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“循环结构的程序”典型教学设计研究

焦作市第二十中学 张媛媛

【课程分析】
程序设计是教学中的难点，循环结构是其中的一种设计结构，其作用是使一段程序反复执行。《循环结构的程序》一节安排在顺序结构、选择结构的程序之后，是本章的一个重点也是难点。
循环语句相对于顺序结构、选择结构的程序来说较复杂。FOR—NEXT语句是循环运算的专家，在程序设计中频繁出现。本节课的学习会使学生对算法有一个更深刻的理解，为实现独立编程起到了关键性作用，同时也能更好的培养学生的创新、逻辑思维等综合能力。
【学情分析】
八年级学生活泼可爱，想象力丰富，但他们的理解能力有限，而这节课涉及的循环语句较抽象，难理解，因此尽可能使用流程图与程序、理论与实践相结合的方法，由浅入深，逐步理解并掌握。因为之前学生学习过顺序结构、选择结构的程序，对编程有一定的基础，所以在讲述循环结构的程序时，可以让学生亲身体验，自己分析问题，确定算法，画出流程图，总结出通用表达式，引导学生分析FOR—NEXT循环语句，灵活运用循环语句，编写程序，解决实际问题，加深学生对循环结构程序的理解，使学生在轻松、愉快中掌握本节课的内容，达到较好的教学效果。
【设计思路】
“不愤不启，不悱不发”，教师要充分发挥引导作用，“开其意”、“达其辞”，创设一种最佳的教学情景，促使学生变得“心求通”，“口欲言”。 作为一节程序设计课，内容较抽象，如果按照传统的教师讲、学生听的方式，学生就很难理解，更谈不上应用与实践了。所以我根据本节课教学内容，结合诱思探究理论，充分调动学生参与教学的积极性，激发兴趣，诱导思维，自主探究。
本节课采用“诱思探究教学法”，注意教师为引导，学生为主体。侧重于学生的“思考”、“合作”、“探究”、“运用”，在教师导向性信息诱导下，学生亲身体验、独立思考、自主探究、合作交流，充分实现“体验为红线、思维为主攻”的理念。设计了三个认知层次：一、实践探究，整体感知。以游戏导入，激发兴趣，在游戏中亲身体验，促进学生对循环的探究。二、自主合作，探究新知。通过大量实例引导学生分析相应循环现象，找出规律，建立数学模型，确定算法，列出通用表达式，画出流程图，尝试编写、调试相关程序等。三、知识迁移，学以致用。注重理论联系实践，鼓励学生灵活运用所学知识，解决生活实际问题，感受知识应用的价值，提高上机实践、逻辑思维、创新能力。
自制多媒体课件，借助多媒体，增强教学的直观性，激发学习兴趣，提高课堂效率。使用实物投影仪，迅速展示学生作品，便于相互讨论、点评，不断进步提高。
【学习目标】
1、 掌握循环结构流程图的画法。
2、 掌握FOR—NEXT语句的基本结构，循环结构程序的设计方法。
3、 灵活运用循环结构解决生活实际问题，提高逻辑思维能力、创新能力。
【教学流程】
一、实践探索，整体感知
（一）亲身体验，激情导入
【课件投影】《搬运小球》游戏。
准备若干小球，请学生把小球由一处搬到另一处，循环往复，直到小球搬运完。
在游戏中，除了快乐，你还感受到了什么？请同学们积极体验，并进行认真思考、讨论。
（设计意图：游戏是每个学生的最爱，在《搬运小球》游戏中，学生积极参与，亲身体验，唤起学生的探究意识。）
（简要实录：师生共同做游戏，激情导入，课堂气氛顿时活跃，学生在游戏中积极体验，感受循环，并进行认真思考、讨论。）
（二）实践探索，体验感知
【课件投影】感受循环，列举一些日常生活中关于循环的例子。
我们生活中还有哪些关于循环的实例？可以在小组内讨论。列举的越多越好，比赛一下，看哪个组列举的最多。
（设计意图：结合生活经验，深入体验，理解循环。）
（简要实录：学生根据自身体会，积极讨论交流，举例理解循环。如：季节（春夏秋冬）、月份（1月～12月）、星期（星期一～星期天），人造地球卫星的运动，红绿灯的显示，某些数学运算：1+2+3+4+……10（累加），1*2*3*4*……10（累乘）等等。）
二、自主合作，探究新知
（一）细致分析，寻找规律
【课件投影】如果要求出1到100这100个数的算术平方根，就得写出100条类似的语句吗？还有上节课我们计算铁路托运行李费的程序，若要计算100件行李的托运费，同样的语句要写出100次吗？能不能简化？怎么简化？请小组讨论，尝试看能否找出通用表达式。
（设计意图：引导学生对循环现象进行分析归纳，找到其规律。）
（简要实录：针对以上问题，教师相机诱导，学生体会、分析、理解，逐步找到其通用表达式，为后面的学习做好准备。）
（二）举例说明，层层深入
【课件投影】例1、输出自然数1到100的算术平方根。
通用的表达式：PRINT SQR（i）其中i=1，2，3，…，100每次递增1。
比比看谁是勇敢的挑战者，第一个编写出程序并上机调试运行成功。以小组为单位，可以相互讨论，查阅资料。
（设计意图：让学生感受到采用循环语句，能把复杂的问题简单解决，激发他们的学习探究兴趣。）
（简要实录：引导学生分析、思考找出其重复语句，用一条通用的表达式表示出来，并写出相关程序。
老师先不讲FOR－NEXT语句的格式和用法，要求学生根据刚才的分析，进行推测、猜想：
（1）i=______TO______STEP 1 （2）把FOR－NEXT语句的标志嵌入
PRINT SQR(i) FOR i=1 TO 100 STEP 1
PRINT SQR(i)
NEXT i

