信息的编程加工—用编程方法画函数图像（教育科学出版社）[上学期]

信息的编程加工
——用编程方法画函数图像
一、案例背景信息
１．模块：高中信息技术基础
２．年级：高中一年级
３．所用教材版本：（请在教材版本前的括号内打“”）
（ ）教育科学出版社 （ ）中国地图出版社 （ ）广东教育出版社
（ ）浙江教育出版社 （ ）上海科教出版社
４．学时数：
非上机时间　　20　　分钟，上机操作时间　　25　　分钟
二、教学设计
教学目标
让学生亲身感受计算机程序解决问题的过程，了解用高级语言编程工具解决问题的基本方法，感悟计算机程序设计的思想，了解计算机程序设计的基本流程，激发学生对信息技术的求知欲，提高其学习兴趣，形成积极主动学习信息技术的态度，将信息技术应用到其它学科而解决其问题的方法，同时引导学生了解更多有关程序设计的基本知识，以及学习选修课程《算法与程序设计》的兴趣。
（二）内容分析:
教材分析：
本节的作用和地位：
用计算机程序解决问题，是信息加工和处理的一种重要手段，是人们把现实世界的任务转换成计算机可以直接识别并执行的指令代码。通过学习本节内容，
让学生了解到计算机是在人们的具体指令之下解决实际问题的，计算机程序是一
组操作指令或语句序列。以往使用过的工具软件事实上也是一种计算机程序，只不过那是别人已经编写好的，可以在计算机上直接使用的工具软件而已。
通过操作和剖析已经编好的计算机程序，在解决实际问题中分析并了解其工作过程，这种通过问题分析并形成算法再利用计算机程序解决问题的思路和做法，对学生解决问题的时候有很大的帮助。
本节主要内容介绍
本节课的内容结构是：教师执行一个画二次函数y=x2的图像的小程序，让学生了解计算机程序的工作过程，通过解剖这段程序让学生了解程序设计的基本流程。在学生练习中，将源程序给学生，让学生运行程序亲身感受计算机程序解决问题的过程，在次基础上对源程序进行修改，而画出其它函数的图像。
3、重点难点分析：
（1）教学重点：
在高级语言环境中操作执行一段简单的实用计算机实用程序代码，了解其工作过程
（2）教学难点：
解剖程序，了解其结构组成和具体作用，认识计算机程序设计的基本流程
（三）学生分析
我校高一年级学生在进校后我们作过简单调查，在信息技术学科中有5%左右的学生是“零起点”，还有30%的学生虽非“零起点”，但对以前学过的知识掌握的较差。因此，在教学设计中用了画函数图像的程序，而没有用书上的程序，就是从学生的认知特点和学生已有的知识经验及能力水平出发，通过学生在数学课中已掌握的画函数图像的方法和步骤，自然的引导到计算机画函数图像的方法和流程。这样更符合学生的认识特点，引入课题更加自然，说明问题更加清楚，同时简化了“算法”和简化了程序。
（四）教学策略设计
教学方法设计
在教学中选用了学生熟悉的画函数图像的例子，通过学生总结数学课中画函数图像的方法和步骤，引导出计算机解决问题的方法和步骤，即“算法”。教学中采用了“活动式”、“启发式”、“探究式”等教学模式
在教学设计中安排大量的尝试性、探索性的活动，引导学生积极主动地完成学习任务。逐步建立起自主性和研究性的学习模式，从而更加突出学生在教学过程中的主体地位。教学中还安排大量的实践性、操作性的内容，使学生在具体活动中理解信息技术的基本知识，掌握信息处理的基本技能，并能够灵活应用到学习和生活中。
2．关于教-学流程和教-学活动的设计思路
3．学生上机操作安排和教师应用信息技术的情况
（1）学生上机操作的任务和目标；教师应注意哪些方面的巡视指导？
由于学生信息技术水平参差不齐，学生上机练习采用分层的任务和目标， 将学生按是否是“零起点”分为A类和B类。
A类：运行程序，看运行结果，亲身感受计算机程序解决问题的过程，懂得计算机程序设计的基本流程
B类：在A类的基础上，能修改源程序画出其它函数的图像
教师应注意学生是否正确的运行了程序，看到了运行结果；学生在修改源程序时，函数表达式写的是否正确。
