指向?qū)W科育人價值的高中編程教學(xué)實踐研究

湯佳寧

【摘 要】本文以項目學(xué)習(xí)的方式開展編程教學(xué)，以登虞山為主線，設(shè)計有愛有趣有意義的小項目貫穿整個活動，深度挖掘高中信息技術(shù)學(xué)科獨特的育人價值。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；教學(xué)實踐；育人價值；編程

【中圖分類號】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）05-061-03

立德樹人是教育的根本，目的是培養(yǎng)有品德的人才。教師在開展高中信息技術(shù)編程教學(xué)中要注重學(xué)生道德品質(zhì)方面的教育，培養(yǎng)學(xué)生正面的、向上的學(xué)習(xí)態(tài)度和生活態(tài)度——珍惜當(dāng)下的學(xué)習(xí)時光，掌握未來、建設(shè)祖國、創(chuàng)造美好生活。

前端分析，關(guān)注核心素養(yǎng)，建構(gòu)育人目標(biāo)

教材分析：本課是教育科學(xué)出版社高中信息技術(shù)必修1“數(shù)據(jù)與計算”第二單元“條件循環(huán)”中的內(nèi)容，學(xué)生在此項目之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)中的計數(shù)循環(huán)等內(nèi)容，本項目是以上內(nèi)容的下一個知識點。本項目的主題是“登虞山 攀高峰”，內(nèi)容主要以條件循環(huán)為重點，圍繞登虞山展開，培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈的精神。

學(xué)生分析：學(xué)生通過之前的學(xué)習(xí)，基本掌握了程序設(shè)計語言Python的相關(guān)知識，對運算符與表達(dá)式、賦值語句、輸入和輸出語句有一定的基礎(chǔ)，具有一定的編程能力。在生活中，高中生學(xué)業(yè)壓力較大，一定程度上影響了學(xué)生的身心健康水平，那么如何上好每一節(jié)課，既能幫助學(xué)生有效減緩壓力，又能傳授學(xué)科知識，這是教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時要重點考慮的因素。因此，本項目設(shè)計教師帶領(lǐng)學(xué)生登虞山，讓學(xué)生放松身心、舒緩壓力，同時在沿途尋訪虞山的名勝古跡，這不僅能增長學(xué)生的見識、開拓學(xué)生的眼界，也能提升學(xué)生的身體素質(zhì)。

教學(xué)結(jié)合點：本項目通過三個小項目分別計算登山的步數(shù)、時間和消耗的能量，讓學(xué)生了解條件循環(huán)的作用、基本格式、循環(huán)條件、循環(huán)體、循環(huán)過程等，同時關(guān)注學(xué)生的信息核心素養(yǎng)和身體素質(zhì)的培養(yǎng)。通過設(shè)計“找一找”“改一改”“填一填”等項目，增加教學(xué)的生動性和趣味性；又通過設(shè)計“書籍超虞山”項目，進(jìn)一步關(guān)注學(xué)生人文素養(yǎng)，充分挖掘信息技術(shù)學(xué)科的育人價值。

情境探究，聚焦核心素養(yǎng)，開發(fā)育人項目

1.情境創(chuàng)設(shè)，引入項目

本項目以明代沈玄的詩《過海虞》引入。詩中名句“七溪流水皆通海，十里青山半入城”是常熟虞山高臥，曲水經(jīng)流，山水相和的真實寫照。教師再把虞山山頂風(fēng)貌以圖片的形式呈現(xiàn)出來，給學(xué)生以視覺上的沖擊，使之感受虞山之美?！哆^海虞》詩中的“海虞”“琴川”是常熟的別稱，這首詩是作者對常熟城的所見所感，是對常熟秀麗風(fēng)景的贊美，也是對常熟深厚文化底蘊的贊嘆。

本項目介紹了常熟的名勝古跡，有言子墓、虞山門、維摩山莊、劍門，這四處景點是從虞山山腳到虞山山頂沿途的景點，更是常熟歷史文化的代表。根據(jù)四處景點確定登山路線，這將是對學(xué)生體力、耐力和毅力的一項考驗。

過程解析：通過《過海虞》這首詩的解讀，學(xué)生初步感受常熟這座城市的秀美風(fēng)景和歷史文化。通過讓學(xué)生看一看、品一品生活中真實的名勝古跡，加深對虞山文化的感知和理解，同時確定登山路線也是為突出活動主題作鋪墊。

2.“找一找”項目：登山第一程

登山第一站將從言子墓出發(fā)到虞山門，兩地相距大約750米，按照人們的正常行走規(guī)律1步長大約60厘米，需要計算這段路程的步數(shù)。教師給出下面一段正確的程序，請同學(xué)們分析每行語句的含義。

