三種基本語言結構

.z.利用機器人平臺認識三種根本語言構造一、設計思路信息技術根底模塊中的"嘗試程序開發(fā)〞一節(jié)涉及到了程序設計的三種構造，程序設計的三種構造是程序設計中的根本知識點。程序的講解是比擬抽象的，學生聽著也比擬枯燥乏味。本節(jié)課的設計利用智能機器人仿真軟件進展講解，利用該軟件既有圖形化編程界面,又有相對應的代碼窗口的特性,讓學生在生動形象利于承受的學習活動中了解三種程序構造，能夠使用圖形化編程環(huán)境實現(xiàn)順序、分支、循環(huán)三種控制構造。仿真軟件如圖：左側為模塊庫；中間為流程圖編輯區(qū)；右側為代碼顯示區(qū)。二、教材分析"嘗試程序開發(fā)〞一節(jié)是信息技術根底中的第四單元中的一節(jié)，這一節(jié)的內容是讓學生能夠認識程序設計的三中構造，了解三種程序構造執(zhí)行的過程，讀懂簡單的程序，為后續(xù)開設算法與程序設計選修課程做知識鋪墊。三、學生情況分析本節(jié)課之前，學生掌握了仿真軟件的使用，對程序設計有了一定的了解，學會了使用仿真軟件設計機器人走直線，轉彎，停頓，發(fā)音的設計，并同時可視化的界面看到了自己設計的成果。但是，程序設計中的抽象化和理論化會減淡學生對程序設計的熱情，這就需要教師充分營造教學情境，合理安排任務，保持學生的學習熱情和興趣。四、教學目標知識與技能：能夠清晰的繪制出順序構造、循環(huán)構造、分支構造的流程圖，能夠讀懂程序執(zhí)行的流程,能夠比擬三種根本構造的異同；過程和方法：通過演示法、講授法、任務驅動和小組合作等方法，學生能掌握流程圖的設計思路，能繪制流程圖；情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)合作交流的意識，提高分析、解決問題的能力；促進學生對程序語言的學習興趣。五、教學重、難點教學重、難點：掌握流程圖的設計思路；理解三種程序構造的執(zhí)行過程。六、教學資源：機器人仿真軟件、視頻材料、PPT、相關學習材料。教學用時：90分鐘教學流程圖〔一〕順序構造〔四〕綜合任務設計機器人自由行走程序開場〔二〕循環(huán)構造〔三〕分支構造1.程序演示分析，任務一2.學生動手操作，成果交流3.教師總結，講解順序構造1.討論引出循環(huán)構造，任務二2.學生動手操作，成果交流3.教師講解for語句的執(zhí)行流程1.實例分析，任務三2.教師分解任務引出分支構造3.學生動手操作，成果交流1.教師安排綜合任務2.學生動手操作，成果交流七、教學過程〔一〕通過程序演示引出順序構造1．程序演示演示機器人走正方形軌跡【見下列圖】教師：看過程序演示，請同學們分析一下，機器人是如何完成任務的學生：前進右轉，再前進再右轉，再前進再右轉，再前進再右轉教師：好，通過演示可以清晰的分析出機器人運動的軌跡，那我們同學們能不能利用我們上節(jié)課講過的知識，完成這樣一個設計呢？給同學們3分鐘的時間使用仿真軟件設計一個機器人走正方形的程序。2．學生操作學生依照演示完成機器人走正方型的程序。[設計意圖]：給出本節(jié)課的第一個任務，使用仿真軟件完成一個機器人走正方形軌跡的程序設計，在學生上節(jié)課學習根底上，通過這個任務，熟悉軟件環(huán)境，回憶上節(jié)課的內容，并繼續(xù)保持學習熱情。教師：請一位同學展示他的設計成果學生：演示成果，并展示程序設計流程圖【見右圖】教師：有沒有同學用其他方法完成這個任務的？學生：表示贊同他的設計教師：請同學們觀察，這個程序是順序執(zhí)行的，有第一個程序模塊一直執(zhí)行到最后一個程序模塊，這種設計構造，我們稱為循序構造?！舶鍟喉樞驑嬙毂硎境绦蛑械母鞑僮魇前凑账鼈兂霈F(xiàn)的先后順序執(zhí)行的?！砙設計意圖]：通過學生自己設計程序，給出順序構造的概念，能夠加深學生的記憶和理解?！