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例谈算法与程序设计模块中循环结构的教学策略

发表时间：2020/10/28 来源：《教学与研究》2020年10月下作者：丁伟

[导读] 循环结构是高中信息技术选修模块《算法与程序设计》中的重要内容，也是算法部分的重点和难点，学生理解起来难度较大，应用更是无从下手，如何帮助学生度过这道坎，增强学生借助算法与程序设计解决实际问题的信心及能力，成为困扰信息技术教师的一个难题。

江苏省东海县房山高级中学,丁伟 222341

【摘要】循环结构是高中信息技术选修模块《算法与程序设计》中的重要内容，也是算法部分的重点和难点，学生理解起来难度较大，应用更是无从下手，如何帮助学生度过这道坎，增强学生借助算法与程序设计解决实际问题的信心及能力，成为困扰信息技术教师的一个难题。本文结合笔者多年的教学实践，对循环结构教学的整体思路进行了梳理，阐述了循环结构教学过程的组织和实施策略，以期给广大信息技术教师提供实践参考和必要的启发。
【关键词】算法与程序设计循环结构教学策略
        一、循环结构的教学目标和整体教学思路
        1.循环结构的教学目标
        在循环结构程序设计中，着眼于知识、能力和情感三个纬度，教学目标应设置为：
        (1)充分理解循环的概念，理解循环结构的基本思想和语法规则；
        (2)掌握For/Next和Do While /Loop循环的基本结构，理解其执行过程；
        (3)能选择合适的循环结构编写简单的程序，解决实际问题；
        (4)培养学生利用循环思想解决实际问题的能力，激发学生学习编程的兴趣，提升学生的信息素养。
        2.循环结构的整体教学思路
        循环结构教学的整体过程可分为四步：首先，从最基本的图形输出问题引出循环的概念，并用流程图分析执行过程，帮助学生直观理解“循环”的含义。接着，给学生介绍用于循环次数已知的For/Next循环，然后针对不能预先确定循环次数的循环问题，引出Do While /Loop循环，最后，借助一系列案例，帮助学生内化知识，形成技能，提升素养。
        二、教学过程的设计与组织
        1.引入典型案例，建立对循环的初步认识
        (1)引入问题
        为减少示例代码对学生理解“循环”含义的影响，引入的案例需脱离程序设计语言的约束，能够纯粹地体现循环的含义，让学生以最基本的逻辑思维能力去思考，找出求解的算法。因此，笔者以“在窗体上显示5行‘VB欢迎你’”开始入手，引导学生讨论输出100行相同内容的方法，引发学生对“需要反复操作”的关注，建立“循环”的概念。此时，教师执行一个For/Next示例程序（代码如图1），但不对程序语法做详细说明，引发学生解决重复性问题的兴趣。

        (2) 用流程图分析算法，总结循环结构的基本要素
        教师在执行完上述案例程序后，组织学生讨论：①为什么要用循环②需要循环多少次③谁为循环次数做统计④每次循环过程中做什么⑤循环怎样结束等问题，展示流程图（如图2所示）。学生在问题的讨论中，既充分理解了循环的含义，又学习了循环语句的基本结构以及循环结构的执行过程，逐渐形成对循环结构的三个基本要素（循环变量、循环体和循环终止条件）的理解，强化了循环结构程序设计的思维模式。
        2.分析实例，实现“循环”算法
        (1) For/Next解决循环次数已知的问题
        在具体教学中，笔者以教材中的“为希望工程捐款”为例，引出For/Next语句的一般形式：

        For 循环变量=初值 To 终值 [Step 循环步长]
　　[循环体]
　　[Exit For]
Next [循环变量]
For/Next的N-S图所图3所示。
        在讲授For/Next循环结构时，需要重点说明两点：①该循环结构是如何执行的；②循环变量的初值、终值、步长要怎样设计，才能确保循环在有限次执行后自动结束。
        通过例子得出结论后，教师要不失时机地再次设疑。在教学中，笔者设置了：①1-100之内的偶数/奇数的和（任务难点：循环变量的变化幅度）；②1*2*3*……*20（任务难点：累加器的初始化）；③1+ ?+?+……+ 1/100 （任务难点：构造累加通项）三个问题拓展学生视野，内化知识。在此处，教师可以引导学生从循环的执行过程、循环结束的控制、循环变量的作用、累加器的含义及使用等方面思考问题，并鼓励学生通过自主探究、小组协作的方式解决问题，示例代码见表1。

(2)Do While /Loop解决循环次数未知的问题

        前述的几个问题解决后，教师及时抛出另一个问题：以现有存款规则，要存多少个月才能使存款余额多于500元？该问题由于循环次数（即存款次数）未知，故应用 For﹍Next 循环来计算分析将难以实现，从而引出循环的另外一种结构：Do While/Loop循环。
Do While/Loop语句的一般形式：
Do While<条件表达式>
　　<循环体语句>
[Exit Do]
Loop
Do While...Loop语句可以在程序中实现“当”循环,其N-S图如图4所示。
        3.拓展案例，提高分析和解决循环问题的能力
        为了更好地引导学生进一步探究循环规律，活学活用，笔者从不同章节中选取了一系列经典问题，对抽取的知识点进行了重新规划与整合，形成了如下案例群（见表2）：