聚焦问题解决，发展计算思维

郭巍丹 王卫东

● 教学内容分析

《过程调用》是浙江省小学信息技术五年级下册的内容，位于第二单元“算法与程序设计”的第7课。本单元共有10课，通过“知识问题器”“有趣的绘图”“计时器”这几个项目展开，从中学习变量、列表、循环嵌套、过程调用、带参过程等学科本体知识。通过本单元学习，学生能够根据实际需求或问题编写较为复杂的程序，提升用计算机程序解决问题的能力，发展计算思维，也为后续进一步学习程序设计作好铺垫。本单元与初高中的相关单元一脉相承，但在小学阶段主要以图形化编程为载体。本课与其前后两课紧密联系，都是以计算机绘图作为学习主题。前一课是利用循环和循环嵌套来绘制正多边形和由正多边形旋转几次之后得到的图形。本课是在此基础上，通过创建和调用“过程”（自制积木）来绘制更复杂的图形，从中理解“过程”的概念和作用，进而为后一课《带参过程》的学习奠定基础。通过本课的学习，学生不仅要能够在图形化编程环境中根据需要合理使用“过程”，还要理解合理“过程”的作用，即运用“过程”可以使程序简化、结构清晰，便于理解和调试。因此，在教学过程中要设計有梯度的任务与活动，引导学生认识、感知并理解，关注学生思维的发展。

● 学习对象分析

本课的学习对象是五年级学生。学生之前已经学习过图形化编程，知道程序设计的三种结构——顺序、循环和分支结构，能够编写简单的程序。通过对前一节课学生编写的程序进行统计和分析，了解到全体学生都能运用循环嵌套编写程序绘制由正多边形旋转得到的图形，具备了学习本课的基础。通过问卷调查可知，绝大多数学生没有接触过图形化编程中的“过程”。此外，有80%的学生对图形化编程有较强的学习兴趣，而选择“不太感兴趣”的学生的原因是其动作较慢、思维跟不上、不能顺利完成全部任务，产生畏难心理。因此，将采用小组讨论、同伴互助、教师个别指导等方式开展学习;同时，关注学生思维的发展，设计了基础任务、进阶任务和挑战任务，满足不同学生的需求，让每一位学生都获得成功感。笔者所在学校学生能熟练使用平板电脑，因此笔者在“算法与程序设计”单元教学中以iPad为工具，以硬壳编程APP为图形化编程环境来组织教学，利用iPad中的“课堂”查看学生屏幕，把握学情，通过Team Model智慧教室系统和电子白板实时展现学习过程与结果，让思维可见，同时也使得师生、生生的互动交流更加便捷。

● 教学目标

①通过小组讨论、交流分享复杂图形的绘制思路，体验将大问题分解为小问题的方法，初步学会运用合理的算法形成解决问题的方案。②通过合作探究、小组展示、归纳小结等方式，理解“过程”的概念，掌握创建和调用“过程”的方法。③通过运用“过程”修改完善程序绘制出较复杂的图形，理解“过程”的作用，并能将方法迁移到与之相关的问题解决中。

● 教学重难点及对策

重点：创建和调用“过程”。对策：通过小组讨论、实践探究、动态演示、归纳总结等多种方式加以突破。

难点：理解“过程”的作用。对策：通过观察程序、修改程序、变式应用，循序渐进，逐步化解。

● 课前准备

根据教学内容和学生实际，在教学资源方面做如下准备：①学习环境——Team Model交互系统环境搭建。②教学软件——硬壳编程APP、课堂APP（教师端）。

● 设计思路

信息技术课程发展提出的“四个转向”，要求教师从关注知识技能的学习转向关注问题解决能力的发展，从关注“应用行为”转向关注“学科思维”。所以，在小学开展编程教育的目的更多的是帮助学生构建起新的思维模式，是“code to learn”而不是“learn to code”。因此，笔者在设计本课时，承接前一课并衔接后一课，整合教材中的任务，根据所在学校学生特点进行了适当处理，以计算机绘图为学习主题，聚焦问题解决，着眼于思维发展，引导学生在用计算机程序绘制复杂图形的问题情境中，经历“分析问题——确定算法——编写程序——修改完善”的过程，从中感知“由大到小逐层分解，由小到大逐步解决”的方法，并学会创建和调用“过程”，逐步理解“过程”的概念与作用，使学生在思考中感知，在实践中体验，在应用中拓展，在交流中提升。学生如果具备了这样的思维与素养，在其他程序设计语言的学习中也能很快地迁移应用、创新设计，从而掌握用计算机程序解决问题最一般的方法。

● 学习过程

1.谈话导入，引出主题

教师谈话：在信息时代，计算机程序能为人类处理很多问题，如绘图。

教师呈现上节课的绘图程序及运行结果，并引出学习主题——用计算机程序绘制复杂图形。

设计意图：衔接旧知，引出新的问题，调动学生情绪，使其快速进入学习状态。

2.讨论分析，探索方法

（1）小组讨论，确定方案

出示图形：学生观察图形，寻找其特点和组成。

小组活动：讨论用计算机程序绘制这个图形的思路，并在iPad上画出轨迹，通过HiLearing提交到教师端。

（2）交流分享，思维可见

各组代表上台，讲解本小组的绘制方法。

（3）归纳小结，提炼方法

师生共同总结得出解决问题的一般方法：将较复杂的问题逐层分解，转化成能解决的小问题，再反过来由小到大逐一解决。

设计意图：小组讨论让学生思维碰撞，相互交流，达成共识;在iPad上标注可以让思维可见;提交到教师端可以实时把握学习进度，通过交流分享发现不同的解决方案，组间相互学习与促进。引导学生进一步归纳梳理出解决问题的一般方法，为后面的学习做好铺垫。

3.实践探究，认识“过程”

（1）激活旧知，解决子问题

出示基础任务（如下页图1），同桌讨论完成。请一组同桌上前分享：一位学生绘制角色运动轨迹;一位学生编写对应子问题的程序。