以小组为单位，可以相互讨论交流，自己尝试编写程序并上机调试运行。对于优秀小组给予表扬。）
（三）认真分析，形成概念
【课件投影】结合上机实践，阅读课本有关内容，认真分析，形成概念。
鼓励学生再次认真阅读课本，深入理解概念。可以结合所编写的程序和上机调试情况，细心体会，更好的理解掌握相关概念。
（设计意图：以体验为基础，充分发挥学生的积极性，自主探究，更好的理解掌握相关概念。）
（简要实录：学生亲自写程序并上机实践，认真阅读课文，做出分析，形成概念。）
【课件投影】FOR—NEXT语句的格式如下：
FOR<循环变量>=<初值>TO<终值>[STEP<步长>]
<循环体>
NEXT <循环变量>

（四）自主探究，画流程图
【课件投影】画流程图。
画流程图需要注意什么？以小组为单位，可以查阅资料，相互讨论交流。
（设计意图：使用程序与流程图相结合的方法，由浅入深，层层深入，让学生体会运用循环语句的好处，激发他们学习、探究的兴趣）
（简要实录：鼓励学生自主探究，画出循环语句FOR—NEXT流程图，可以相互讨论交流，教师相机诱导。）
【课件投影】循环语句FOR—NEXT流程图
开始
循环变量=初值
循环变量超过终值？
执行循环体
循环变量=循环变量+步长
是
否
结束

（五）积极思考，提炼关键
归纳出“循环次数与初值，终值与步长之间的数学关系”，“循环结束后i的值”，“循环体”等要素，引导学生加深对循环语句的理解。
用FOR—NEXT语句实现循环，关键要做好什么呢？大家积极思考，自主探究，可以相互讨论。
（设计意图：加深学生对循环语句的理解，能运用循环语句编写程序，解决实际问题。）
（简要实录：学生自主探究，分析FOR—NEXT循环语句在例1程序中的执行过程，以小组为单位，上机实践，互提意见，不断修正、完善，找出规律，加深理解。教师进行指导。）
【课件投影】FOR—NEXT循环语句在例1程序中的执行过程：
流程图：
结束
开始
i=1
判断i>100
执行PRINT SQR(i)
i=i+1
否
是