#第一站：言子墓到虞山門大約750米，60厘米1步。

#請你計算這段路程的步數(shù)。

s=0? ? #表示路程

n=0? ? #表示步數(shù)

while s<750*100：

s=s+60

n=n+1

print（'言子墓到虞山門的步數(shù)為'，n，'步'）

學(xué)生圍繞提出的問題進(jìn)行分析，把程序分為三部分：（1）第1、2行為賦值語句；（2）第6行為輸出語句；（3）第3、4、5行是本課的主要知識點，學(xué)生通過課本自學(xué)了解條件循環(huán)結(jié)構(gòu)。

教師提出問題：“這里為什么使用條件循環(huán)？”，引發(fā)學(xué)生思考得出條件循環(huán)的適用范圍：一般用于循環(huán)次數(shù)未知的情況。在這里，這段路程的步數(shù)為未知的情況，因此使用條件循環(huán)更合適。通過“找一找”項目了解條件循環(huán)中的變量、循環(huán)條件、循環(huán)語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)，再通過演繹推算變量的變化從而了解循環(huán)過程，最終得出登山第一段行程需要行走的步數(shù)。

過程解析：針對登山第一段行程，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注求解的問題，引發(fā)學(xué)生的思考和探究。讓學(xué)生在“找一找”項目中，了解條件循環(huán)的相關(guān)知識，發(fā)現(xiàn)登山過程中的步數(shù)是可計算的，與步長、行程有關(guān)。通過“找一找”項目的學(xué)習(xí)活動，有利于提升學(xué)生的信息核心素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和身體素質(zhì)。

3.“改一改”項目：登山第二程

登山第二程將從虞山門出發(fā)到維摩山莊，兩地相距大約1.7千米，步長大約50厘米1步，用時0.5秒，需要計算這段路程的步數(shù)和時間。教師給出下面一段錯誤的程序，請同學(xué)們?nèi)バ薷某绦颉?/p>

#第二站：虞山門到維摩山莊大約1.7千米，50厘米1步，0.5秒1步。

#請你計算這段路程的步數(shù)、用時。

s=0? ? ? #表示路程

n=0? ? ? #表示步數(shù)

t=0? ? ? #表示時間

whiles<1.7

s=s+50

n=n+1

t=t+0.5

print（'虞山門到維摩山莊的步數(shù)為'，n，'步'）

print（'虞山門到維摩山莊的用時'，t，'分鐘'）

學(xué)生根據(jù)提出的問題，對條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析思考，通過“改一改”項目發(fā)現(xiàn)有如下錯誤之處：（1）循環(huán)條件語句表達(dá)不正確，未將單位千米轉(zhuǎn)換成厘米；循環(huán)條件格式不正確，缺少冒號；（2）循環(huán)體沒有縮進(jìn)；（3）輸出時間不正確，未將單位秒轉(zhuǎn)換成分鐘。經(jīng)過三處錯誤的修改，學(xué)生能夠成功運行程序，逐步掌握了條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法。

過程解析：針對登山第二站，由于體力原因步長會變短，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)求解問題分析。讓學(xué)生通過“改一改”項目，逐步掌握條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)。步數(shù)和時間會隨著路程、步長的變化而變化，登山過程更是對學(xué)生體力和耐力的考驗，又一次提升了學(xué)生的信息核心素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和身體素質(zhì)。

4.“填一填”項目：登山第三程

登山第三站將從維摩山莊出發(fā)到劍門，兩地相距大約2千米，步長大約40厘米1步，用時0.5秒，登山1小時消耗能量為500千卡，需要計算這段路程的步數(shù)、時間和消耗的能量。教師給出一段程序框架，請學(xué)生去完善程序。

#第三站：維摩山莊到劍門大約2千米，40厘米1步，0.5秒1步，登山1小時消耗能量為500千卡。請計算這段路程的步數(shù)、用時和消耗的能量。

s=0? ? #表示路程

n=0? ? #表示步數(shù)

t=0? ? #表示時間

Energy=0? ? #表示能量

while ———————：

s=———————

n=———————

t=———————

Energy=———————

print（'維摩山莊到劍門的步數(shù)為'，n，'步'）

print（'維摩山莊到劍門的用時'，————————，'分鐘'）

print（'維摩山莊到劍門消耗的能量'，———————，'千卡'）

學(xué)生根據(jù)提出的問題，分析問題進(jìn)行“填一填”項目：（1）第一空填寫內(nèi)容為“s<2*1000*100”，表示循環(huán)條件，當(dāng)?shù)巧剿凶叩穆烦绦∮?千米時，將一直進(jìn)行循環(huán)；（2）第二空填寫內(nèi)容為“s+40”，表示累計登山所行走的路程長度；（3）第三空填寫內(nèi)容為“n+1”，表示累計登山所行走的步數(shù)；（4）第四空填寫內(nèi)容為“t+0.5”，表示累計登山所用的時間；（5）第五空填寫內(nèi)容為“Energy+500/3600/2”，表示累計登山所消耗的能量；（6）第六空填寫內(nèi)容為“t/60”，表示輸出的時間，單位為分鐘；（7）第七空填寫內(nèi)容為“Energy”，表示輸出消耗的能量，單位為千卡。經(jīng)過七處填空的完善，學(xué)生能夠成功地運行程序并得出相應(yīng)結(jié)果，進(jìn)一步掌握了條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法。

