今天的編程教學，不再是單純地學計算機語言的語法結構，也不再是按部就班地從變量、常量到數據類型一點點剝皮式地學習了，而是基于算法設計、計算思維的信息科技探究、體驗、應用式地學習，本期解碼讓我們從兩節賽課設計探討編程教與學的策略與實施。

　　《做出判斷的分支》是教科版《信息技術》必修1(數據與計算)第二單元《編程計算》第二節的內容。教材圍繞“最適宜運動心率計算器”項目，介紹了輸入輸出語句、賦值語句以及分支結構等知識。筆者遵循“以解決現實問題為出發點設計教學內容，在知識應用中培養學生核心素養”的原則，結合當下人工智能應用中有大量程序設計知識的特點，選擇“天貓精靈”案例開展項目式教學。

　　● 學情分析

　　本節課授課對象為高一年級學生，他們已具備一定的信息技術基礎，對應用類知識興趣濃厚，渴望趣味性、實用性的課堂，但缺少程序設計的能力，對信息技術知識類的學習缺乏興趣。

　　● 教學目標

　　①理解分支結構的基本功能，掌握分支結構的設計方法;②結合生活經驗和天貓精靈應用實踐，設計相關應用場景，并通過程序模擬實現;③了解分支結構算法思想在生活中的應用，形成關注信息技術應用的意識和習慣。

　　● 教學重難點

　　重點：理解多分支語句的結構特點。

　　難點：結合生活中的具體問題，設計合理的分支結構程序以滿足應用需求。

　　● 教學時長

　　2課時。

　　● 教學環境

　　硬件環境：網絡機房、可遠程聯網控制的天貓精靈及網絡攝像頭設備組合。軟件環境：Python3.8。教學素材：課件、天貓精靈應用場景視頻。

　　● 教學過程

　　1.情境引入

　　教師播放天貓精靈視頻，視頻包含三個功能場景：①天氣鬧鐘功能：您6點35分的鬧鐘即將播報天氣、溫度等信息。②語音喚醒功能。③整點報時功能：主人，現在是早上7點整;主人，現在是晚上9點整……

　　設計意圖：每個學生對天貓精靈的關注和了解情況各不相同，通過錄制家中的天貓精靈應用的視頻，既給學生一種真實感，又使所有學生對天貓精靈有基本認識。

　　教師再呈現天貓精靈和網絡攝像頭在同一畫面場景中的圖片并介紹：安裝了網絡攝像頭APP的手機具有語音對講功能，可以遠程語音控制天貓精靈。找兩位學生現場體驗。進一步提問：天貓精靈的語音是事先錄制好的嗎?它是如何實現語音播放的?

　　設計意圖：網絡設備的使用，讓學生真切體會物聯網時代信息化產品的創新應用。通過手機APP控制天貓精靈，實現教師與學生、學生與設備的多重互動，增強學生的參與感，引出學習主題。

　　教師呈現天貓精靈應用場景的文字信息，學生填空，引導學生發現：天貓精靈語音中有的內容是變化的，有的內容固定不變。引出變量的概念，即可以變化的量，可以是文本，也可以是數字。

　　設計意圖：填空的內容屬于學科外知識，沒有難度，意在學生參與;變量的概念是結合具體實例進行口語化描述的，并不具有精準性，但便于學生理解，學生更易接受。

　　說明后續項目活動的規則：“天貓精靈”是在語音輸入、輸出基礎上進行的。為了便于計算機程序模擬，將語音對話轉換為文字的輸入輸出，模擬“天貓精靈”的功能。

　　2.活動1.1：模擬“天氣鬧鐘”功能

　　①實現效果：屏幕顯示播報文字。②知識技能：了解print()、input()函數及賦值語句的簡單應用。結合變量的知識，將變量賦值后輸出(如圖1)。③學生實踐要求：分別運行這三個程序文件，體驗三個程序的應用特點;在三個程序文件基礎上嘗試修改代碼，并調試運行。

　　設計意圖：借助“在屏幕上顯示文字”應用場景，通過逐步增加功能，分別體現print()、賦值語句、input()的效果。學生程序設計的基礎較弱，為體現高中信息技術重在培養學生計算思維、弱化編程技能培訓，讓學生在原有代碼的基礎上進行“修修補補”式的替換更改，降低學習難度，最大程度地保持學生的學習熱情。

　　3.活動1.2：模擬“喚醒”功能

　　①實現效果：若輸入“天貓精靈”，則輸出“你好，主人!”。②知識技能：if語句、代碼縮進、==(關系運算符)。③學生實踐要求：同活動1.1。

　　設計意圖：介紹簡單的if語句，為后續多分支結構語句學習做鋪墊。

　　4.活動1.3：模擬“整點報時”功能1

　　①實現效果：在早7點至晚9點間開啟整點報時，其余時間段關閉(如圖2)。②知識技能：if...else...語句。③學生實踐要求：同活動1.1。

　　設計意圖：讓學生了解整點報時功能在某一時間段才適宜使用，體現人工智能“人性化”的設計理念。

　　5.拓展任務

　　計算機能夠準確、不知疲倦地獲取網絡時間，提高工作效率。如下頁圖3所示程序能自動獲取網絡時間。

　　設計意圖：拓展任務將手動輸入時間改為自動獲取時間，供學有余力的學生探索。

　　6.活動1.4：模擬“整點報時”功能2

　　①實現效果：早7點至晚9點間準點報時(如下頁圖4)。②知識技能：代碼結構化表達，if...elif...else...。

　　③學生實踐要求：同活動1.1。

　　設計意圖：前兩個活動主要介紹了if、if...else語句的應用，在本活動中沒有直接呈現if...elif...else...語句，而是從“如果…就…”“如果…就…”的實際生活思維入手，先使用了多個if語句實現效果。繼而在比較中發現代碼結構的不足，再引出多分支結構，使學習活動更接近真實的思維過程。

　　7.知識小結

　　將雙分支結構和多分支結構語句進行比較，強化學生對分支結構的認識。結合程序對應的流程圖，讓學生了解流程圖的運行過程。

　　設計意圖：程序設計教學一般先介紹流程圖，再介紹代碼。由于此段程序結構簡單，結合生活應用學生也易于理解，所以設計時是反過來先程序代碼再流程圖，進行流程圖的學習。

　　8.探索應用

　　①在探討天貓精靈運行原理的基礎上，學生以小組為單位，圍繞天貓精靈功能開展頭腦風暴，發掘更多應用，設計程序模擬實現。②參考案例1：天氣高溫預警——紅色：40度以上;橙色：37度以上;黃色：35度以上。參考案例2：空氣質量指數AQI——優：AQI≤50;良：AQI<=100;輕度污染：AQI≤150;中度污染：AQI≤200;重度污染：AQI≤300;嚴重污染：AQI>300。其他案例如穿衣指數提示等。鼓勵學生深入研討，呈現創意應用作品。③學生實踐要求：結合評價表開展小組協作學習。

　　設計意圖：項目圍繞真實任務開展，學生在實踐過程中培養計算思維。教師提供的部分案例可以活化學生思維，引發學生的創意思考;沒有創意的學生根據教師提供的案例進行程序模擬實現，使所有學生都能夠參與到活動中。項目評價表能夠引導學生開展活動，提高團體學習效率。

　　9.總結提升

　　引導學生由天貓精靈項目擴展到對更多智能設備的關注，關注其基本工作邏輯，用程序設計的思維去認識它們。

　　設計意圖：“學習是為了更好地生活”，引導學生將學習到的知識和生活實踐結合，形成利用程序設計知識分析生活中智能化應用設備的意識和習慣。

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