（2）教师计划使用哪些设备、软件、课件或资源？
本节课的教学在多媒体机房进行，需要多媒体广播系统，投影等设备，学生机应装有VB软件，另外还有教师为教学设计的课件及教材配套的教学素材等资源。
三、教与学的实际过程描述
1．教与学的过程描述
教学阶段及所用时间 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查 信息技术的应用
引入课题（2分钟） 执行几个画函数图像的小程序，让学生看程序运行的过程。 看程序运行过程 看是否引起了学生的兴趣 运行几个小程序
提出问题（2分钟） 数学课中是如何画函数图像的？ 学生总结出数学课中画函数图像的方法和步骤 听学生的回答，了解学生对数学课中所学的画函数图像的方法和步骤掌握的如何，
剖析程序（10分钟） 剖析程序，了解其结构组成和具体作用，懂得计算机程序设计的基本流程 师生互动，了解程序结构组成和具体作用 观察学生，看其能否与教师互动，跟上教师的思维 用幻灯片
上机练习（17分钟） 辅导学生上机练习 运行程序，亲身感受计算机程序解决问题的过程，修改源程序，画出其它函数图像。 辅导学生上机练习，观察学生谁做出了好的作品和修改源程序时出现的错误 用投影将y=x2的源程序打在屏幕上
评价交流（3分钟） 对好的作品进行评价，对出现错误进行分析 相互交流 观察学生，看其对自己的作业是否满意，是否有成就感 多媒体广播
总结（2分钟） 和学生一起总结计算机编程解决问题的过程 和教师一起总结 看学生在老师的引导下能不能自己总结出来 用幻灯片
感悟（1分钟） 让学感悟编程的过程，是不是就像跟计算机话一样 学生感悟 观注学生，看他们能感悟出什么
提升（8分钟） 运行一个实用（教材配套光盘上的）程序，让学生对程序解决问题有更深的了解。 学生自己运行教材配套光盘上的实用程序，更深的感受程序解决问题的威力。 观察学生，看其运行了好多实用程序后，有什么反应 运行教材配套光盘上的实用程序
2、关键环节提炼
引入：
借助高一年级学生正在学习函数图像知识的背景，从演示画学生熟悉的y=x2函数图像程序入手，能立即唤起学生求知欲望，产生学习兴趣。
（2）剖析：这一环节的流程如图所示：
学生在数学课上用描点法画函数图像的方法、步骤体现的数学思维是计算机程序设计的基础，我利用对比的方法，从人机对话的角度，逐句剖析计算机画二次函数y=x2的图像的程序（见程序剖析实例），让学生了解其结构组成和具体作用，懂得计算机程序设计的基本思想：按照人类解决问题的思维方法，进行人机对话。计算机能够听懂的“话”，就是我们输入的命令。这样，就有利于消除计算机编程的神秘感，激发学生学习计算机编程的兴趣。
程序剖析实例：
Private Sub Command1_Click() ‘事件
Dim x, y As Single ‘定义变量
Picture1.Scale (-10, 25)-(10, -25) ‘定义坐标系
Picture1.Line (-10, 0)-(10, 0), RGB(0, 0, 255) ‘画横坐标轴
Picture1.Line (0, 25)-(0, -25), RGB(0, 0, 255) ‘画纵坐标轴
‘描点画函数图像
For x = -5 To 5 Step 0.0001
y = x ^ 2
Picture1.PSet (x, y), RGB(255, 0, 0)
Next x
End Sub
在这个环节中，我没有采用教材中用冒泡排序法解决“100米决赛成绩排序问题的实例，这是基于两方面的考虑：其一，宁夏处于西部欠发达地区，信息技术教育，特别是计算机语言的学习相对滞后，大部分学生在初中没有接触过计算机语言，还有一部分学生是“零起点”；其二,用“冒泡排序法解决100米决赛成绩排序问题”的程序设涉及循环语句、条件语句、循环嵌套等知识，需要的课时多，作为实例剖析难度较大，可能会使学生产生计算机程序难学的负面效应。选用了学生在数学课中刚刚学过，比较熟悉的画y=x2 二次函数图像作为实例，学生容易理解，易于接受。通过教师剖析，学生在熟悉的情景中轻松学习了计算机程序设计的思想，感悟到用计算机程序解决问题的魅力。