学生经过思考、 讨论和实践，归纳总结出：
FOR—NEXT语句实现循环结构，关键要做好三点：
1、提炼循环体。
2、确定循环变量和步长。
3、确定初始值和终止条件。
（六）深入探究，加深理解
【课件投影】例2、求s=1+2+3+…+99+100的值。
仔细观察题中加数的变化，看有什么规律，能否试着归纳出递推公式？可以相互讨论交流。
（设计意图：借助“累加器”突破难点，理解s=s+i的含义和i的变化。）
（简单实录：以小组为单位，相互讨论交流，归纳出递推公式，尝试设计程序并上机调试运行。题中加数的变化是有规律的，我们可以用步长值为1的循环来得到这100个数，再将它们累加到变量s，为此需要先将s的值置为0。）
递推公式： s1=1
si=si-1+i ( i=2,3,…，100)
注意：
1、“s=s+i”的作用是将赋值号右边表达式“s+i”的值赋给赋值号左边的变量“s”。
2、赋值号“=”与数学中的等号意义不同。
s=s+i
结束
开始
s=0,i=1
判断i>100
i=i+1
否
是
输出s
3、赋值号“=”右边的变量“s”表示前一步累加所得的和，赋值号“=”左边的“s”表示该步累加所得的和。
流程图：

三、知识迁移，学以致用
（一）灵活应用，能力扩展
【课件投影】小球从100米高空落下，落地后反复弹起，每次弹起的高度都是上次高度的一半。编程求此球第10次落地后弹起的高度和小球经过的路程。
联系现实情况，试想小球落地后反复弹起，经历了几个阶段？小球经过的路程如何表示？可以小组讨论，然后组间交流，尝试着画出相应的示意图、流程图，设计出相应的程序。
（设计意图：理论联系实践，运用循环语句，解决生活实际问题，体现其实用价值。是对知识的灵活运用能力的考察，收到学以致用的目的。）
（简要实录：老师设疑、点拨，学生相互讨论交流，结合所学知识，画出相应的示意图、流程图。用实物投影仪展示部分同学作品，其他同学则现场点评修改。同学们根据流程图自己尝试着设计出程序并上机调试运行。）
示意图：
……
·
·
·
100
50
25
0

