用计算机编程解决问题的一般过程教学设计
课程标准
和
教学目标
用计算机编程解决问题的一般过程
教材内容： 3.1用计算机编程解决问题的一般过程
适应的课程标准：
1.7掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法。通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法。
教学目标：
●依据解决问题的需要，能够设计和表示简单算法。
●通过具体任务的实践活动，体验用计算机解决问题的基本流程，了解使用计算机编程解决问题的一般过程，逐步掌握运用计算机解决问题的学科方法，培养计算思维。
指向的核心素养：
●信息意识：能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。想学电脑编程和代码
●计算思维：针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题；能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。运用基本算法设计解决问题的方案，能使用编程语言或其他数字化工具实现这一方案。
学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，装有Python3.x编程环境和班级讨论区。
建议课时：1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
情境导入
教师向学生展示3张图片，分别是一个正方形，红五角星和黑白阴阳图形。
教师提出问题：如何使用计算机绘制上述3个图形？
前面两个图形，学生可以借助现成的计算机程序（如画图软件）来解决，黑白阴阳图需要使用更专业的制图软件来解决，或者自己设计算法，编写程序来解决。
直入主题、激发思考。问题的难度逐渐加深，让学生意识到并不是所有的问题都可以用现成的计算机程序来解决，引出使用计算机编程解决问题的必要性。同时给出本节课学习任务，调动学生学习新知，解决实际问题的积极性。
知识讲解（1）
1.教师演示如何打开IDLE的编辑器操作界面，简单介绍海龟绘图（turtle模块）的特点。
2. 教师边演示边讲解：从画一条直线，到画一个直角，再到画一个正方形。
介绍其中用到的两个函数forward()和right()（学生可以举一反三说出left()）。
海龟绘图一个简单的绘图工具，很适合用来引导学生学习编程。通过介绍几个简单的函数，引导学生顺利步入编程的殿堂，体会编程的乐趣。
学生活动
（1）
活动1:学生小组合作讨论并实践，编程画一个正五边形。
通过观察教师演示画正方形的过程，集合团队的智慧，学生一般能出画正五边形的方法。
教师邀请学生代表展示成果，并引导学生介绍解决问题的过程，总结使用计算机编程解决问题的一般过程，并提炼成流程图，制作相应表格：
（1）抽象与建模
在用计算机绘制正五边形时，先根据公式(n-2)*180/n计算内角度数，再通过重复执行“画一条等长的边，旋转一定角度（180-内角度数）”的操作来完成。
（2）设计算法
计算正五边形的每个内角度数d=(5-2)*180/5
将以下过程重复执行5遍：画一条等长的边，旋转（180-d）度。
（3）编写程序
活动2:学生小组合作讨论并实践，编程画一个五角星。
要求学生记录解决问题的过程，并按照流程图填写表格。
待学生完成任务后，进一步提出要求，如何为五角星填充颜？
教师介绍设置颜函数和填充颜的方法，帮助学生完成任务。
由浅入深，逐渐增大问题难度，引起学生的兴趣；采用小组讨论的方式，能充分激发学生的创造力，促进学生相互激励，相互帮助，培养团队协作精神，并增强解决问题的信心。
由于学生是第一次接触编程，初次尝试难免会出现各种错误。教师要对这些错误有预期心理准备，并通过小组讨论和及时评价等形式去引导学生逐渐掌握用计算机编程解决实际问题的一般方法。
知识讲解（2）
教师边演示边讲解画圆的方法，介绍函数goto(),penup(),pendown()和circle()。
采用“知识屏蔽”的方式，逐步提供必需的工具，而不是一股脑全部塞给学生，可以突出重点，降低教学难度。
学生活动（2）
活动3:学生小组合作讨论并实践，编程画一个靶心图形，并为各圆环填充不同的颜。
学生通过讨论和实践总结出画不同半径圆和填充颜的顺序。
要求学生记录解决问题的过程，并按照流程图填写表格。
活动4:学生小组合作讨论并实践，编程画一个黑白阴阳图形。
要求学生记录解决问题的过程，并按照流程图填写表格。
教师应提醒学生先在草稿纸上确定各圆心的坐标，作图和填充颜顺序，再编写代码。
活动5:组织学生发挥想象——我想让计算机绘制什么样的图形，我能对程序做什么？学生开始设计算法，修改并尝试调试程序。