捕惩ㄟ^分析機器人走正方形的軌跡特點引出循環(huán)構造1．師生分析討論教師：我們繼續(xù)觀察機器人行走的軌跡，有什么特點嗎？學生：機器人行走的直線距離一樣長，拐彎都是90度教師：則我們在觀察一下程序流程圖，它使用了幾種模塊，使用了幾次學生：使用了2種模塊，使用了4次教師：好的，看出了這些特點，我們發(fā)現(xiàn)機器人走正方形，其實就是再重復執(zhí)行直行加右轉這兩個步驟，重復了4次。則我們使用程序設計中的另外一種構造來完成這個軌跡的設計，就是循環(huán)構造。〔板書：循環(huán)構造表示程序反復執(zhí)行*個或*些操作，直到*條件為假〔或為真〕時才可終止循環(huán)。〕[設計意圖]：通過分析和觀察，給出循環(huán)構造的概念教師：在控制模塊庫中，拖拽"條件循環(huán)〞模塊到編輯界面中，鼠標右鍵該模塊，彈出"屬性〞界面，我們重復直行加右轉這個動作需要幾次？學生：4次2．學生操作教師：好的，請同學們自己試著編寫一下這個程序流程圖。[設計意圖]：給出第二個任務，在學生好奇的前提下，直接教授講解知識，演示操作，容易承受新知，然后再實際操作，易于掌握。教師：同學們都編寫出來了嗎？不會的同學可以向同座位鄰近或組內組長請教。請完成的同學舉下手，請一位同學演示一下它的程序流程圖【見右圖】。學生：由同學演示設計的程序[設計意圖]：鼓勵學生互幫互助，培養(yǎng)不會就問的習慣。通過詢問展示，了解學生的占我情況，請學生演示肯定一下學生的成果。3．講授循環(huán)構造教師：我們學會了循環(huán)流程圖的使用，下面來分析一下這個程序，點擊菜單欄的"顯示代碼〞按鈕，可以在界面顯示程序的源代碼，我們一起來分析一下。教師：for語句的講解for語句是C語言所提供的功能更強，使用更廣泛的一種循環(huán)語句。其一般形式為：for(表達式1；表達式2；表達3)語句；表達式1通常用來給循環(huán)變量賦初值，一般是賦值表達式。也允許在for語句外給循環(huán)變量賦初值，此時可以省略該表達式。表達式2通常是循環(huán)條件，一般為關系表達式或邏輯表達式。表達式3通?？捎脕硇薷难h(huán)變量的值，一般是賦值語句。這三個表達式都可以是逗號表達式，即每個表達式都可由多個表達式組成。三個表達式都是任選項，都可以省略。一般形式中的"語句〞即為循環(huán)體語句。for語句的語義是：1.首先計算表達式1的值。2.再計算表達式2的值，假設值為真(非0)則執(zhí)行循環(huán)體一次，否則跳出循環(huán)。3.然后再計算表達式3的值，轉回第2步重復執(zhí)行。在整個for循環(huán)過程中，表達式1只計算一次，表達式2和表達式，3則可能計算屢次。循環(huán)體可能屢次執(zhí)行，也可能一次都不執(zhí)行。[設計意圖]：FOR語句的執(zhí)行比擬復雜，必須由教師進展講解。教師：以機器人走正方形的程序為例，請同學們以小組的形式進展討論，結合for語句的執(zhí)行過程，表達一下程序的執(zhí)行過程。學生：小組討論[設計意圖]：組織學生討論，到達合作交流的目的，通過同學間的分析討論，加深對for語句執(zhí)行過程的理解。教師：在小組間進展觀察，詢問，傾聽教師：找2個小組的代表，進展一下for語句執(zhí)行過程的描述【見上圖】學生：進展程序執(zhí)行過程的描述[設計意圖]：加深學生對for語句的理解，教師進展指點和語言上的標準?！踩惩ㄟ^分析機器人折返跑動作講解分支構造1．實例分析啟發(fā)思考教師：我們再來看一個程序演示【見下列圖】教師：在一個長方形的房間內機器人進展折返跑，當機器人運行到前方墻壁前時，停頓前進，并開場調頭前進，當運行到另一側墻壁時，停頓并調頭前進，如此反運動。教師：機器人是怎么實現(xiàn)的這個動作的？