流程图：
开始
n=1
判断n>10
r=h/2
是
否
h=100,s=0
s=s+h+r
输出h,s
结束
h=r
n=n+1

程序如下：
LET h=100:LET s=0
FOR n=1 TO 10
LET r=h/2
LET s=s+h+r
LET h=r
NEXT n
PRINT “h=”;h,“s=”;s
END
（二）回顾所学，归纳总结
【课件投影】
1、 FOR—NEXT语句的格式
FOR<循环变量>=<初值>TO<终值>[STEP<步长>]
<循环体>
NEXT <循环变量>
2、 循环结构流程图的画法。
请同学们认真思考，归纳总结出本节课的要点。可以上机实践，相互讨论。
（设计意图：学生自由回顾本节课所学内容，进行归纳总结，看看本节课收获了什么，再次体现学生的主体地位。）
（简要实录：学生有的独立思考，有的相互交流讨论，有的上机实践，但都在积极认真的回顾所学，归纳总结。他们各个思维活跃，发言积极，各抒己见，畅所欲言，有不完善的地方，其他同学都及时的进行了补充修改。）
（三）布置作业，拓展应用
【课件投影】学生自己尝试设计程序并上机调试运行。
1、 改正下面求10！的程序。
FOR i=1 TO 10
a=1
a=a*i
NEXT a
PRINT n!=a
END
2、 设计一个程序，求+++…+的值。
大家能否灵活运用所学知识，解决生活实际问题？请完成本次作业，比比看谁做的又快又好。可以上机实践，相互合作交流。
（设计意图：鼓励学生学以致用，亲自上机实践，调试运行程序，在感受成功、喜悦的同时，也有利于培养学生的动手、创新、逻辑思维等能力。）
（简要实录：学生积极认真的完成作业，讨论、交流、查阅资料、画流程图、上机实践，每一步都是那样的专注认真。最后请部分同学将结果投影显示出来，大家共同评价，取长补短。）
课后反思：
程序设计是初中信息技术教学的难点。对于八年级学生，若让他们上网、聊天、打游戏或制作个简单的学生电脑作品，可能都很感兴趣，但若让他们编个程序恐怕就没那么乐意了。编写程序解决实际问题，首先需要分析该问题，提炼出它的数学模型，确定相关算法，然后编写程序，上机调试运行。每一步都需严格谨慎，特别是在编写程序时更要加倍注意，一个字母输错，程序都不能正常运行。而这些复杂的字符组合，一些必须遵守的格式要求，这一切都是那样的枯燥无味，看上去都让人觉得头疼。那么如何上好程序设计课呢？我陷入了沉思，直到我校引入了“诱思探究学科教学论”，我豁然开朗。诱思探究教学试验，让我更深入的理解教学，尤其在诱导学生，发挥学生主观能动性，提高教学效果等方面都受益匪浅。我利用一切课余时间认真学习《诱思探究学科教学论》，积极认真听每一节诱思探究课，思想上重视，行动上积极，不断更新自己的教育理念，提高教学水平。
“诱思教学思想论”指出，处理好教与学的关系是教学的关键；新课标也倡导“自主、合作、探究”的学习理念；“变教为诱，变学为思，以诱达思，育人育才”，这就是现代启发教学的精髓。我要努力学好诱思探究理论，并把它灵活应用到我的每个教学细节中去。
本节课《循环结构的程序》就是其中的一个例子。本节课我采用了一课两上三讨论的具体形式，开展了研究讨论，最终取得了较为满意的效果。
过去上这节课，都是教师反复讲，过分强调注意概念、格式、规则等要素。自以为很扎实，却不知“满堂灌”收效甚微，一节课下来学生似懂非懂，一头雾水。于是这次上第一次课时我也做了些准备，注意让学生多动手操作，多进行实践练习，但引导的却不是很到位。结果发现有相当一部分学生思路模糊、不得要领，课堂效果仍然不理想。我再次认真反思，经过不断摸索，大家讨论，在《诱思探究学科教学论》中我找到了办法。要充分发挥教师的引导作用，以诱达思。不仅仅是单纯创设问题情境，指明了“学什么？”，还要安排好学生如何开展学习活动，指明了“怎么动？”。学生全身心的投入到“自主、合作、探究”的学习过程中，整节课都有声有色，效果俱佳。
本节课内容比较抽象复杂，难以理解，但这难不倒我们。在游戏中学生兴趣倍增，亲身体验，整体感知。通过生活中的具体例子，学生逐步认识、理解、运用循环语句去解决实际问题。努力做到“以认知要素为红线，积极落实三个贯穿要素”的教学思想，不断激发情意，诱导思维。运用多媒体，实物投影仪等辅助教学，充分发挥教师的引导作用，激发学生的主观能动性，全面实现学生的主体地位。在自主、合作、探究的过程中，注重培养学生分析问题、解决问题、动手实践、开拓创新等多方面的能力。
整节课，学生思维活跃，积极性高，始终保持了较高的参与度。在诱思探究中积极思考，踊跃发言，上机实践，合作交流。课堂成了学生展示个性，探究知识的舞台。
张教授虽年逾古稀，但仍痴心教育教学研究，我被张教授的精神深深打动了。作为一名青年教师，我应以百倍的努力，深入学习《诱思探究学科教学论》，努力提高自己的教学能力。尤其是在如何激发学生的学习兴趣，如何使学生在教师导向性信息诱导下实现真正意义的学等方面多下功夫。“师者，所以引路，开窍，促进也；学者，所以体验，探究，创新也。”我会时刻铭记在心并灵活应用于教学实践，沿着诱思探究的路子，勇往直前。
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