（3）体验：教材中安排了“编程实现”一个小节让学生经历和体验程序设计的过程，其“界面设计”、“代码编写”、“调试运行”三个环节非常好。我结合学生的实际情况，仍以 画y=x2 二次函数图像作为主题，组织学生实施上述三个环节的学习、体验。首先将引入课题时运行的几个画函数图像的小程序提供给学生们，让其观看界面的设计，程序的代码，然后运行程序，在此基础上修改源程序代码，设计界面，画出其它函数图像，亲身感受计算机程序解决问题的过程。
（4）评价和交流：在整个教学过程中，都注重师生间、生生间的交流互动。如，我在剖析程序时，要求学生与用数学方法解决同类问题比较，在“编程实现”过程中，教师进行有目的的分层指导，让完成“任务”的学生通过“广播教学”给其他同学做示范，并介绍经验、体会，教师及时进行点评，其他同学提出补充或修改意见。通过交流互动，实现知识“共享”，共同体高。
（5）总结提升：在“编程实现”的基础上，让学生自己运行教材配套光盘上的实用程序，教师引导学生讨论，使学生认识到用计算机编程可以帮助我们解决很多的问题：不但能解决画函数图像这样的小问题，还能解决更大更复杂的问题，如office就是用VB开发出来的，更深刻的感受程序解决问题的魅力。认识到计算机解决问题和人解决问题一样需要有清晰的解题步骤。而对于计算机而言，这种解题步骤就称为算法
计算机编程解决问题的过程
四、教学反思
1、教学设计
本节课在教学过程中，紧扣课标，从学生的认识特点和实际能力出发，没有用教材提供的例子，而用教师自己设计的例子——画函数图像，通过学生在数学课中已掌握的画函数图像的方法和步骤，自然的引导到计算机画函数图像的方法和流程。这样引入课题自然、清楚，更重要的是简化了“算法”和简化了程序，课堂效果较好，达到了课标的要求。部分学生下课后便找老师借VB光盘，说到家里去安装，对编程产生了极大的热情。在处理教材时，本人曾经很惶惑，也很忧虑，怕这样处理别人会说你脱离教材，后来，这节课作为公开课在全区信息技术研讨会上讲时，受到了学生的欢迎和听课老师的高度评价，信息技术课标组组长李艺老师听完这节课后点评了这节课，给了极高的评价，对这节课的设计大加赞扬，也提了很多宝贵的意见。
本节课的教学我感到最为成功的地方是，以学生为本，紧扣课标，教材处理恰当，通过运行画函数图像的小程序抓住学生的视线，通过学生熟悉的“描点法”画函数图像引入课题，通过数学课中画函数图像的方法步骤引入“算法”的概念，通过剖析程序让学生了解编程解决问题的方法和步骤，通过学生上机实践，亲身感受计算机编程解决问题的过程，通过学生感悟编程的过程，感受到编程就像跟计算机对话一样，通过运行配套光盘上的实用程序，使学生更深的感受到程序解决问题的魅力。教学中采用了“活动式”、“启发式”、“探究式”等教学模式。
2、分层教学的实施
教学中采用了分层教学，对不同的学生有不同的要求，“零起点”学生能运行程序，看运行结果，亲身感受计算机程序解决问题的过程，懂得计算机程序设计的基本流程，“非零起点”的学生在“零起点”的基础上，能修改源程序画出其它函数的图像。这样所有的学生都能达到课标的要求，每个学生在自己的基础上都有所提高。
3、感悟和提升
在教学中教师让学生感悟程序设计的过程就像干什么活动一样，好多学生都能感悟出像对话一样，这正是程序设计的“精髓”。教师告诉学生编程不但能解决画函数图像这样的小问题，还能解决更大更复杂的问题，你们现在所用的office就是用VB开发出来的，你们以前所学内容主要是在应用别人开发的程序，如果有一天你能开发出程序让别人使用，那么你的计算机水平将上一个台阶，你自己也很有成就感。
不足
这节课内容较多，学生交流的时间较少，对学生作品的评价也很潦草。
五、教学资源和参考资料