學生：機器人運行到墻壁前面的時候，會探測前方是否有障礙物，如果有的話，就調頭前進，反復如此教師：則如何在程序中實現(xiàn)呢，我們可以將整個任務分解成幾個動作呢？學生：1、走直線；2、調頭；3、判斷障礙物；4、反復運行以上動作教師：第1、2兩個環(huán)節(jié)，我們在上節(jié)課已經講過了，第3個環(huán)節(jié)我們可以利用"傳感器模塊庫〞中的"紅外避障〞判斷模塊進展障礙物的判斷設計，點開"紅外避障〞判斷模塊，右鍵屬性中，可以看出對前方是否有障礙物要進展判斷，這就是我們要用到的分支語句?！舶鍟悍种嬙毂硎境绦虻奶幚聿襟E出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)*一特定的條件選擇其中的一個分支執(zhí)行。我們通常也稱作"判斷語句〞〕[設計意圖]：由分解任務引出分支構造的概念2．剖析分支語句教師：判斷語句對條件進展判斷，返回值為"是〞或"否〞，不同的返回值，執(zhí)行不同的語句，通過流程圖可以看出【見右圖】教師：第4個環(huán)節(jié)可由"控制模塊庫〞中的"永遠循環(huán)〞實現(xiàn)下面請同學們四個人為一小組，試著完成這個任務。[設計意圖]：給出第三個任務，結合順序構造和循環(huán)構造，引入分支構造，、由教師引導將任務分解，讓學生通過小組合作的形式進展學習，并完成任務。教師：在小組間進展傾聽，詢問，指導學生：討論，探究，上機編寫程序教師：請1-2個小組代表展示程序流程圖，并對自己的設計思路進展表述學生：展示并描述【見下列圖】[設計意圖]：通過小組合作學習，完成這一環(huán)節(jié)的任務3．代碼閱讀與分析教師：看過程序演示，我們來認識一下判斷語句的代碼是如何編寫的教師：IF語句的講解if〔表達式〕語句1else語句2教師：解釋ir_1==4的含義，在仿真系統(tǒng)中，ir_4這一變量名表示紅外測障，1代表"無障礙物〞；2代表"左側有障礙物〞；3代表"右側有障礙物〞；4代表"前方有障礙物〞?！疽娪覉D】[設計意圖]：此環(huán)節(jié)教師需要針對仿真系統(tǒng)中的變量含義進展講解，加深學生對if語句執(zhí)行過程的理解?！菜摹尘C合任務教師：簡單小結程序設計的三種構造，指出這三種構造在程序設計中一般是要結合起來使用。布置綜合任務:在一個房間內，機器人在房間中任意行走，但是不可以碰到墻壁。請同學們結合這節(jié)課的知識，完成這個任務。[設計意圖]：該任務涉及到了程序的嵌套，通過學生自己的嘗試，該程序要求紅外變量返回三個值，分別是"前〞、"左〞、"右〞；要做三次判斷。檢驗學生對三種構造的掌握情況。課堂觀察：學生完成該任務的情況分為四種：一是極少數(shù)學生沒有完成設計；二是局部學生設計中少做了一次判斷，導致機器人碰到墻壁不再運動；三是大多數(shù)學生能夠完成流程圖的編寫；四是有3位學生，嘗試使用系統(tǒng)給出的碰撞檢測，在程序中參加了碰撞判斷，使得程序更加完善。該任務的程序流程圖及程序代碼【見下列圖】[設計意圖]：本節(jié)課的目的就在于讓學生掌握三種程序構造的流程圖和設計思路，能夠運用學過的知識解決實際問題。最后的任務是需要綜合運用三種構造來完成的，可以加深學生對知識的理解，提高三種構造使用的熟練程度。八．教學反思本節(jié)課通過仿真系統(tǒng)的演示，形象的反映出了程序設計的三種構造，不在是單純的枯燥的講解，對學生來說，通過編程來命令機器人完成不同任務，極大地激發(fā)了學生的學習興趣。考慮學生知識構造有差異，學習能力有差異，針對不同的學生設計簡單題目和稍難題目，共設計了4個任務，任務難度由淺入深，由分散到綜合，教師從旁輔助引導，引出學生好奇心，再此驅使下，通過自我學習、小組學習、教師講解、學生演示的方法逐步使學生掌握知識。通過教學實踐，我認為基于"任務驅動〞的小組合作學習法既活潑了課堂氣氛又充分調動了學生的學習興趣，在活動