此2题需要精心设计画不同半径圆和填充颜的顺序，培养学生先设计算法再编写程序的习惯；通过调整语句顺序，实现不同的效果，体会算法顺序结构的特征。
每个项目实例均要求学生记录解决问题的过程，并按照流程图填写表格，体验用计算机编程解决实际问题的一般过程。
修改计算机程序实现绘制图形的变化，比较贴近程序设计初学者的最近能力发展区。通过算法的重新设计、程序的修改、思维的迭代，培养学生的计算思维。
学习评价
组织各小组分享实践结果，教师展示多个程序作品。学生彼此欣赏、交流，体验成功。
引领学生展望后续的学习，保持好奇心，激发学习的内驱力。
课堂小结
1. 总结使用计算机编程解决问题的一般过程；
2. 总结编程过程中常见问题和注意事项。
在学生有了使用计算机编程解决问题的体验后，教师对知识进行归纳和总结，帮助学生把新知纳入原有知识结构，实现知识的升华。
作业布置
基础作业（面向所有学生）：
本节配套课后作业。
提升作业（面向学有余力学生）：
自主学习海龟作图的更多方法，绘制各种有趣的图案。
课后作业是课堂学习的延伸，是巩固和升华知识点的有效途径。根据学生的基础和能力设置不同难度的作业，以满足不同层次的学生需求。
教学设计思路
本节课的主要教学目标是通过具体任务的实践活动，体验用计算机解决问题的基本流程，了解使用计算机编程解决问题的一般过程，逐步形成运用计算机解决问题的思维方式和学科方法。其中的重点是体验，所以教师需要设置适当的问题情境，引导学生积极思考和实践，体验运用计算机解决问题的全过程。
“师傅领进门，修行靠个人”。在教学过程中，教师的精心引导和学生独立实践都是必需的。本节课是使用计算机编程解决问题的第一课，也是学生期盼已久的实际动手编写程序的第一课，走好第一步，是非常重要的。
海龟作图是一个非常简单的绘图工具，很适合用来引导学生学习编程。只需要几条简单的语句，就可以画出漂亮的图案；画笔动态展示了作画的全过程，可以让学生清楚地看到程序的运行过程，有利于培养学生的计算思维。
教师先展示利用海龟作图做出的几张漂亮图片，告诉他们今天要自己动手编程画出这些图片，引起学生兴趣和好奇心。
教师简单介绍海龟作图的特点，演示几个基本操作，然后组织学生讨论并实践编程作图。由浅入深，逐渐增大问题难度，在满足学生成就感的同时持续激发学生的求知欲。
由于学生是第一次接触编程，初次尝试难免会出现各种错误，学生遇到困难希望得到及时的帮助。教师要对这些错误有预期心理准备，并采用小组讨论的方式，鼓励学生相互激励，相互帮助，培养团队协作精神，增强解决问题的信心。
在学生完成基本任务之后，继续鼓励学生发挥想象，修改程序代码或设计新算法，绘制更漂亮的图形，可以满足优秀学生的探究欲望。教师可做适当引导，让学生从试探性的程序修改进而提升至根据自己设想中的目标有的放矢地去修改程序。
本节课的内容总体难度较小，教师要给予学生足够的时间独立思考，鼓励学生进行小组讨论与合作，并向大家展示自己的学习成果。分小组进行合作实践，可以有效地带动学习相对滞后的同学；通过展示不同层级的成果作品，激励不同程度的学生一起向前奋进。
针对
核心素养培养的
设计考虑
本条例各个核心素养的具体落点分析如下：
信息意识：落点在“能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值”。兴趣是最好的老师，本节课给学生提供了真实有趣的问题，唤起学生的兴趣，引导学生在实践中理解使用计算机编程解决问题的一般过程，帮助学生逐步形成运用计算机解决问题的思维方式和学科方法。本节课采用学生分组讨论并实践编程作图，教师引导总结提升到理论层次的方式，对学生主动获取和处理信息的能力要求较高，充分利用小组合作学习的优势，鼓励学生相互交流，培养自主学习的意识和习惯。
计算思维：落点在“针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题；能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。运用基本算法设计解决问题的方案，能使用编程语言或其他数字化工具实现这一方案”。本节课提供了一系列的编程任务，难度逐步提升，需要学生认真思考，经历抽象建模，设计算法到编写程序，调试运行程序的全过程，提升学生的计算思维。尤其是靶心图形和黑白阴阳图形相对比较复杂，学生不能一下子看出作图方法，需要预先设计算法，确定各圆心的坐标，作图和填充颜顺序，再编写代码。代码编写好了程序也不一定就能正确运行，还需要学生对程序进行调试，以便发现错误并进行修正。以上解决问题的每一个环节，都是对学生计算思维的磨练，对其核心素养的提升有莫大帮助。

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