中华人民共和国教育部.普通高中技术课程标准（实验）. 北京：人民教育出版社，2003.4。
广东基础教育课程资源研究开发中心信息技术教材编写组.信息技术(必修)信息技术基础.广东教育出版社,2004.7。
广东基础教育课程资源研究开发中心信息技术教材编写组.信息技术(必修)信息技术基础.教师教学用书.广东教育出版社,2004.7。
高级中学课程标准实验教科书.信息技术基础(必修).教育科学出版社.2004
附：学生学习过程及典型成果
【对应的课标知识点】计算机程序解决问题的一般过程；计算机程序设计的思想和基本流程
【知识点的相互衔接】与高中“算法与程序设计”模块衔接
【本课教学法提点】针对学生起点水平低、个别差异大的教学处理策略；在相对有限的课时内，帮助学生理解程序等抽象复杂内容的教学策略
一、如何处理学生起点水平低、个别差异大的教学困难？
高中一年级学生信息技术学习方面的起点水平参差不齐、个别差异非常突出，这一问题已经成为横亘在所有高中信息技术教师面前最突出、最普遍的困难，黄老师的这节课为解决这一突出问题提供了非常值得借鉴的思路。黄老师课前对本校学校在信息技术方面的起点进行了调查分析。在此基础上，黄老师发现教材中供学生剖析的程序相对于信息技术总体水平不高的西部学生来说语句过多、难度过高，可能会给学生的体验造成额外的认知负担。鉴于此，黄老师放弃了教材提供程序实例，将其替换为画二次函数的小程序，因为学生刚刚在数学课中学习了二次函数，相对熟悉这个主题，更贴近学生的学习经验，而且语句较少。有利于学生结合自己的已有知识和经验理解程序实例及其中蕴含的算法。这种在分析学生的起点水平基础上，调整教学内容和学习难度的做法，有利于降低学习“门槛儿”，避免学生刚接触算法与程序设计时的挫折感。
在针对本校学生起点降低学习起点的同时，黄老师还针对学生的水平设置了A类和B类两个分层学习目标，开展分层次教学，既保证了所有学生都能达到课程标准规定的最低标准，也可以使有一定基础的学生得到较为充分的发展。
二、如何在“信息技术基础”模块中，在相对有限的课时内，帮助帮助学生理解程序等诸如此类的抽象复杂内容，解决难点、重点？
高中信息技术课的课时有限，而有些课程内容对学生来说又较难理解，如何在相对有限的课时内，帮助帮助学生理解程序等较为复杂抽象的内容也是很多开展高中信息技术实验的教师面临的难题。在本课中，黄老师设计了密切联系学生实际的学习专题——利用计算机程序画函数图像，让学生以较为简单直观、熟悉有趣的主题为载体， 并为学生设计了一系列“坡度较缓”的活动链，逐步深化学生的思维深度、节节提升概念的抽象程度。本课中学生的学习过程可以概括为“展示密切联系学生已有知识经验的实例学生观察，思考、比较计算机画函数与传统方式画函数的区别析在剖析程序的基础上了解程序结构修改源程序，学习编程技能交流、评价，修改、提升面向新问题的应用”。这种引导学生借助熟悉的实例理解抽象概念的教学策略，为学生的复杂思维过程提供了逐步深化的认知支架。同时，这种教学设计也充分体现了学习者为中心的教学趋向，学生自始至终都是认知活动、操作活动的主体，教师只是学习活动的设计者、组织实施者、辅助者和引导者。
执行一个画二次函数y=x2的图像的小程序，让学生了解计算机程序的工作过程
运行教学光盘上的实用程序，让学生更深的感受编程解决问题的威力
教学总结
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学生上机练习
剖析程序
由数学课中画函数图像的方法和步骤引导出计算机解决问题的方法的步骤，即“算法”。
让学生们总结出数学课中画函数图像的方法和步骤
数学课中是如何画函数图像的
运行程序
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总结
引出“算法”
剖析程序
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