過程解析：針對登山第三站，由于體力原因步長會變得更短，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)求解問題進(jìn)行分析。讓學(xué)生通過“填一填”項目，進(jìn)一步掌握條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)，步數(shù)、時間和消耗的能量會隨著路程、步長的變化而變化。登山過程更是對學(xué)生體力、耐力和毅力的考驗，再一次增強(qiáng)了學(xué)生的信息核心素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和身體素質(zhì)。

5.提升項目：書籍超虞山

虞山位于蘇州市常熟市，最高峰海拔263米，地處于北亞熱帶邊緣，氣候溫和，四季分明，景色宜人。假如每天閱讀2本3厘米的書籍，那么需要閱讀多少本書籍，用多少年才能超過這座山的最高峰？（提示：用條件循環(huán)中while語句解決問題，一年用365天計算）學(xué)生根據(jù)問題要求進(jìn)行分析思考并完善下面程序。

#虞山最高峰海拔263米，假如你每天閱讀2本3厘米的書籍。

#那么你要閱讀多少本書籍，用多少年才能超過這座山的最高峰？

h=0? ? ?#表示高度

day=0? ?#表示天數(shù)

book=0? #表示書的數(shù)量

while h———————：

book=———————

day=———————

h=———————

print（'你需要閱讀'，———————，'本'）

print（'你需要用時'，———————，'年'）

（1）第一空填寫內(nèi)容為“<=263*100”，表示循環(huán)條件，當(dāng)閱讀的書籍高度小于等于263米時，將一直進(jìn)行循環(huán)；（2）第二空填寫內(nèi)容為“book+2”，表示累計閱讀的書籍?dāng)?shù)量；（3）第三空填寫內(nèi)容為“day+1”，表示累計閱讀書籍的天數(shù)；（4）第四空填寫內(nèi)容為“h+2*3”，表示累計閱讀書籍的高度；（5）第五空填寫內(nèi)容為“book”，表示輸出閱讀書籍的數(shù)量；（6）第六空填寫內(nèi)容為“day/365”，表示輸出的時間，單位為年。經(jīng)過六處填空的完善，學(xué)生完全能夠運用條件循環(huán)解決生活中的相關(guān)問題。

過程解析：“書籍超虞山”項目從讀書入手，學(xué)生在這一階段進(jìn)行廣泛閱讀，不僅能夠增加自身的知識積累，也能夠豐富自身的人生閱歷，更是拓寬自身的人生廣度。按照程序所運行的最后結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)需要12年的時間閱讀書籍才能超過虞山的高度，這階段正是學(xué)生大好的讀書時光。俗話說：“行萬里路，讀萬卷書”。該項目一方面鍛煉學(xué)生的身體素質(zhì)，另一方面也能夠讓學(xué)生增長見識。通過這個項目活動，讓學(xué)生完全掌握條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法，同時培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈的精神。

總結(jié)延伸，關(guān)注人文素養(yǎng)，挖掘育人價值

教師和學(xué)生共同回顧本項目所學(xué)的知識點，總結(jié)條件循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法，包括循環(huán)條件、循環(huán)語句、循環(huán)格式、循環(huán)過程、適用范圍、while語句的使用方法等。然后觀看視頻“虞山之美”，讓學(xué)生感受常熟這座城市的美、虞山的美，再一次領(lǐng)略常熟的秀美風(fēng)景。最后，以東晉時期葛洪的至理名言“志堅者，功名之柱也。登山不以艱險而止，則必臻乎峻嶺?！苯Y(jié)束本節(jié)課。希望學(xué)生在今后的生活和學(xué)習(xí)中，能夠不懼困難、堅持不懈、勇往直前，登上心目中的人生最高峰。

過程解析：復(fù)習(xí)回顧，梳理總結(jié)。通過觀看視頻，讓學(xué)生感受虞山之美，也在登山的過程中培養(yǎng)學(xué)生勇克困難、堅持不懈的精神和積極、樂觀、有為的人生態(tài)度。

作者單位：江蘇常熟市滸浦高級中學(xué)

編? ?輯：馮安華