修改完善”的過程，從中感知“由大到小逐層分解，由小到大逐步解決”的方法，并學會創(chuàng)建和調(diào)用“過程”，逐步理解“過程”的概念與作用，使學生在思考中感知，在實踐中體驗，在應用中拓展，在交流中提升。學生如果具備了這樣的思維與素養(yǎng)，在其他程序設計語言的學習中也能很快地遷移應用、創(chuàng)新設計，從而掌握用計算機程序解決問題最一般的方法。

● 學習過程

1.談話導入，引出主題

教師談話：在信息時代，計算機程序能為人類處理很多問題，如繪圖。

教師呈現(xiàn)上節(jié)課的繪圖程序及運行結果，并引出學習主題——用計算機程序繪制復雜圖形。

設計意圖：銜接舊知，引出新的問題，調(diào)動學生情緒，使其快速進入學習狀態(tài)。

2.討論分析，探索方法

（1）小組討論，確定方案

出示圖形：學生觀察圖形，尋找其特點和組成。

小組活動：討論用計算機程序繪制這個圖形的思路，并在iPad上畫出軌跡，通過HiLearing提交到教師端。

（2）交流分享，思維可見

各組代表上臺，講解本小組的繪制方法。

（3）歸納小結，提煉方法

師生共同總結得出解決問題的一般方法：將較復雜的問題逐層分解，轉化成能解決的小問題，再反過來由小到大逐一解決。

設計意圖：小組討論讓學生思維碰撞，相互交流，達成共識;在iPad上標注可以讓思維可見;提交到教師端可以實時把握學習進度，通過交流分享發(fā)現(xiàn)不同的解決方案，組間相互學習與促進。引導學生進一步歸納梳理出解決問題的一般方法，為后面的學習做好鋪墊。

3.實踐探究，認識“過程”

（1）激活舊知，解決子問題

出示基礎任務（如下頁圖1），同桌討論完成。請一組同桌上前分享：一位學生繪制角色運動軌跡;一位學生編寫對應子問題的程序。